ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ РИСУНКА РЕЧНОЙ СИСТЕМЫ РЕКИ МОГЗЫ ПО РАЗНОВРЕМЕННЫМ КАРТОГРАФИЧЕСКИМ ИСТОЧНИКАМ

В настоящее время наблюдается не только запустение ряда территорий, но и активное реосвоение некоторых ранее заброшенных участков. Для нормального и долговечного функционирования создаваемых и уже имеющихся объектов инфраструктуры следует знать и учитывать факторы, оказывающие на них непосредственное влияние. Знание таких факторов позволит избежать негативных последствий и предотвратить нерациональное ведение хозяйственной деятельности на исследуемой территории.

Актуальность: возможность использования исторических картографических источников в установлении тенденций долинно-русловой морфодинамики как средства оптимизации современного планирования территориального развития.

Научная новизна: при изучении долинно-речной сети использовался новый - бассейновый подход, предполагающий проведение исследований в границах определенной водосборной территории, ограниченной водоразделом главной реки речной системы (в нашем случае Могзы), рассматриваемой как генетически целостную единицу природной дифференциации и таким образом обладающую определенной самостоятельностью, внутренним единством и взаимообусловленностью состояния природных компонентов и процессов.  Изучение долинно-речной морфодинамики строилось на комплексном использовании исторических и современных картографических источников. В работе выявляются различные варианты положения водотоков и варианты взаимосвязи морфометрических характеристик по разновременным картографическим источникам.

Цель: выявление изменений морфологического облика рисунка речной системы реки Могзы, с использованием исторических и современных картографических источников.

Задачи: Изучение возможностей использования существующих картографических материалов как основы реконструкции процессов долинно-русловой морфодинамики. Анализ возможности сопоставления исторических и современных картографических источников как базы для создания ГИС на исследуемую территорию. Унификация в рамках разрабатываемой ГИС способов картографирования и отображения действительности на различных картографических источниках и современных космоснимках. Изучение соответствия картографического изображения рисунка гидрографической сети и долинно-русловой морфологии природно-историческим реалиям. Выявление исторических особенностей процесса морфологических изменений бассейна реки Могзы (за период с середины XIX по начало XXI).

Объект исследования: морфологическая составляющая долинно-речного природного комплекса речной системы Могзы.

Методы исследования: картографический, полевой, ГИС-моделирование, сравнительно-исторический, анализ литературных источников.

Разновременные крупномасштабные картографические источники позволяют проследить ситуацию, наблюдаемую на выбранной территории за весь, охватываемый ими период времени. По ним можно выявить основные закономерности изменения ряда важных элементов природного комплекса - рельефа, растительного покрова и рисунка речной сети. Для изучения изменения последнего использовались карты XIX века А.И. Менде одноверстного масштаба (1:42000), топографическая карта Генштаба 1979 года (1 : 100000) и современное спутниковое изображение ESRI Satellite.

Эти модели отличны (друг от друга) по математической основе, а также имеют различные способы отображения элементов ландшафта, поэтому для получения достоверной информации, при помощи ГИС и результатов наших ранних исследований, была проведена унификация математической основы и условных знаков. И если проблема с математической основой может без особых затруднений быть решена в рамках используемых компьютерных программ (вопрос в большей степени технический), то соотнесение и унификация условных знаков – задача исследовательского плана.

Картографические изображения не всегда могут содержать точную информацию о картируемой территории, что связано как с техническими возможностями, существовавшими на период съемки так и с генерализацией, определяющейся, в числе прочего, и антропогенной значимостью тех или иных участков картируемой территории [3, с. 5]. Учесть такие факторы в полной мере не предоставляется возможным, поэтому изображенный на картографическом материале рисунок речной сети может не полностью отображать все водотоки, реально имевшиеся ранее или имеющиеся сейчас. Так при оцифровке речной сети по разновременным источникам мы выяснили, что на более поздних источниках прослеживается увеличение общего количества водотоков (рис.1) - это противоречит официальным данным, свидетельствующим о значительном сокращении густоты речной сети Ярославской области [4, с. 10].

Рисунок 1. Изменение количества притоков бассейна реки Могзы по их порядку на разных картографических источниках

В процессе изучения пространственно-временной динамики долинно-речной сети при наложении оцифрованных слоев ГИС-модели речной системы реки Могзы было выявлено несколько вариантов положения водотоков. К ним относятся: полное совпадение положения водотоков по всем источникам, условное совпадение (к этому варианту относится большинство исследуемых водотоков) и полное пространственное несовпадение положения водотоков.

