CC BY
0
УДК 912.412 (504.75)
DOI: 10.24412/1728-323X-2024-3-88-93
ЭСТЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА КАРКАРАЛИНСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА (КАЗАХСТАН)
НА ОСНОВЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ
Н. Н. Калуцкова, к. г. н, доцент, Московский государственный университет имени М. В.Ломоносова, nat_nnk@mail.ru, г. Москва, Россия,
Д. Е. Рахимжанова, магистрант, Университет Твенте, rahimzanova.dina@gmail.com, г. Энсхеде, Нидерланды
Аннотация. В последнее время в Казахстане активно развивается экологический туризм, который тесным образом связан с функционированием национальных парков. В каждом национальном парке имеется или разрабатывается сеть туристических экологических маршрутов, которые охватывают основные природные достопримечательности территории. Разработка таких маршрутов должна обязательно осуществляться с учетом их эстетической привлекательности. Традиционно такая эстетическая оценка проводится в ходе полевых маршрутов. Мы ставим задачу сделать оценку маршрутов на основе данных дистанционного зондирования с последующей верификацией результатов обработки снимков в полевых условиях. Исследование выполнено на примере одного из пеших туристических маршрутов Каркаралинского национального парка, расположенного в центре Казахского мелкосопочника и представляющего собой островные низкогорья с реликтовыми сосновыми лесами. Оценка проводилась для 15 видовых обзорных точек по восьми эстетическим показателям, которые определялись с помощью ГИС-технологий. К показателям, например, относятся «обилие горных вершин и холмов», «глубина и разнообразие перспектив», «наличие водных объектов» и др. Сравнение эстетической балльной оценки обзорных точек, полученных при использовании ГИС-технологий, и в полевых условиях, показывает их значительное совпадение. Такой подход может помочь оптимизировать туристические маршруты национальных парков дистанционными методами.
Abstract. Recently, ecotourism has been actively developing in Kazakhstan, which is closely related to the functioning of national parks. Each national park has got or is developing a network of tourist ecological routes that cover the main natural attractions of the territory. The development of such routes must necessarily take into account their aesthetic appeal. Traditionally, such aesthetic assessment is carried out during field routes. We set the task of making an assessment of routes based on remote sensing data with subsequent verification of the results of image processing in the field. The study was carried out using the case of one of the hiking routes of the Karkaraly National Park, located in the center of the Kazakh small hills and representing island lowlands with relict pine forests. The assessment was carried out for 15 viewpoints according to 8 aesthetic indicators, which were identified applying GIS technologies. The indicators, for example, include "abundance of mountain peaks and hills", "depth and variety of perspectives", "presence of water bodies", etc. The comparison of the aesthetic scoring of observation points obtained applying GIS technologies and those received in the field shows their significant overlap. This approach can help optimize tourist routes in national parks using remote methods.
Ключевые слова: эстетическая оценка маршрутов, ГИС-технологии, Каркаралинский национальный парк.
Keywords: aesthetic assessment of routes, GIS technologies, the Karkaraly National Park.
Введение
В настоящее время особое внимание отводится развитию экологического туризма во многих странах, в том числе и в Казахстане. На его территории функционируют 14 национальных парков, каждый национальный парк обладает сетью экологических маршрутов. Экологические маршруты, на наш взгляд, должны удовлетворять не только познавательный интерес туристов, но и обладать высокими эстетическими качествами.
Каркаралинский государственный национальный природный был создан в 1998 году с целью сохранения реликтовых сосновых лесов. Наличие таких лесов в пределах Казахского мелкосопоч-ника обусловлено особенностями ландшафтного устройства Каркаралинского национального парка, связанного с неотектоническими движениями земной коры в пределах древнего пенеплена [1]. Интрузивные тела герцинских гранитоидов в результате блоковых поднятий образовали четко выделяющиеся островные низкогорья (Каркара-линские горы, горы Кент и др.). Низкогорья об-
разовались по осям антиклинориев, имеющих волнистый характер, что создало прерывистость в их распространении [2].
Эстетические свойства ландшафтов являются важной составляющей в оценке привлекательности туристических маршрутов. Существуют несколько методов оценки аттрактивности пейзажей по маршруту. Традиционные методы предполагают проведение оценки непосредственно в полевых условиях, где исследователь использует балльную оценку для значительного ряда эстетических показателям [3—5] или м етод экспертного опроса и анкетирование для определения эстетичности пейзажей в изображениях по субъективным оценкам опрашиваемых [6].
