Общая характеристика белорусского Поозерья

Рельеф современной поверхности построен очень сложно. Преобладают высоты 150–175 м. В долине Вилии они опускаются ниже 150 м, а высшая точка в юго-восточной части Свирской гряды достигает 210 м. Скелет рельефа образуют краевые гряды: Свирская, Константиновская, западная часть Южно-Нарочанской. Они относятся к максимальной оршанской стадии поозерского оледенения, составляя таким образом его южную краевую границу. Свирская гряда вытянута с северо-запада на юго-восток вдоль западного побережья оз. Свирь на 45 км. Сложена моренными валунными суглинками и супесями.

Рельеф гряды отличается разнообразным сочетанием холмов и впадин, создающих расчлененную поверхность и мелкоконтурность угодий. Это подтверждается значительными относительными превышениями над уровнем озера (45–50 м) и повышенным показателем холмистости – более 10–12 вершин на 1 км2. Константиновская гряда, длиной около 40 км, вытянута параллельно Свирской вдоль восточного побережья озера. Ее высота достигает 190–200 м.

Грядово-холмистая поверхность расчленена, подобно Свирской, древними водно-ледниковыми и современными эрозионными процессами. Обе гряды имеют асимметричные склоны: крутые, обращенные в сторону озера. Противоположные склоны относительно пологие, распаханы и оконтуриваются поверхностью пологоволнистой моренной равнины и участками флювиогляциальных дельт. Характер рельефа способствует плоскостному смыву почв, а на участках крутых склонов – образованию эрозионных рытвин и небольших оврагов.

Гидрографическая сеть района относится к р. Вилии и ее правому притоку Страче. Кроме того, территория дренируется многочисленными речками и протоками. Густота расчленения около 0,4 км/км2. В пределах района долина Вилии глубоко врезана и образует четыре надпойменные террасы, сужаясь на сквозных участках через Ошмянскую возвышенность вблизи Литовской границы до 1 км. Две нижние террасы на высотах 4–5 и 9–10 м сформировались в голоцене. В конце поозерского оледенения образовались третья и четвертая цокольные террасы на высотах 12–14 м и 15–20 м над уровнем реки.

Озерные котловины, как и речные долины, придают геоморфологии района индивидуальные отличия. Озеро Свирь вытянуто с северо-запада на юго-восток на 14 км. Лежит в типичной ложбинной котловине с корытообразным поперечным профилем подобным трогу. Площадь озера 22,28 км2, максимальная гулубина 8,7 м, средняя – 4,7 м. В южной части этой же ложбины расположено округлое подпрудное оз. Вишневское, площадью 9,97 км2.

Группа озер, получивших название Голубых (Блакитных) за зеленоватый оттенок воды, расположено к северу от оз. Свирь в системе р. Страчи. Река Страча начинается из озер Швакшты. Большие и Малые Швакшты лежат в заболоченой низине к северо-западу от оз. Нарочь. Площадь Большого Швакшты 9,56 км2, а наибольшая глубина 5,3 м. Озера соединены протокой, а из Малого вытекает р. Страча. В верховьях долина реки плоская и заболоченная, но уже вблизи Голубых озер ее глубина значительно увеличивается, образуются врезанные излучины и сквозные участки. Река не дренирует озера, соединяется с ними полузаросшими протоками, способствуя, таким образом, сохранению их первоначального уровня.

Положительными формами рельефа этого участка являются высокие (30–40 м) куполовидные камовые холмы и классические узкие с крутыми склонами озовые гряды. Сложность рельефа и преобладание песчаных пород способствовали сохранению лесов, которые занимают до 90 % площади.

Наиболее крупное на территории заказника ложбинное оз. Болдук с площадью 0,76 км2 при максимальной глубине 39,7 м. Форма котловины типична для троговых долин. Озера Глубля (0,47 км2), Глубелька (0,09 км2) и другие занимают котловины эворзионного происхождения и депрессии между камами и озами.

В нижнем участке р. Страчи все больше ощущается низкое положение базиса эрозии – уровень р. Вилии. На участке сквозной долины через Свирскую гряду она образует большую петлю, ограничивающую край древнего Свирского ледникового языка. Далее долина становится все более глубокой с крутыми излучинами. Скорость течения заметно увеличивается, появляются перекаты. Узкая пойма сложена грубым песком с галькой [21].

Еще одна группа озер расположена по течению р. Сорочанки на крайнем северо-западе района. Одиннадцать озер Сорочанской группы занимают наиболее глубокие эворзионные впадины общей ложбины. Котловины озер переуглублены по сравнению с Сорочанкой и соединяющими протоками. Сорочанская ложбина вытянута параллельно оз. Свирь с северо-запада на юго-восток около 15 км. Наиболее значительное оз. Сорочанское, 0,86 км2. Озера Иодово и Каймин при площадях 0,61 км2 и 0,43 км2 имеют максимальные глубины 19,7 и 19,5 м.

