Методология  картирования  георельефа

Бутвиловский В.В.

Лейбниц-Институт полимерных исследований, Дрезден, Германия, e—mail: wladimirbutwilowski@googlemail.com

Мethodology of map-making of relief

Butvilovsky V.V.

Leibniz Institute of Polymer Research Dresden, Germany, e-mail:

wladimirbutwilowski@googlemail.com

«Все, что делается в геологии, делается либо для карты, либо на основе карты» [1, с. 147]. Именно с ее помощью возможно представление и познание предметов исследования как пространственно-временных систем. Следует согласиться с А.А. Лютым [2], что карта — это особая форма «рассказа» о каком-то участке пространства, которая основывается на особом картографическом языке, представленном в легенде. Легенда — система условных знаков и их дефиниций, применяемая для выражения информации на карте. Дефиниция условного знака — текст-информация, представляющая некоторые свойства изображаемого этим знаком элемента геосистемы. Легенда системно-тематических карт должна базироваться на классификации элементов геосистемы и их свойств, выражать собой модель структуры картируемой геосистемы и последовательность развития этой системы.

Условные знаки карты и легенды могут быть точечными, линейными и площадными, различаться по форме, размерам, ориентировке, цвету, оттенку и внутреннему рисунку. Каждая особенность знака должна выражать определенную информацию. Можно создать огромное множество условных знаков. Но необходимо ли оно? Считаю, что нет. Чем меньше знаков передают имеющуюся информацию, тем проще и удобнее. Функции условных знаков многих современных карт близки функциям иероглифов, но было бы оптимальнее, если бы они функционировали как буквы алфавита. Значение знака должно характеризовать объем и смысл, тождественный всем элементам предмета, которые этот знак отражает, т.е. только общие их свойства. Язык карты имеет возможность быть логическим языком, если имеет резко ограниченное множество исходных простых сигнатур (знаков), правила составления новых картографических высказываний из комбинаций простых исходных знаков и правила чтения этих высказываний.

Карта состоит не только из точек и линий, но прежде всего из площадей, к которым принадлежат точки и линии. Важно сделать так, чтобы эти выделяемые площади выражали такие части предмета (геосистемы), которые всегда имели бы некоторые неизменные свойства и, тем самым были гомогенными в определенном отношении. Для таких «клеток» (элементов) и следует формировать банк данных об их различных свойствах. Составлять банк данных для точек пространства предмета будет неэффективно. Такой банк всегда будет «пуст», т.к. точек на карте бесконечное множество. Гомогенных площадей-частей предмета будет всегда ограниченное, причем небольшое количество. Для представления информации об одной такой гомогенной площади достаточно одной или нескольких точек измерения или оценки ее свойств (опробования). Такой подход позволяет получать более точные данные о предмете, логичен, прост, экономически выгоден и позволяет обоснованно производить необходимую генерализацию отображения предмета.

Разумеется, что все подробности о предмете на карте одного масштаба представить нельзя. Каждому масштабу карт соответствует определенная детальность представления предмета картирования. Разный масштаб отражает качественно разные свойства предмета и их не следует смешивать. Стремление наиболее детально отразить ситуацию только вредно, цели своей оно все равно не достигает (дробить можно до бесконечности). Следует генерализовывать информацию, правильно выбирать и классифицировать ее, не смешивать предметы исследования (бывает, что на геоморфологических картах, к примеру, дают информацию о геологическом строении, гидрологии, почвенном покрове, хозяйственных объектах участка, которая здесь неуместна и мешает представлению собственно геоморфологической информации). Сигматику (собственные названия объектов) надо стремиться вывести из содержания системно-тематических карт. Собственным названиям есть место в самих названиях тематических карт и прилагаемых к ним схем. К карте можно давать полную региональную легенду (структуру) данной геосистемы, чтобы были видны все существующие и недостающие пространственно-временные и генетико-динамические звенья геосистемы на этом, представляющем ее участке.

Главными принципами картирования какой-либо геосистемы должны быть достоверность и максимальная информативность представления свойств ее элементов, максимум возможностей прикладного использования, простота и наглядность отображения их свойств и компановка информации согласно законам пространственно-временных отношений и вещественного развития предмета картирования. Эти принципы во многом удалось внедрить в геологическое картирование, основоположником которого по праву должен считаться А. Вернер.