В настоящее время эти методы могут дополняться новыми инструментами дистанционного зондирования и геоинформационных систем (ГИС), позволяющими определить степень аттрактивности пейзажей в камеральных условиях [7—11]. Использование данных дистанционного зондирования предполагает оценку тер-
ритории исследования по показателям эстетичности, осуществляемую по заранее заданному алгоритму, состоящему из нескольких последовательных шагов.
Модели и методы
Для исследования нами был выбран один из существующих маршрутов Каркаралинского национального парка «Легенды озера Шайтанколь». По методу оценки с помощью ГИС-технологий расчет эстетических показателей велся с применением приложения Model Builder, которое находится в программном обеспечении ArcGIS. Данное приложение позволяет визуализировать процессы расчета, представить последовательность работы инструментов, выстроенных по определенной схеме, автоматизировать расчеты. Созданная модель расчета оценки эстетичности для одной точки обзора применима и для всех других точек, т. е. модель является универсальной. Кроме того, на основе заданных условий модель может автоматически проводить балльную оценку эстетичности [10].
В качестве данных дистанционного зондирования на территории маршрута «Легенды озера Шайтанколь» Каркаралинского национального парка была использована цифровая модель рельефа (SRTM) и космический снимок Landsat 8 OLI (от 11 июля 2019 года) с пространственными разрешениями 30 м. Дополнительно использовались пространственные д анные природных и антропогенных объектов из интернет-сервиса OpenStreet-Map. Для оценки эстетичности обзорных точек парка были выбраны восемь показателей, которые можно оценить при использовании ГИС-технологий. Верификация эстетической оценки проводилась в полевых условиях в Каркаралинс-ком национальном парке в 2022 году.
Результаты и их обсуждение
Пешеходный маршрут «Легенды озера Шайтанколь» имеет протяженность 5,7 км и проходит по восточной части Каркаралинского горного массива (рис. 1). Маршрут начинается от западной окраины г. Каркаралинска, проходит по склонам Каркаралинских гор, занятых сосновыми лесами
75°22 '00 ' E 75°24 '00 'E 75°26 '00 ' E 75°28 '00 ' E
75°22 '00 ' E 75°24 '00 'E 75°26 '00 ' E 75°28 '00 ' E
Рис. 1. Маршрут «Легенды озера Шайтанколь» на космоснимке
Таблица 1
Шкала оценки эстетичности ландшафтов
№ п/п Показатели Значение показателей Баллы
1 Наличие горных Нет «—» 0
вершин и холмов Есть «+» 1
0 0
1 1
2—3 2
2 Обилие горных вершин и холмов 4—6 7—13 14—27 28—56 57—117 118 и более 3 4 3 2 1 0
Глубина и разно- Средняя «с» 0
3 образие перспек- Дальняя «д» 1
тив Средняя и дальняя «сд» 2
4 Наличие водных Нет «—» 0
объектов Есть «+» 1
Нет или малая 0—15 % 0
5 Лесистость Средняя 16—30 % Большая 31—60 % Сплошная 61 % и более 1 2 1
0 0
1 1
6 Обилие горных вершин и холмов с лесной растительностью 2—3 4—6 7—13 14—27 2 3 4 3
28—56 57—117 118 и более 2 1 0
Измененный 0
(есть антропогенные
7 Натуральность объекты) «—»
пейзажа Условно неизмененный (нет антропогенных объектов) «+» 1
Нет или не выделяется 0
8 Урбанизирован- Вписанность в ланд- 1
ность шафт Сплошная 0
разной степени разреженности, в нескольких местах пересекает реку Каркаралинка и резко поднимается по склону крутизной 30—35° к озеру Шайтанколь (1200 м над уровнем моря), окруженному гранитными скалами высотой до 10 м.
Проводя традиционную полевую оценку, наблюдатель стоит на обзорной точке, находящейся
в определенной позиции рельефа, и оценивает панораму, открывающуюся с нее. В ГИС используется цифровая модель рельефа (ЦМР), в которой рельеф представлен как совокупность ячеек, имеющих три координаты, одна из которых — высота. С помощью инструментов пространственного анализа на основе ЦМР и любого точечного векторного слоя, которым исследователь обозначил на карте обзорную точку, создается зона видимости. Зону видимости можно считать цифровым аналогом пейзажа, открывающегося с точки наблюдения. Определение зон видимости является первым шагом при эстетической оценке ландшафта с применением ГИС-технологий.
