Особенности организации мониторинга пересыпей и кос Азовского моря.

Степанов Павел Анатольевич,

инженер ООО «Институт экологии, землеустройства и проектирования»

Горбатюк Владимир Михайлович

К.г.м.н, доцент кафедры землеустройства и кадастра

ЮФ НУБ и П Украины «КАТУ»

Постановка проблемы и обоснование необходимости ее изучения .

Косы и пересыпи – наиболее динамичные образования в прибрежной зоне моря. Как правило, они являются естественными разграничителями природных экосистем. За последние десятилетия большинство этих береговых форм испытывают значительный размыв, всвязи с нарушением естественного режима питания наносами и изъятием песчано-ракушечного материла на строительные нужды. Нарушение целостности кос и пересыпей неминуемо ведет к структурным изменениям экосистем, которые они разграничивают.

С точки зрения землепользований и землевладений косы и пересыпи являются источником конфликтов ввиду непостоянства природных границ (о. Тузла, о. Майкан на Дунае ).

Анализ последних исследований и публикаций.

Изучению азовских кос и пересыпей уделяли внимание многие ученые. Из-за ряда международных конфликтов, связанных с целостностью границ государств, появилось довольно много новых публикаций касающихся нормативно-правовых аспектов проблемы (Тихонова С.Н. [10], Шемякин А.Н. [12]), экологического мониторинга (Матишов Г.Г. [7,8], Пустовойтенко В.В. [9], Хрусталев Ю.П., Ивлиева О.В. [11]), мониторинга изменений береговой линии (Востриков А.В. [1,2], Курбатова И.Е. [6]) и др. В результате анализа стало очевидным, что многие проблемы и процессы образования береговых форм все еще не изучены до конца, о чем говорят различные взгляды отдельных ученых на одну и ту же проблему.

Несмотря на большой интерес к изучению кос и пересыпей, очень мало внимания уделяется мониторингу изменений их береговой линии. В работах Вострикова А.В. [1,2], Курбатовой И.Е. [6] эта проблема затронута поверхностно, и то в основном кос и пересыпей находящихся на территории Российской Федерации. Нельзя не согласиться с Курбатовой И.Е., что в настоящее время функционирование такого мониторинга и создание информационной базы, объединяющей и структурирующей полученные сведения, не представляется возможным, поскольку существующая сеть наземных и морских наблюдений не отвечает современным требованиям ни по охвату, ни по полноте и качеству измерений, а уже имеющаяся информация разобщена по различным организациям и ведомствам .

Постановка задачи.

Разработка концепции организации и проведения систематических наблюдений на основе использования значительных информационных возможностей дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и геодезических изысканий для фиксации изменения положения береговой линии является актуальной. Выделение областей устойчивого размыва, интенсивной и слабой аккумуляции, тенденций и динамики изменения береговой линии представляют значительный научный и практический интерес.

Изложение основного материала исследований.

Материалы исследования основаны на работах по установлению границ ботанического заказника общегосударственного значения «Арабатский», расположенного на Арабатской стрелке в границах Ленинского района АР Крым (см. рис.1), в натуре. Ввиду открытости территории все топографо-геодезические работы были проведены GPS-приемниками Trimble 5700 и Trimble 4600LS.

Топографо-геодезические работы выполнялись следующим образом:

1) от пунктов государственной геодезической сети была развита собственная сеть сгущения;

Рис.1

Территория занимаемая заказником «Арабатский» на Арабатской стрелке

2) от пунктов собственной сети были были произведены GPS-наблюдения в режиме ‘stop-and-go’.

По результатам съемки были составлены кадастровые планы масштаба

1 :2000 и 1 : 5000. В результате проведения изысканий был выявлен ряд проблем и трудностей.

Во-первых, на территории Арабатской стрелки, где проводились данные работы, существует острая нехватка пунктов государственной геодезической сети (ГГС). Часть пунктов ГГС уничтожена, другая часть находится в плачевном состоянии. Кроме пунктов ГГС были обнаружены другие опорные пункты схожие с пунктами государственной сети, идентифицировать которые так и не удалось.

Во-вторых, на этапе сбора данных по территории заказника, возникла проблема с картографическим материалом. Не удалось найти актуальных карт и планов, выполненных в нужном масштабе и в относительно недавние сроки.

В-третьих, границы заказника, на момент установления границ, будут совпадать с береговой линией Азовского моря и залива Сиваш, но в связи с высокой динамикой изменения береговой полосы кос и пересыпей, в будущем может возникнуть проблема недостачи или роста территории заказника. Поэтому требуются новые исследования и систематические наблюдения за землями Арабатской стрелки.

В связи с этим, на сегодняшний день весьма актуальна проблема мониторинга кос и пересыпей, создания геодезической опорной сети и обновления картографического материала. Все это возможно только при комплексном использовании современных технических средств и технологий геодезических измерений, картографии, ДЗЗ и геоинформационных систем (ГИС).

Сущность геодезического обеспечения мониторинга территорий составляет комплекс процессов создания, представления, актуализации и использования пространственной информации на основе геодезического метода определения пространственного положения и формы предметов (включая процессы, явления и события) окружающего мира в геодезических системах координат [5].

