Применение ГИС-технологий в лавиноведении

Ю.Г. Селиверстов, Т.Г. Глазовская, МГУ

В феврале 1999 года в сообщениях мировых информационных агентств регулярно звучали названия альпийских местечек Galteur, Valzur, Evolene, Le Tour, Les Arcs… Сход со склонов Альп нескольких сот снежных лавин сопровождался многочисленными человеческими жертвами и значительными разрушениями. В ряде случаев уничтоженными оказались сооружения и деревья, простоявшие более ста лет. Некоторые лавины вышли за рассчитанные критические пределы, напомнив, таким образом, что, несмотря на глобальное потепление, связанные с холодом опасные природные явления по-прежнему актуальны, а степень их изученности далека от совершенства.

Последнее десятилетие ХХ века по почину ООН проходит под знаком борьбы со стихийными бедствиями. Свое место в списке катастрофических природных явлений занимают снежные лавины, широко распространенные в горных районах мира. По данным исследований, 6,2% территории Земли являются лавиноопасными [2]. В некоторых странах, к примеру Австрии и Швейцарии, лавинообразование возможно более чем на 50% площади. В России доля лавиноопасных территорий составляет 22,8% (3907,2 тыс. кв. км.).

Лавиноведение располагает целым арсеналом методов оценки распространения явления, изучения динамики его развития, прогноза опасности. Благодаря созданию широкой сети наземных наблюдений и применению аэрокосмических методов исследований накоплен обширный материал о местах схода лавин, их повторяемости и других параметрах. В некоторых странах (Австрия, Швейцария, СССР, Канада) созданы кадастры лавин [3]. Базы данных о лавинах оформлены и в электронном виде [9]. Швейцарский институт снежных и лавинных исследований хранит информацию о более чем 8000 случаях сходов лавин. Режимно-справочный банк данных на магнитных носителях создан в Среднеазиатском научно-исследовательском гидрометеорологическом институте, в который стекалась снеголавинная информация со всей территории Советского Союза. Разработаны и реализованы в виде карт методики картографирования лавинной опасности в различных масштабах. Венцом картографического направления лавинных исследований стали карты, созданные для Атласа снежно-ледовых ресурсов мира [1].

Исходя из сказанного, можно признать, что лавиноведение достаточно хорошо подготовлено к внедрению ГИС-технологий. Наличие прочных связей между различными организациями, осуществляющими снеголавинные наблюдения на территории СССР, позволило в конце 80-х годов поставить задачу создания ГИС "Гляциология", были сформулированы основные задачи, решаемые при создании ГИС, намечена ее структура [4]. К сожалению, развал СССР не позволил реализовать этот проект. В это же время первые подобные разработки с применением ГИС-технологий появляются в других странах. К их числу относятся работы Р. Топпе [22] о картографировании природных опасностей и К. Лида и Р. Топпе [17] о расчете максимальной дальности выброса снежных лавин с использованием цифровой модели местности.

В общем виде роль ГИС-технологий в лавинных исследованиях сводится к синтезу знаний о рельефе, климате и предшествующих событиях с целью определения возможности схода снежных лавин. Для этого в среде ГИС оцифровываются уже готовые карты или создаются новые проекты. Анализ работ, посвященных использованию ГИС в лавинных исследованиях, показал, что ГИС-технологии в настоящее время применяются для решения следующих, описанных ниже, задач.

Выделение лавиноопасных территорий
Исходный масштаб цифровой модели рельефа, используемой при создании проекта, определяется специалистами в соответствии со спецификой решаемых задач. Матрица абсолютных высот рельефа имеет шаг на местности от 25 м [16] при крупномасштабной основе до 200 и более метров [5]. Выделение лавиноопасных территорий производится путем анализа соответствия условий территории определенным критериям. В первую очередь оценивается рельеф местности.

На генерируемой карте углов наклона горных склонов выделяются участки с наиболее благоприятными условиями для возникновения лавин. Диапазон значений крутизны потенциальных зон лавинообразования определяется по статистическим данным. К примеру, в Каталонских Пиренеях наибольшее количество лавин образуется на склонах 28-50о [10], в долине Engadine (Швейцария) [21] 30-50о , Кабардино-Балкарии 25-45о [5].

Для выделения лавиноопасных территорий, а также для дальнейших расчетов требуется определить возможность существования в пределах исследуемой территории второго важнейшего фактора образования лавин