Затем оценка каждой точки обзора осуществлялась по восьми показателям эстетичности. На основе данных показателей была разработана оценочная шкала эстетичности ландшафтов (табл. 1).
С применением ГИС-технологии для оценки каждого показателя использовалась определенная модель. Для примера приводим модель оценки показателя «Наличие горных вершин и холмов» (рис. 2).
Выделение горных вершин и холмов на территории возможно с применением индекса топографической позиции TPI (topographic position index). Работа TPI основана на сравнении высотных значений ячеек в ЦМР (Z0) со средними значениями высот окрестности (Z^) [12]:
TPI = Z0 - ^р.
Значение TPI больше нуля соответствует положительным формам рельефа на местности, меньше нуля — отрицательным формам рельефа.
В результате оценки всех восьми показателей с помощью ГИС-технологий нами была проведена общая балльная оценка эстетичности каждой обзорной точки (табл. 2).
Следующим этапом исследования явилось сравнение результатов, полученных в полевых условиях и результатов ГИС-оценки. Для этого мы выбрали четыре точки с контрастными показателями (табл. 3).
Таким образом, по маршруту были выделены четыре группы точек по эстетической ценности (рис. 3).
Наиболее высокой эстетической ценностью обладают четыре обзорные точки ( № 1, 11, 12, 13). Они занимают довольно высокие положения в
Балльная оценка точек обзора по показателям эстетичности
Таблица 2
№ точки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Суммарно баллов 13 7 5 8 8 11 10 9 7 8 13 14 14 11 11
Рис. 2. Модель оценки показателя «наличие горных вершин и холмов»
рельефе — от 1100 м над уровнем моря и выше. С них открываются естественные пейзажи с высокой степенью лесистости, с оптимальным количеством вершинных поверхностей, которые наиболее соответствуют особенностям восприятия человеком. Из точки обзора № 12 в дальней перспективе открывается вид на гору Шанкоз (1360 м), расположенную в северо-западной части национального парка. Во вторую группу — высокой эстетической ц енности — входят пять точек обзора (№ 6, 7, 8, 14, 15). Высокий балл эстетической ценности они получили за счет оптимального соотношения залесенных горных вер-
шин и холмов, а также за вид на город Кар-каралинск. В дальней перспективе с них можно наблюдать горы Коктобе (1254 м) в западной части парка, Мырзашокы (1169 м) в юго-западной части и линию гор с пиком Жиренсакал (1403 м) в южной части. Несколько снизило баллы средняя степень лесистости пейзажей, открывающихся с этих точек, и чрезмерное количество вершинных поверхностей. Третья группа — средней эстетической ценности — включает пять точек обзора (№ 2, 4, 5, 9, 10). Из этих точек наблюдаются пейзажи, имеющие небольшую степень лесистости, чрезмерное количество горных вершин
Таблица 3
Сравнение результатов оценки точек с помощью ГИС-технологий и полевым методом
Номера точек и балльная оценка
Показатели Т. 3 Т. 5 Т. 9 Т. 12
ГИС- Полевая ГИС- Полевая ГИС- Полевая ГИС- Полевая
оценка оценка оценка оценка оценка оценка оценка оценка
Наличие горных вершин и холмов 1 1 1 1 1 1 1 1
Обилие горных вершин и холмов 1 1 1 2 1 0 3 4
Глубина и разнообразие перспектив 2 2 2 2 2 2 2 2
Наличие водных объектов 1 0 1 1 1 1 1 1
Лесистость 0 0 0 0 0 0 2 2
Обилие горных вершин и холмов 0 0 2 4 2 2 4 4
с лесной растительностью
Натуральность пейзажа 0 1 0 0 0 0 1 1
Урбанизированность 0 0 1 0 0 1 0 0
Сумма баллов 5 5 8 10 7 7 14 15
Рис. 3. Оценка эстетической ценности точек обзора
75,4°
49,4°-
©Точки очень высокой эстетической ценности (13—14 баллов)
© ©
49,4° ©
Точки высокой эстетической ценности (9—11 баллов)
Точки средней эстетической ценности (7—8 баллов)
Точки низкой эстетической ценности (5—6 баллов)
— Маршрут
////// Зоны видимости
75,4°
и холмов. Самую низкую эстетическую ценность имеет точка обзора № 3, расположенная на высоте 860 м над уровнем моря. Это связано с тем, что с данной точки открывается вид на обширную слаборасчлененную равнинную территорию с множеством холмов, лишенных лесного покрова.