 Сущность геологического картирования заключается в том, что на местности опознаются те или иные геологические тела, определяются их местоположение и границы и, соответственно с масштабом карты, отрисовываются на топографической основе. Затем на карте выделяются такие свойства геологических тел, которые позволяют представить пространственно-временную последовательность, способы и динамику их образования. Это выделение основывается на законах сохранения топологического подобия геологических тел самим себе в ходе их преобразования и деформации (уплотнения и разуплотнения), на законе пространственно-временной последовательности образования стратифицированных пород (принцип Стенона «выше-моложе»), а также на стратиграфической модели Вернера и моделях образования нестратифицированных комплексов как вещественно-минеральных парагенезов. Совокупности стратифицирующихся (свиты, толщи) и нестратифицирующихся геологических тел (интрузии, дайки и др.) на картах обособлены и картируются по своим главным, качественно отличающимся свойствам. И первые, и вторые отображаются цветом (главным, наиболее легко воспринимаемым средством отражения информации), но значения у цветовой нагрузки разные. В первом случае цвет обозначает информацию о последовательности отложений (их геологическом возрасте) как о наиболее достоверном и важном свойстве соотношений этих тел. Во втором случае цвет отражает вещественный состав незакономерно расположенных в пространстве-времени геологических тел. Именно вещественный состав является наиболее важной, достоверной и информативной их характеристикой. При этом собственно вещественные измеряемые свойства всех горных пород (минеральный, химический, механический состав, текстура, форма, границы, количественные показатели) «уводятся в тень», отображаются системой штриховых, точечно-значковых, линейных и буквенных условных обозначений, воспринимающихся не столь ярко, но, тем не менее, могущих всегда быть прочитанными. На первое место выступает информация или о местоположении объекта в геологическом пространстве-времени, или о принадлежности его к той или иной вещественно-генетической группе, в зависимости от того, какое свойство может быть точнее определено и как можно дальше прослежено в пространстве. В итоге создается возможность считывать с карты колоссальную качественно-количественную информацию о различных свойствах геологических тел, структуре земных недр и истории их геологического развития – всё для того, чтобы точнее определять прикладной потенциал того или иного участка земных недр.

Подобное следует осуществить и в геоморфологическом картировании. Детальный анализ различных направлений геоморфологического картирования проведен мною в специальных работах [3 и др.]. Предложенные методологии картирования рельефа обладают такими недостатками, которые не позволяютни одну из них принять за основу и совершенствовать дальше, поэтому со стороны геологов-съемщиков продолжает «сохраняться скептическое отношение к геоморфологии и ее возможностях в решении геологических задач» [4, с. 69]. Следует согласиться с Н.А. Флоренсовым [5], что неудовлетворительное состояние геоморфологического картирования обусловлено несовершенством теории геоморфологии.

В ходе многолетних работ над этими проблемами мною были сделаны существенные уточнения теории анализа и синтеза геоморфологической системы и предложена альтернативная концепция геоморфологического картирования [6, 7, 8 и др.]. Ее теоретической основой являются: 1. исходные элементы литосферы и георельефа; 2. законы и процессы образования и развития этих элементов; 3. теория геоморфогенеза и геоморфостратиграфии; 4. морфографические и морфогенетические классификации; 5. морфостратиграфические классификации. Строгие определения терминов понятийного аппарата, аксиомы, точные законы образования и развития рельефа, принципы анализа, синтеза и синхронизации его элементов позволяют вести геоморфологическое картирование более точно и объективно и представлять рельеф как геосистему. Существенные изменения сделаны также в геоморфологической картографии и в структуре легенд к геоморфологическим картам, которые «невольно» оказались принципиально аналогичными геологическим легендам [7]. Эти теоретические и методологические предложения удалось реализовать на практике. Было проведено специальное геоморфологическое картирование территорий Горного Алтая, Салаира, Кузнецкого Алатау в масштабе 1:500 000 (участками 1:200 000 и 1:50 000), в результате которого получены принципиально новые данные о структуре и истории развития георельефа этих регионов, имеющие не только теоретическое, но прежде всего прикладное значение. Прикладные возможности анализа и синтеза геоморфологической системы были реализованы, в частности, на примере россыпной золотоносности этих регионов и оценки ее металлогенического потенциала [9].  

Литература

[1] Салин Ю.С. К истокам геологии. Хабаровск, 1989. 257 с.

[2] Лютый А.А. Проблемы теории картографии. Концепции науки и пути их интеграции // Известия АН СССР, серия географическая, 1985, №7. С. 116-132.

[3] Butwilowski, W.: Geomorphologische Kartierung: neuer Ansatz — neue Ergebnisse // Diskussionsbeiträge zur Kartosemiotik und zur Theorie der Kartographie. Dresden, 1998. S. 7–22.

[4] Геоморфологическое картирование. М.: Наука, 1978. 240 с.

[5] Флоренсов Н.А. Очерки структурной геоморфологии. М.: Наука, 1978. 238 с.

[6] Бутвиловский В.В. Новая легенда для общих геоморфологических карт. Теоретическое обоснование, информативность, способы отображения // Проблемы моделирования в геоморфологии. Подходы и методы. Тезисы докладов к региональной школе-семинару. Новосибирск, 1990. С. 104-106.

[7] Butwilowski, W. (2002):Über theoretischen Grundlagen der geomorphologischen Kartierung. Trierer Geographische Studien. Heft 25. S. 177-190. Trier.

[8] Бутвиловский В.В. Введение в теоретическую геоморфологию – альтернативные представления. – Новокузнецк: КузГПА, 2009. 185 с.

[9] Бутвиловский В.В., Аввакумов А.Е., Гутак О.Я. Россыпная золотоносность гор юга Западной Сибири: историко-геологический обзор и оценка возможностей // Новокузнецк: Кузбасская государственная педагогическая академия, 2011. 241 с.

S u m m a r y

The methodology will be structured as follows: 1) Basic elements of the lithosphere and the relief; 2) Laws and processes of their development; 3) Theory of relief genesis and morpho-stratigraphy; 4) Morpho-genetic classification; 5) Morpho-stratigraphic classification. It can be stated that many of the proposed theoretical findings are clearly different from what has been published so far, but will hopefully stimulate new, often alternative ways of geological and geomorphological research.