ИССЛЕДОВАНИЕ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА, 2015, № 5, с. 93-100
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМИЧЕСКОЙ ^^^^^^^^^^ ИНФОРМАЦИИ О ЗЕМЛЕ
АНАЛИЗ ФОТОИЗОБРАЖЕНИЙ С ЦЕЛЬЮ ГЕОСИСТЕМНОЙ ОЦЕНКИ ЛАНДШАФТОВ ВЫСОКОГОРНОГО ПОЯСА БОКОВОГО ХРЕБТА
(в пределах Азербайджана) © 2015 г. И. И. Марданов
Кафедра общей географии Сумгаитского государственного университета, Сумгаит,
Азербайджанская Республика E-mail: geography.sumqayit@mail.ru Поступила в редакцию 13.06.2014 г.
Работа посвящена результатам визуального и инструментального анализа космических и аэрофотоизображений азербайджанской части Бокового хребта Большого Кавказа с целью оценки рельефных условий, воздействующих на формирование высокогорных ландшафтов. На данной территории развитие экзогенных процессов как в горно-луговой, так и в субнивально-нивальной зонах в сильной степени влияет на трансформацию природных горно-луговых ландшафтов, в интенсивности которых наблюдается определенная дифференциация.
Ключевые слова: ландшафт, геодинамический, космический, зона, луга, субнивально-нивальный, эрозия, склон, процесс
Б01: 10.7868/80205961415050048
ВВЕДЕНИЕ
Рассматриваемая территория характеризуется ярким проявлением высотной поясности и подверженностью ландшафтов трансформации под воздействием различных природных и антропогенных факторов. Но, в отличие от низкогорных и среднегорных территорий, в высокогорьях, характеризуемых горно-луговыми и субнивально-нивальными ландшафтами, деградационные, денудационные процессы и процессы снегонакопления изучены относительно слабо, а проводившиеся исследования охватывали отдельные фрагменты горно-луговой и субнивально-ни-вальной зон.
Анализ во времени и в пространстве степени разрушения почвенного покрова высокогорных лугов в результате эрозии и оползневых процессов и ареалов субнивально-нивальной зоны с помощью материалов дистанционного зондирования (ДЗ) может выявить наиболее опасные, с точки зрения активности деградационных процессов, территории, определить характер мер по защите почв, оценке земельных ресурсов и направление реформ в структуре хозяйства (Андреев и др., 2004). В настоящее время это является приоритетной целью работ с применением аэрокосмических материалов во многих регионах мира (Тарихазер, 2003). Эффективным средством для достижения этих целей в условиях высокогорий является использование материалов ДЗ зем-
ной поверхности, и, в частности, периодической аэрофотосъемки территорий, чему посвящены работы многих исследований, проведенных в азербайджанской части Большого Кавказа (Марданов, 2011). Их визуальная и инструментальная обработка значительно облегчает решение многих задач и считается очень перспективной как в научном, так и в прикладном отношении.
ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Горно-луговая и субнивально-нивальная зоны Большого Кавказа, охватывающие высокогорья Главного Кавказского, Бокового хребтов и их отрогов, находятся под воздействием процессов, формирующих различные формы рельефа, имеющие ландшафтообразующее значение. Визуальное дешифрирование черно-белых аэрофотоснимков М 1 : 25000, их сравнительный анализ с данными полевых исследований на характерных крупных высокогорных массивах Южного и Северо-Восточного склона Большого Кавказа, проведенных в последующие годы, позволило определить наиболее деградированные территории горно-луговой зоны. Составленные почвенно-эрозионные карты отдельных участков и всей территории исследований дали возможность сопоставить их с данными полевых и камеральных геоморфологических, климатических, геоботанических и почвенных исследований, выявить основные факторы развития почвенно-эрозион-
47°50'0'' 48°0'0'' 48°10'0'' 48°20'0'' 48°30'0" 48°40'0'' E
о о rN
о
О Ö
Z
О
о
о
о о rN
о
О Ö
Z
О
о
о
47°50'0'' 48°0'0'' 48°10'0'' 48°20'0'' 48°30'0'' 48°40'0'' E
Рис. 1. Карта уклонов склонов высокогорной части Северо-Восточного склона Большого Кавказа.
ных процессов в различных массивах, приводящих к включению этих массивов в пределы суб-нивально-нивальной зоны.
С помощью серий аэрофотоснимков из фонда Института экологии Национального аэрокосмического агентства Азербайджана на основе визуального дешифрирования получена карта-схема территории вокруг вершины Гызылгая, составленная с использованием дешифровочных признаков элементов ландшафта, определенных на основе опыта многочисленных полевых исследований.
В период проводимых работ большое внимание было уделено разработке оптимальных подходов для решения проблемы рационального землепользования в сложных геодинамических условиях высокогорий в свете происходящих изменений хозяйственной структуры.