Новые технические и технологические возможности базируются на новых методах и средствах сбора и компьютерной обработки пространственных данных. Методы определения положения точек местности вышли в последние годы на новый качественный уровень, всвязи с применением спутниковых технологий, электронных тахеометров, лазерного сканирования и дистанционного зондирования с использованием цифровых методов. Моделирование окружающего пространства стало осуществляться в цифровой форме с соблюдением требований компьютерного восприятия, пространственно-временной совместимости и согласованности моделей. Совершенствуются компьютерные технологии накопления, обновления и использования геопространственных данных в геодезических территориальных банках данных. Все более широкое применение находят геоинформационные системы [5].

Для мониторинга больших площадей, не требующих высокой точности геоданных, можно использовать материалы ДЗЗ. Высокая динамичность природных и антропогенно обусловленных процессов, присущих Азовскому морю, определяет круг задач, которые можно решить с помощью аэро-космических методов мониторинга:

- слежение за изменением положения береговой линии для выделения областей устойчивого размыва, интенсивной и слабой аккумуляции;

- установление границ зон затопления береговой полосы катастрофическими штормовыми нагонами, создающих чрезвычайные ситуации и способствующих интенсивному переносу загрязняющих веществ с моря на сушу и обратно в море;

- выявление характера землепользования, его негативных последствий (нарушение растительного покрова, изменение режима подземных вод, заболачивание, обмеление, осолонение, зарастание и загрязнение лиманов) [6].

В результате теоретических и экспериментальных исследований предложена концептуальная схема мониторинга морских аккумулятивных образований, которая включает в себя комплексное сочетание методов дешифрирования и фотограмметрической обработки материалов ДЗЗ, сравнительный анализ результатов дешифрирования с ретроспективными картографическими данными и геодезические полевые измерения (рис.2).

Пространственные ретроспективные данные об объекте фиксируются на картографических материалах разных лет изготовления и на материалах дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), требующих фотограмметрической обработки (ФГМО). Оперативные данные о пространственном положении объекта накапливаются в результате полевых геодезических измерений (ПГИ). Все пространственные данные вводятся в ГИС, где осуществляется оперативное пространственное моделирование и составляются вторичные пространственные модели, фиксирующие пространственные изменения объекта мониторинга. Результатом этого моделирования является прогнозирования развития объекта (процесса) в пространстве и времени.

Рис.2

Концептуальная схема организации мониторинга кос и пересыпей

Азовского моря

Выводы и рекомендации.

1. Существовавшая ранее система мониторинга береговых зон морей, в настоящее время разрушена.

2. Отсутствует методология и методика организации мониторинга береговой зоны морей.

3. Необходимо разработать методику мониторинга береговых зон морей и апробировать ее с использованием ГИС технологий на участке, обладающем высокой степенью активности изменений .

4. В качестве базового (эталонного) участка предлагается использовать территорию ботанического заказника общегосударственного значения «Арабатский», расположенного на Арабатской стрелке в границах Ленинского района АР Крым.

Литература.

1. Востриков А.В. Прогнозные оценки развития и эволюции восстановленной части косы Тузла //Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий: Материалы XIX межреспубликанской научно-практической конференции. – Краснодар, 2006. С. 128-131.

2. Востриков А.В. Проблема прогноза долговременных изменений береговой линии восточной части Азовского моря // Вулканизм, биосфера и экологические проблемы: Материалы IV международной научной конференции. – Туапсе, 2006. С. 158-159.

3. Горбатюк В.М., Горбатюк Н.В. Организация контроля прибрежных рекреационных территорий Черного и Азовского морей// Тез. докл. на конф.

“ Научные и практические аспекты курортной деятельности”,Ялта,1998г.

3. Джаошвили Ш.В. Речной сток и сток наносов в Черное море // Водные ресурсы, 1999. Т.26. №3. С.275-282.

4. Зенкович В.П. Берега Черного и Азовского морей. –М. : Географиздат, 1958.-374 с. 8.

5. Карпик А.П. Геодезическая пространственная информационная система для обеспечения устойчивого развития территорий. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Новосибирск, 2005. С.1-51.

6. Курбатова И.Е. Спутниковый мониторинг побережья Азовского моря: реальные возможности и специфика. Институт водных проблем РАН 119991 Москва, ГСП-1, ул. Губкина, 3

7. Матишов Г.Г. Закономерности экосистемных процессов в Азовском море // изд. Наука, Москва ISBN: 5-02-033976-8, 2006. С.304

8. Матишов Г.Г. Геоморфологические особенности шельфа Азовского моря.- Вестник южного научного центра РАН, том 2, № 1, 2006 г

9. Пустовойтенко В.В. Экологический мониторинг морских акваторий: проблема экологии Черного и Азовского морей // Морской гидрофизический институт НАН Украины, г.Севастополь 2004

10. Тихонова С.Н. Международно-правовые аспекты статуса вод Азовского моря // Международное публичное и частное право.2008.N 1

11. Хрусталев Ю.П., Ивлиева О.В. Геоэкологическое состояние береговой зоны Азовского моря // М.:1998. 49 с.

12. Шемякин А.Н. Политико-правовые аспекты проблемы Азовского моря, Керченского пролива и острова Тузла // Морское право. 2004.№2

13. Яковлев А.И. Роль и место геопространственной информации, получаемой с использованием ГНСС, для обеспечения управления территориями //ООО «НПП «Бента»