Сорочанская ложбина создана совместными действиями ледниковой экзарации и эрозии подледникового потока. Об этом свидетельствует корытообразная форма, повсеместное распространение камов и озов вдоль бортов.

 

3.16 Лучесинская озерно-ледниковая низина

 

Район вытянут треугольником на северо-востоке от южных границ Поозерья до долины Западной Двины. Протяженность с севера на юг – 55 км, с запада на восток – 85 км.

В тектоническом отношении основное значение имеют Оршанская впадина и отчасти склон Белорусской антеклизы. В центральной части района протягивается локальный разлом. Гранито-гнейсовое основание фундамента погружается с запада на восток до 1550 м ниже уровня моря. Толща антропогеновых отложений увеличивается с востока на запад до 130 м. Они лежат на песках, алевритах, глинах, доломитах, известняках девона. Поверхность кровли колеблется в пределах от 23 до 145 м, понижаясь с востока на запад.

В пределах низины наиболее распространены высоты 130–140 м, хотя отмечаются поднятия до 180 м. Минимальные высоты занимают центральную часть, снижаясь к долине Лучесы до 123,8 м. Глубина расчленения небольшая – около 5–7 м/км2, густота расчленения – 0,5 км/км2.

Основная часть района занята плоско-волнистой озерно-ледниковой низиной. Приледниковый бассейн образовался здесь в период таяния ледника браславской стадии. На севере он ограничивался краем ледника, а на юге – северными склонами Оршанской возвышенности. Первоначальный сток из озера был направлен на юг в сторону Днепра. После освобождения от ледника возникла современная сквозная долина Лучесы в сторону Западной Двины.

Трансформированная долина Пра-Лучесы представлена ложбиной длиной около 40 км, вытянутой с северо-запада на юго-восток. Ширина долины около 2 км, высота склонов 10 м. В широких участках расположена система ложбинных озер с глубинами 4–9 м, соединенных протоками Зеленское, Казенное, Серакаротня, Девинское, Ореховское. На юго-востоке сохранились участки абразионной террасы высотой до 3 м.

Более высокий уровень (160–180 м) занимает водно-ледниковая низина с волнистой поверхностью и значительными заболоченными понижениями (Осиновское болото в бассейне р. Выдрицы площадью 5,4 тыс. га с мощным торфяным горизонтом).

Реки Лучесинской низины представлены Лучесой (левый приток Западной Двины) и ее притоками: правыми – Черницей и Суходовкой и левым – Оболянкой. Долины неширокие – менее километра, хорошо выражена пойма шириной до 500 м. Из других форм рельефа нельзя не отметить эоловых форм, которые подвергаются активному перевеванию [19].

 

4 Применение ГИС-технологий в исследовании рельефа Белорусского Поозерья

 

Широкий круг задач, направленный на установление взаимосвязей в системе «природа – хозяйство - население», требует применения новейших методов исследований и новых технологий при обработке фактического материала. На современном этапе развития географической науки все большее значение приобретают географические информационные системы (ГИС), с помощью которых возможен более оперативный и глубокий анализ изучаемых процессов и явлений, визуализация пространственной информации на качественно новом уровне. ГИС представляет собой информационную систему, обеспечивающую сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных [23].

Для выполнения своего предназначения как информационной системы ГИС должны позволять собирать новую информацию и обновлять уже имеющуюся, манипулировать с накопленной информацией, производить пространственный и временной анализ, а также выдавать полученные результаты, как в компьютерном, так и в традиционном, привычном для большинства людей виде карт, таблиц и графиков. ГИС представляют собой компьютерные технологии для картографирования, анализа и моделирования объектов реального мира, а также событий, происходящих в различных сферах

экосистем.

Основной областью применения ГИС является географическая наука, в том числе и геоморфология. Применение информационных систем в этой области позволяет по-новому подойти к изучению рельефа, его морфологии и морфометрии, а также использовать данный инструментарий при моделировании и прогнозировании геоморфологических объектов и процессов.

Современные ГИС-технологии были применены при изучении геоморфологических особенностей Белорусского Поозерья.

В результате оценки системы показателей с использованием современных географических информационных систем были получены схемы влияния антропогенных процессов на рельеф и проявления экстремальных геоморфологических процессов.