Ценную информацию в целях геосистемного анализа высокогорий Северо-Восточного склона Большого Кавказа предоставляет карта уклонов
склонов, составленная с использованием компьютерной обработки космических снимков данной территории, приведенных к М 1 : 100000 (рис. 1). Эта обработка быта осуществлена с использованием программы ArcGiS 10.1, являющейся продукцией компании ESRi (США). Материалом служили горизонтали, полученные со стереоснимков территории 2012—2013 гг., снятых в видимой области спектра с разрешением 1 м различными спутниками, принадлежащими компании "Google". При этом сечение горизонталей составляло 20 м, что позволило более детально оценить экзодинами-ческую ситуацию в высокогорной части Большого Кавказа. На основе проведенных горизонталей быта построена трехмерная модель (DEM) данной территории. Она дала возможность составить карту уклонов поверхности с высокой точностью. Величины площадей поверхности быти получены в результате создания "Personal Geodatabase" (частной базы геоданных) и вложения карты уклонов в эту базу. При этом были использованы
Распределение уклонов склонов по площади и в процентах в высокогорном поясе Северо-Восточного склона Большого Кавказа
Уклон склонов, 1 2 3 4 5 6 7 8 9
град 0-5 5-15 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40 40-50 50-90
Площадь, км2 203.9 133.1 217.8 216.1 197.8 173.2 96.6 25.9 15.8
Площадь, % 15.9 10.4 17.1 16.9 15.5 13.5 7.5 2.0 1.2
система координат UTM и проекция WGS 1984. С помощью компьютера нами произвольно была выделена градация поверхностей склонов с определенными промежутками уклонов. Каждому промежутку был придан определенный цвет, который визуально нашел свое отражение в полученной карте. Компьютерная программа позволила перевести космическое изображение, полученное из базы данных компании "Google", на топографическую карту, произведенную этой компанией. Такая обработка дала возможность получить достаточно мозаичную карту уклонов склонов и привести ее к необходимому масштабу путем привязки отдельных точек снимков.
С использованием базы данных осуществлено автоматическое получение площадей участков с одинаковым уклоном, что позволяет определить взаимосвязи между характером геодинамической напряженности территории и интенсивностью экзогенных процессов, оказывающих пагубное воздействие на ландшафтно-почвенные комплексы высокогорий (см. таблицу).
Для анализа ландшафтной ситуации в субни-вально-нивальной зоне Северо-Восточного склона Большого Кавказа был осуществлен совместный анализ топографических карт, космо- и аэрофотоснимков, монтаж которых позволил выявить наиболее крупные скально-нивальные массивы с целью оценки геодинамической ситуации на данной территории.
ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Как показывает анализ количественных данных, полученных при компьютерной обработке космических снимков, хоть участки с уклоном более 40° занимают относительно небольшие площади, но именно они представляют большую угрозу состоянию высокогорных ландшафтов вследствие нарушения геоэкологического баланса под воздействием экзодинамических процессов, что приводит к расширению полосы субни-вально-нивального пояса в результате интенсивной эрозии почв горно-луговой зоны.
Территории с уклонами в 5°—15°, выявленными при обработке космических снимков, приурочены к участкам, прилегающим к горно-лесной зоне, охватывающей низкогорную и среднегор-
ную полосу, что в значительной степени свидетельствует о вогнутой форме северо-восточного склона Бокового хребта.
Для анализа ландшафтной ситуации в субни-вально-нивальной зоне Северо-Восточного склона Большого Кавказа существенное значение имеет использование космических снимков высокого разрешения, позволяющих детально просматривать все различия ландшафтной ситуации и связывать их с характером и интенсивностью экзогенных рельефообразующих процессов. Снимки же низкого разрешения могут иметь обзорный характер и быть использованы только для определения факта наличия того или иного природного процесса или же формы рельефа. Фрагментом этих снимков является изображение территории вокруг вершины Базардюзю (4466 м), расположенной на Главном Кавказском хр., являющейся и самой высокой точкой Азербайджана, и самой южной точкой России (рис. 2). Данная территория также отличается сложными геодинамическими условиями, и указанная выше методика построения карты уклонов склонов может быть применена и к этому фрагменту Большого Кавказа. На указанном снимке достаточно ясно видны крупные скопления снега, и получение такой карты даст возможность проанализировать влияние уклонов на снегонакопление, что, впрочем, является предметом уже другого исследования.
К сожалению, еще раз приходится повторить, что для выявления динамики геодинамической ситуации и оценки ландшафтного разнообразия большинство имеющихся космических изображений не обладают необходимыми свойствами и дают представление только о факте наличия снежного покрова, но не о характере его распределения на поверхности высокогорных геосистем. Такие снимки играют большую роль в создании геоинформационных систем для труднодоступных территорий, опыт которого уже имеется (АШаёе, КисЫшкауа, 2001). Один из выбранных участков расположен в верховьях р. Гу-сарчая, в долине ее притока — р. Шахнабад. Этот участок находится юго-восточнее вершины Шах-даг (4243 м), в зоне распространения альпийских лугов. Поверхность лугов на абсолютных высотах 2600—3000 м сплошь покрыта осыпями и россы-
Рис. 2. Космический снимок 2012 г. территории вершины Базардюз
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.