CC BY
141
УДК 528.02:551.578.48(574)
ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО СОЗДАНИЮ ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ ЛАВИНООПАСНЫХ ЗОН НА ТЕРРИТОРИИ ИЛЕ АЛАТАУ
Карагоз Абубакировна Ыстыкул
Казахский Национальный Технический Университет имени К. И. Сатпаева, 050013, Республика Казахстан, г. Алматы, ул. Торайгырова, 16, докторант кафедры маркшейдерского дело и геодезии, тел. (701)128-38-37, e-mail: [email protected]
Жаксыбек Джакупбекович Байгурин
Казахский Национальный Технический Университет имени К. И. Сатпаева, 050013, Республика Казахстан, г. Алматы, ул. Сатпаева, 15, доктор технических наук, профессор кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. (701)732-30-18, e-mail: [email protected]
В статье предлагается линейно-угловой метод и метод лазерного сканирования для геодезических наблюдений по определению параметров положении точек границ распространения снежных лавин. Этот метод способствует построению достоверной цифровой модели рельефа для определения границ лавиноопасных зон.
Ключевые слова: линейно- угловой метод, геодезические угловые и линейные параметры, граница снежных лавин, лазерное сканирование, степень лавинной опасности, цифровая модель рельефа.
GEODESIC RESEARCHES ON CREATION OF DIGITAL MODEL OF AVALANCHE ZONES ON TERRITORY ILE ALATAU
Karagoz A. Ystykul
Kazakh National Technical University after K. I. Satpaev, 050013, Republic of Kazakhstan, Almaty, 16 Toraigyrova St., Ph. D. doctor of Department Geodesy, tel. (701)128-38-37, e-mail: [email protected]
Zhaksybek D. Baigurin
Kazakh National Technical University after K. I. Satpaev, 050013, Republic of Kazakhstan, Almaty, 15 Satpaeva St., doctor of technical science, prof. of Department Geodesy, tel. (701)732-30-18, e-mail: [email protected]
The paper proposes a method of remotely corner geodetic observations to determine the angular and linear parameters of the provisions of point's boundaries of avalanches. This method contributes to building a reliable digital elevation model to determine the boundaries of avalanche zones.
Key words: remotely- corner method, geodesic angular and linear parameters, border of snow avalanche, degree of avalanche dangerous, digital relief model.
Снежные лавины - опасное природное явление, которое оказывает существенное воздействие на природные и антропогенные геосистемы Иле Алатау (рис. 1). Являясь сложными динамическими системами, снежные лавины требуют постоянного уточнения территорий их развития. Нормальная хозяйствен-
ная и рекреационная деятельность в горной части Иле Алатау и дальнейшее её развитие будут затруднены без правильной оценки настоящей и будущей лавинной активности и связанной с ней лавинной опасности. Почти все высокие горы Казахстана подвержены лавинной опасности [1].
Рис. 1. Фрагмент карты лавинной опасности Иле Алатау. Степень лавинной опасности:
1 - слабая; 2 - незначительная; 3 - умеренная; 4 - значительная; 5 - сильная
Однако обоснованные и прошедшие проверку методики прогнозирования существуют только для отдельных генетических типов лавин. Часто не удается оценить преимущества одного метода по сравнению с другими, так как затруднена параллельная, независимая проверка нескольких методов на одном и том же исходном материале - объем лавиноведческой информации настолько велик, что ее практически невозможно обработать традиционными методами.
Поэтому особую актуальность приобретает использование наземных и дистанционных методов сбора данных геоинформационных методов их обработки, позволяющих выполнить исследования лавинообразования и прогнозирования лавинной опасности. Географические информационные системы (ГИС) да-
ли наукам о Земле мощный инструмент анализа пространственно-временной природоведческой информации [2].
Геодезические исследования динамики снежных лавин являются важным направлением в изучении лавинных процессов. Определение лавиноопасных зон невозможно без достоверной топографической основы масштаба 1:10 000 -1: 5 000 или трехмерных моделей исследуемой территории. Поэтому обоснование необходимости точности геодезических наблюдении, выбор методов проведения наземных и дистанционных измерении и разработка технологии их выполнения должны исходить из принципа получения наиболее полной и достоверной информации о границах лавиноопасных зон. Определение границ лавиноопасных зон способом геодезических наблюдений позволяют построить топографические планы распространения лавин по степени их опасности для принятия конкретных решении и построить соответствующие трехмерные модели.
Для выполнения геодезических исследований необходимо выбрать типичный (репрезентативный) лавиносбор, где возможно произвести полевые измерения с соблюдением безопасности работы. Для проведения полевых геодезических измерений должны быть выполнены следующие условия: 1) сравнительно легкий и безопасный доступ к границам снежных лавин; 2) желательно, чтобы зона выброса лавин была покрыта растительностью, тогда можно определить границы лавин различной повторяемости; 3) желательно, чтобы на этом участке была заранее произведена аэрофотосъемка для сравнительного анализа с другими методами съемки.