Также было установлено несколько вариантов встречаемости одних и тех же водотоков на разных картографических источниках. А именно: водотоки, присутствующие на всех трех источниках – карта Менде, топокарта, спутник (М-Т-С), водотоки, встречающиеся на каких-либо двух из них (М-Т, М-С, Т-С) и водотоки с единичной встречаемостью (не имеющие совпадений). Все водотоки бассейна были классифицированы согласно выявленным вариантам (таблица 1). Эти варианты позволили установить точное количество исчезнувших (53) и имеющихся на данный момент (203) водотоков, образующих речную систему реки Могзы.

Таблица 1

Сводная инвентаризационная характеристика речной системы реки Могзы

Изменение рисунка речной сети на разновременных картографических источниках, проявляется не только в положении и количестве водотоков, но и их морфометрических показателях. Наиболее полно проследить русловую морфодинамику можно по водотокам, имеющимся на всех исследуемых источниках.

Важным, но изменчивым (при наложении разных карт) морфометрическим показателем водотоков является их длина, которая зависит не только от известных природных факторов, но и от их антропогенной корректировки, обусловленной прежде всего хозяйственной деятельностью. Наиболее масштабно такое влияние проявляется через соотношение коэффициентов лесистости и распаханности территории речного бассейна. В ходе работы с длиной водотоков мы определили, что из 78 постоянных водотоков (встречающихся на всех использованных источниках) у 27 % наблюдается увеличение длины, у 8 % сокращение, динамика остальных водотоков характеризуется неоднозначностью тенденций изменения их длины. Данные показатели могут отражать как реальную ситуацию на территории бассейна, так и быть связанными с техническими возможностями картографирования. Выяснение этого вопроса предполагает продолжение исследований, опирающихся на учет временных изменений соотношения распаханных, вырубленных, залесенных и заболоченных площадей.

Результаты проведенного исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Существующие картографические источники, позволяющие выполнять историческую реконструкцию образуют три генетические группы: традиционные (бумажные) карты, электронные (растровые) карты, спутниковые и цифровые картографические модели. Именно последние и могут выступать в качестве эффективной основы исторического ГИС-моделирования.  А поскольку в основе любой исторической ГИС лежат традиционные носители (бумажные исторические карты), то их использование в разработке исторических ГИС должно рассматриваться как необходимое условие эффективности и достоверности любой исторической ГИС

2. Исторические и современные картографические модели существенно отличаются. Эти отличия обусловлены не столько изменениями природно-исторической обстановки, сколько развитием технических факторов картографирования (объективные и субъективные факторы генерализации, совершенствование координатных систем, способов картографирования).  В связи с этим эффективное использование исторических и современных картографических источников в рамках одной ГИС-модели предполагает унификацию, как их координатных систем, так и объединение условных знаков различных картографических моделей в формате единой системы.

4. Сопоставление картографических источников разных временных периодов в отношении рисунка речной сети с одной стороны позволяет установить особенности процесса его морфологических изменений, но в то же время выявляет и пространственную неоднозначность, касающуюся как вариантов изменения положения водотоков на разных картографических моделях, так и вариантов их пространственного совпадения.

5. Реконструкция процесса морфологических изменений речных систем является важным инструментом, позволяющим установить современные тенденции природных изменений водосборных территорий долинно-речных и бассейновых ландшафтных природных комплексов, что представляет, как определенный теоретический интерес, так и высокую практическую значимость, поскольку может составлять основу прогнозных оценок и рекомендаций в плане развития территории.

Список литературы:

1. Бубнов И.А., Богатов С.Ф., Дубов С.Д., Калинин А.К., Савченко П.Т. Военная топография: учебник курса военной топографии – М.: Военное издательство министерства обороны СССР, 1976. – 332 с.
2. Дитмар А.Б., Богачев В.К., Бытев О.Н. Природа и хозяйство Ярославской области. Часть первая. Природа: – М.: Ярославль: Ярославское, 1959. – 390 с.
3. Лиодт Г.Н. Картоведение: учебное пособие для высших педагогических учебных заведений – М.: Типография «Печатный двор» им. А. М. Горького треста «Полиграф книга» ОГИЗ, 1948. – 432 с.
4. Рохмистров В.Л. Малые реки Ярославского Поволжья: монография – ВВО РЭА, Ярославль, 2004. – 47 с.
5. Чеботарев А.И., Гидрологический словарь – М.: Гидрометеоиздат, 1970. – 306 с.