Заключение
Сравнение эстетической оценки обзорных точек, полученных при использовании ГИС-техно-логий и в полевых условиях, позволяет сделать вывод, что эти оценки во многом сходятся. Однако следует отметить некоторые отличия. В полевых условиях древесная растительность может перекрывать обзор пейзажа, в то время как ЦМР не учитывает высоту растительности и строит
обширные зоны видимости. Значения показателя «Обилие горных вершин и холмов» непосредственно в полевых условиях и при ГИС-ана-лизе не всегда совпадают. При использовании ГИС-технологии их количество может быть несколько больше, так как человеческий глаз в дальней перспективе не может четко отличать все объекты.
Следует сделать вывод о том, что применение ГИС-технологий для эстетической оценки пейзажей вполне может заменить полевую оценку. Для точного совпадения результатов ГИС-оценки и полевой оценки необходимо применять снимки с более высоким пространственным разрешением, например, полученных с беспилотных летательных аппаратов.
Библиографический список
1. Николаев В. А. Ландшафты азиатских степей. — М.: Изд-во МГУ, 1999. — 288 с.
2. Чибилев А. А. Картины природы Степной Евразии. Том 2: От Урала до Иртыша. — М.; Оренбург: Институт степи УрО РАН; РГО, 2019. — 184 с.
3. Эрингис К. И., Будрюнас А.-Р. А. Сущность и методика детального эколого-эстетического исследования пейзажей // Экология и эстетика ландшафта. — 1975. — С. 107—160.
4. Кочуров Б. И., Бучацкая Н. В. Оценка эстетического потенциала ландшафтов // Юг России: экология, развитие. — 2007. — Т. 2. — № 4. — С. 25—33.
5. Калуцкова Н. Н., Сафонова А. А., Сморжок М. А. Оценка природной привлекательности туристических маршрутов Белоградчишских скал (Болгария) // Лесные экосистемы и урбанизация. — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2008. — С. 219—225.
6. Фролова М. Ю. Оценка эстетических достоинств природных ландшафтов // Вестник Московского университета. Сер. 5: География. — 1994. — № 24. — С. 27—33.
7. Бибаева А. Ю., Макаров А. А. Применение ГИС для расчета комплексных показателей эстетической оценки ландшафтов // Известия Иркутского государственного университета. Серия: Науки о Земле. — 2018. — Т. 24. — С. 17—33.
8. Дирин Д. А. Оценка и рекреационное использование пейзажно-эстетических ресурсов Усть-Коксинского района Республики Алтай. — Новосибирск: Издательство Сибирского отделения РАН, 2007. — 206 с.
9. Ротанова И. Н., Васильева О. А. Оценка эстетической привлекательности ландшафтов проектируемого природного парка «Предгорье Алтая» с применением геоинформационных технологий // Наука и туризм: стратегии взаимодействия. — 2017. — № 7 (5). — С. 29—36.
10. Шеремет Э. А., Калуцкова Н. Н., Дехнич В. С. Возможности применения ГИС-технологий для оценки визуальных свойств ландшафтов при организации геопарков // Известия Русского географического общества. — 2020. — Т. 152. — № 6. — С. 69—78.
11. Калуцкова Н. Н., Лозбенева Э. А. Оценка эстетических свойств равнинных ландшафтов дистанционными методами зондирования Земли (на примере Музея-заповедника «Куликово поле») // Известия Русского географического общества. — 2022. — Т. 155. — № 5-6. — С. 47—59.
12. Токарев С. В., Рощина К. Н. Картирование элементов рельефа земной поверхности с использованием индекса топографической позиции (на примере Крымского полуострова) // Ученые записки Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского. Серия: География. Геология. — 2015. — Т. 1 (67). — № 4. — С. 64—85.
AESTHETIC ASSESSMENT OF THE ECOLOGICAL ROUTE OF THE KARKARALY NATIONAL PARK (KAZAKHSTAN) BASED ON GIS TECHNOLOGIES
N. N. Kalutskova, Ph. D., Associate Professor, Lomonosov Moscow State University, nat_nnk, Moscow, Russia,
D. E. Rakhimzhanova, Master Student, University of Twente, rahimzanova.dina@gmail.com, Enschede, the Netherlands
References
1. Nikolaev V. A. Landshafty aziatskih stepej [Landscapes of the Asian steppes]. Moscow, MGU. 1999. 288 p. [in Russian].
2. Chibilyov A. A. Kartiny prirody Stepnoj Evrazii. Tom 2: Ot Urala do Irtysha [Natural Landscapes of Steppe Eurasia. Volume 2: From the Urals to the Irtysh]. Moscow — Orenburg, Institut stepi UrO RAN; RGO, 2019. 184 p. [in Russian].