По степени влияния антропогенных процессов на рельеф (рисунок 4.1, [23]) геоморфологические районы были разделены на четыре группы. Очень низкое и низкое влияние человека на геоморфологические комплексы отмечается примерно на 35% территории Белорусского Поозерья. Это, в основном, наименее освоенные участки (интенсивность техногенной нагрузки 5-20 тыс. м3/км2), с высоким процентом лесистости, невысокой густотой сети населенных пунктов.

В пяти из шестнадцати геоморфологических районов прослеживается средняя и высокая степень антропогенного влияния на рельеф (65% территории области). Коэффициент техногенной нагрузки здесь 20-40 тыс. м3/км2, а в районах крупных городов превышает 1000 тыс. м3/км2. Лесистость данных геоморфологических комплексов, в целом, высокая, высока и густота населенных пунктов.

Геоморфологические комплексы со средней степенью антропогенного воздействия нуждаются в определенных мероприятиях по охране естественного рельефа (ограничение строительства новых техноморф, уменьшение влияния на природную геосистему уже имеющихся, проведение их рекультивации).

Для геоморфологических районов в высокой степенью антропогенного воздействия особенно актуальны природоохранные мероприятия, поскольку с уничтожением естественного рельефа, неминуемо будут уничтожены или сильно преобразованы и другие природные компоненты.

Эти мероприятия должны носить комплексный характер и включать облесение, ограничение строительства техноморф, распашки, формирование благоприятного гидрологического режима, выделение охраняемых природных территорий.

 

 

Рисунок 4.1 – Влияние антропогенных процессов на геоморфологические комплексы Поозерья [23]

 

Степень антропогенного влияния:

1 – очень низкая; 2 –  низкая; 3 – средняя; 4 – высокая.

 

Геоморфологические районы области Белорусского Поозерья :

A – Освейская гряда; Б – Заборская равнина; В – Городокская возвышенность; Г –Шумилинская равнина; Д – Браславская возвышенность; Е – Полоцкая низина; Ж – Суражская равнина; З – Свирская гряда; И – Нарочанская равнина; К – Свен-цянские гряды; Л – Ушачская возвышенность; М – Чашникская низина; Н – Сенненская равнина; О – Лучесская равнина; П – Витебская возвышенность; Р – Озерская низина.

 

По степени проявления экстремальных геоморфологических процессов (рисунок 4.2, [23]) районы также были разбиты на четыре группы. Очень низкая и низкая степени проявления отмечаются на 45% площади (11 из 16 районов). Остальные 55 % территории области относится к районам со средней и высокой степенью проявления.

Среди наиболее распространенных экстремальных геоморфологических процессов можно отметить плоскостной смыв и линейную эрозию. Гравитационные процессы свойственны долинам крупных рек. Характерны для Поозерья и активные линейные нарушения, в том числе и сейсмоопасные. Перечисленные геоморфологические процессы, в основном, оказывают неблагоприятное влияние на характер ведения сельского хозяйства.

 

Рисунок 4.2 – Проявление экстремальных геоморфологических процессов [23]

Степень проявления:

1 – очень низкая; 2 –  низкая; 3 – средняя; 4 – высокая.

Наименования геоморфологических районов те же, что и на рисунке 4.1.

Используя программу ArcGIS , где функция 3D-моделирования реализуются с использованием модуля ArcScene, я составил 3D-модель рельефа Белорусского Поозерья (рисунок 4.3). Программа применяется в задачах землеустройства, учёта объектов недвижимости, систем инженерных коммуникаций, геодезии и недропользования и других областях.

 

 

Рисунок 4.3 – 3D-модель рельефа Белорусского Поозерья (собственная разработка)

 

ArcScene является приложением 3D визуализации, которое позволяет просматривать  ГИС данные в трехмерном изображении.

ArcScene позволяет совмещать множество  слоев данных в 3D среде. Для размещения  пространственных объектов 3D, приложение  использует данные о высоте  объекта, полученные из его геометрии, атрибуты объекта, свойства слоя  или заданную 3D поверхность.

Каждый слой 3D изображения может обрабатываться отдельно от других. Данные, имеющие различную пространственную привязку, будут перепроецированы, или отображены с использованием только относительных координат. ArcScene полностью интегрирован в среду геообработки, что дает возможность использовать многочисленные аналитические инструменты и функции.

Большинство возможностей ArcScene совпадает с функциями среды 3D отображения ArcGlobe, однако имеется несколько ключевых отличий между этими 3D средами.

 

Визуализация 3D данных

Дополнительный модуль ArcGIS 3D Analyst позволяет драпировать изображения или векторные данные на поверхность, а также вытягивать векторные объекты в направлении от поверхности, создавая таким образом линии, стены и объемные фигуры. Использование 3D символов позволяет сделать отображение ГИС данных более реалистичным и создать высококачественную анимацию для демонстрации или распространения.