Большое значение при проведении полевых работ имеет выбор метода геодезических измерении, который заключается в создании схемы геодезических сетей, полигонометрии, створного способа, лазерного сканирования, геометрического и тригонометрического нивелирования. Каждый из методов для проведения измерений может применяться самостоятельно или в их различных сочетаниях [3].
Объектом для выполнения геодезических наблюдений нами выбран лави-носбор в районе Большого Алматинского озеро. Наиболее эффективным методом для съемки границ снежных лавин считается метод створов, с применением наземного лазерного и воздушного лазерного сканирования на участках возможного движения лавин.
Измерения угловых и линейных величин планово-высотных положений временных реперов границ снежных лавин будут выполняться высокоточными приборами с опорных пунктов геодезической сети и при дешифрировании облака точек лазерного сканирования. Для достижения необходимой точности геодезических измерении будут разработаны специальные конструкции реперов для закрепления положения границы снежных лавин. В районе участка ла-виносбора Большого Алматинского озеро разбивка специальных реперов является возможным для проведения геодезических измерении. На других горных склонах Большого Алматинского озеро использование дистанционно-углового
метода для определения планово- высотного положения границ лавин небезопасно, из-за возможного схода снежных лавин.
Применение электронного тахеометра и лазерного сканера позволит определить точки границ распространения лавин относительного исходного пункта полярным способом, и приращение координат составляют: Ax = § cosa; Ay = § sin а,
Где § - горизонтальное положение измеренной линии D; a- дирекционный угол. Их среднеквадратические погрешности будут
Общая среднеквадратическая погрешность планового положения точки будет
Известно, что лавины относятся к природным явлениям, которые могут оказать негативные воздействия на различные виды объектов (населенные пункты, транспортные коммуникации, линии электропередач и др.). По результатам исследований Казселезащиты и Института географии установлено, что на территории Республики Казахстан значительный удельный вес среди чрезвычайных ситуаций природного характера приходится на снежные лавины [4].
В связи для геодезических наблюдений по определению границ распространения лавин на территории Большого Алматинского озеро был выбран лавиносбор со слабо и незначительной степенью лавинной опасности. Считаем что, производство геодезических измерений с применением высокоточных электронных геодезических приборов на объекте исследования позволит получить достоверную информацию о лавинах. Планирование геодезические наблюдения желательно проводить в период февраль - апрель, до и после схода снежных лавин.
По ранее проведенным исследованием установлено, что высокая частота схода лавин отмечается в марте-апреле при активизации циклонической деятельности, обуславливающей обильные снегопады в горах [2].
Для исследования лавиноопасных зон необходимо определить факторы, влияющие на показатели степени лавинной опасности и схода снежных лавин, представляющих чрезвычайную ситуацию. К одним из основных факторов от-
носятся топографическая поверхность горной местности, где необходимо проводить геодезические наблюдения и произвести оценку сложности рельефа. Сложность рельефа заключается в том, что по результатам геодезических измерений можно определить крутизну горного массива, площадь распространения и вероятность схода снежных лавин. Геодезические методы наблюдения по выявлению зон зарождения снежных лавин позволяют создать цифровую модель рельефа, трехмерную модель исследуемого участка, по которым можно прогнозировать возможные места схода снежных лавин. Цифровая модель рельефа позволяет определить координаты границ распространения снежных лавин, а также высотные числовые отметки, по которым можно определить оптимальный шаг на местности от 25 м до 200 и более метров и позволяет построить топографические карты, по которым будет производиться анализ лавиноопасных территорий.
Таким образом, изучение горного рельефа современными высокоточными геодезическими методами наблюдения способствует построению достоверной цифровой модели рельефа.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Национальный атлас Республики Казахстан. Том 1: Природные условия и ресурсы. -Алматы, 2010. -150 с.
2. Северский И.В., Благовещенский В.П. //Оценка лавинной опасности горной территории. - Алма- Ата, -1983, -С 120
3. Медеу А.Р., Акиянова Ф.Ж., Благовещенский В.П. // Атласное картографирование Республики Казахстан. Изв. НАН РК, Серия геология и технические науки. - 2014, -№2. -С. 7-14
4. Симонян В.В. //Обоснование точности и разработка методов математико-статистического анализа геодезических наблюдений за смещениями оползней: автореф. дис. кан.тех.наук: 25.00.32, Государственный Университет по землеустройству. - М, 2008, 36 с.
© К. А. Ыстыкул, Ж. Д. Байгурин, 2015