3. Eringis K. I., Budryunas A.-R. A. Sushchnost' i metodika detal'nogo ekologo-esteticheskogo issledovaniya pejzazhej [The essence and methodology of detailed ecological and aesthetic study of landscapes] Ekologiya i estetika landshafta. 1975. P. 107—160 [in Russian].
4. Kochurov B. I., Buchatskaya N. V. Ocenka esteticheskogo potenciala landshaftov [Assessing the aesthetic potential of landscapes of South of Russia: ecology and development]. Yug Rossii: ekologiya, razvitie. 2007. Vol. 2. No. 4. P. 25—33 [in Russian].
5. Kalutskova N. N., Safonova A. A., Smorzhok M. A. Ocenka prirodnoj privlekatel'nosti turisticheskih marshrutov Belograd-chishskih skal (Bolgariya) [Assessment of the natural attractiveness of tourist routes of the Belogradchish Rocks (Bulgaria)]. Lesnye ekosistemy i urbanizaciya. Moscow, Tovarishchestvo nauchnyh izdanij KMK, 2008. P. 219—225 [in Russian].
6. Frolova M. Yu. Ocenka esteticheskih dostoinstv prirodnyh landshaftov [Assessing the aesthetic merits of natural landscapes]. Vestnik Moskovskogo universiteta. Series 5: Geografiya. 1994. No. 24. P. 27—33 [in Russian].
7. Bibaeva A. Yu., Makarov A. A. Primenenie GIS dlya rascheta kompleksnyh pokazatelej esteticheskoj ocenki landshaftov [Application of GIS to calculate complex indicators of aesthetic assessment of landscapes]. Izvestiya Irkutskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Nauki o Zemle. 2018. Vol. 24. P. 17—33 [in Russian].
8. Dirin D. A. Ocenka i rekreacionnoe ispol'zovanie pejzazhno-esteticheskih resursov Ust'-Koksinskogo rajona Respubliki Altaj [Assessment and recreational use of landscape and aesthetic resources of the Ust-Koksinsky District of the Altai Republic]. Novosibirsk, Izdatel'stvo Sibirskogo otdeleniya RAN. 2007. 206 p. [in Russian].
9. Rotanova I. N., Vasil'eva O. A. Ocenka esteticheskoj privlekatel'nosti landshaftov proektiruemogo prirodnogo parka "Predgor'e Altaya" s primeneniem geoinformacionnyh tekhnologij [Assessment of the aesthetic attractiveness of the landscapes of the planned natural park "Altai Foothills" using geoinformation technologies]. Nauka i turizm: strategii vzaimode-jstviya. 2017. No. 7 (5). P. 29—36 [in Russian].
10. Sheremet E. A., Kalutskova N. N., Dekhnich V. S. Vozmozhnosti primeneniya GIS-tekhnologij dlya ocenki vizual'nyh svojstv landshaftov pri organizacii geoparkov [Possibility of using GIS technologies to assess the visual properties of landscapes when organizing geoparks] Izvestiya Russkogo geograficheskogo obshchestva. 2020. Vol. 152. No. 6. P. 69—78 [in Russian].
11. Kalutskova N. N., Lozbeneva E. A. Ocenka esteticheskih svojstv ravninnyh landshaftov distancionnymi metodami zondirov-aniya Zemli (na primere Muzeya-zapovednika "Kulikovo pole") [Assessment of the aesthetic properties of flat landscapes using remote sensing methods of the Earth: a case study of the Kulikovo Pole Museum-Reserve)] Izvestiya Russkogo geograficheskogo obshchestva. 2022. Vol. 155. No. 5—6. P. 47—59 [in Russian].
12. Tokarev S. V., Roshchina K. N. Kartirovanie elementov rel'efa zemnoj poverhnosti s ispol'zovaniem indeksa topograficheskoj pozicii (na primere Krymskogo poluostrova) [Mapping the relief elements of the earth's surface using the topographic position index: a case study of the Crimean Peninsula] Uchenye zapiski Krymskogo federal'nogo universiteta imeni V. I. Vernadskogo. Geografiya. Geologiya. 2015. Vol. 1 (67). No. 4. P. 64—85 [in Russian].
