3 . Различия в подходах к понятию «рельеф» в геоморфологии и топографии

Геоморфология и топография фиксируют и изучают на своих моделях единый общий объект – физическую ЗП. Она существует независимо от нашего изучения и, в соответствии с физическим определением любой поверхности, является трехмерным образованием – общим местом двух разделяемых ею пространств - в нашем случае лито- и атмогидросферы. Топография и геоморфология абстрагируются от третьего измерения ЗП – ее мощности и изучают геометрическую ЗП. Топография это делает в связи с четкой и узкой направленностью на достижение основной цели – отразить на топографической карте положение геометрической ЗП относительно трех пространственных координат.

Геоморфология не учитывает мощности физической ЗП в связи, во-первых, с ее пренебрежимо малыми значениями по сравнению с вертикальными и латеральными размерами изучаемых форм и элементов ЗП, во-вторых, с тем, что ее основная цель – познание природы (генезиса), последовательности проявления (возраста, истории развития) и динамики явлений не в самой физической поверхности, а эндогенных (геодинамических) процессов за ее пределами и литодинамических потоков на ней, формирующих формы, элементы и структуры на самой ЗП, а также во внутренних и внешних оболочках. Таким образом, на данном этапе геоморфология и топография обладают общими модельными представлениями о геометрической ЗП. Далее их пути в ее моделировании расходятся.

Используя одно и тоже слово «рельеф», топографы и геоморфологи понимают его по-разному. При этом речь идет о принципиально разных по своему содержанию, способам, средствам, методике и целям отражения рельефа на топографических (батиметрических, общегеографических, гипсометрических) и геоморфологических моделях – картах. На континуальной топографической модели отражается функция двух пространственных координат, которая обладает условиями непрерывности и плавности, т.е. делается так, чтобы на ней был утрачен дискретный аспект ЗП – ее составленность из частей – элементов и их совокупностей (форм, геоморфосистем). Для этого применяются все виды интерполяции, используется изолинейное изображение, подбираются гамы и плавные переходы от одних цветов или тонов к другим в гипсо- и батиметрических шкалах с возможным максимальным количеством на них ступеней.

Континуализация ЗП на топокарте, конечно, не является самоцелью. За счет этого, как представляется топографам, увеличивается точность вертикальной и горизонтальной привязок на карте, а как считают некоторые геоморфологи и другие специалисты-географы, резко снижается их информативность. В результате получается поверхность, называемая математиками графиком функций двух переменных, а геологами и географами – поверхностью топографического ряда с ее непременными атрибутами: непрерывность и плавностью, которые проявляются прежде всего через изолинейный способ изображения. Таким образом, топографическая карта уводит потребителя от представлений о наличии естественной делимости ЗП, и вслед за этим от признания естественной делимости всех связанных с ее рельефом геокомпонентов и ландшафтно-геоэкологической оболочки целом.

Если топография исследует непрерывный (континуальный) аспект ЗП, то геоморфология изучает дискретную составляющую ЗП [9]. На дискретных геоморфологических моделях рельеф рассматривается как совокупность выделенных, ограниченных и характеризуемых форм и элементов ЗП и их пространственных соотношений. Именно этим они отличаются от континуальных топографических моделей ЗП, где наиболее контрастные из этих форм или элементов могут в разной мере отражаться и в зависимости от опыта исследователя мысленно и условно вычленяться из их окружения. С системно-морфологических позиций рельеф определяется как единство состава и строения ЗП.

Выявление естественной делимости ЗП по ее топографической модели – той дискретности, которая до этого с такой тщательностью стиралась, при составлении последней, было бы бессмысленным шагом назад. Уничтоженная при составлении топокарты менее выраженная или латентная дискретность восстановлению уже не подлежит и может быть частично выявлена при переходе к качественным топокартам более крупных масштабов.

Обязательность же дискретизации ЗП, полную ответственность за которую несет геоморфология, диктуется дискретной формой основанных на геоморфологической карте последующих построений в геокомпонентных и геокомплексных науках, необходимостью выявления в изучаемых ими образованиях элементарных и состоящих их них сложных единиц, а также структурного анализа последних, направленного на выявление общих законов их композиции и «частных» соотношений элементов друг с другом. При реализации данной процедуры – дискретизации предварительно «континуализированной» модели используется значительно более скромный методический арсенал фиксации границ отдельностей ЗП и связанных с ними геокомпонентов и геокомплексов. Теоретически она может осуществляться путем трассирования СЛ, а практически - через визуальную или полуинструментальную оценку изменений заложений между горизонталями. Созданные в результате континуализации трудности становятся непреодолимыми вследствие часто низкого качества топокарт.

Одной из причиной значительного количества ошибок в отображении рельефа на топографических картах является так называемая «укладка горизонталей» [5]. Сущность этого приема заключается в том, что в каждом частном случае основой рисунка служит сильно обобщенное схематизированное представление о формах долин, склонов, водоразделов, и все разнообразие деталей рельефа подводится под эти искусственные «образы». В результате такой операции рельеф получается стилизованным.

Наиболее распространено применение «укладки» при изображении эрозионного рельефа равнин и гор. Проявляется это в намеренном уравнивании заложений по склонам, придании однообразия рисунку различных форм долин и водоразделов, необоснованном сглаживании и закруглении горизонталей на склонах, в результате чего получается «фестончатый» рисунок, а также в сознательном удлинении и расширении лощин.

На крутых склонах часто бывает затруднительно или невозможно правильно отразить форму поперечного профиля из-за необходимости проведения большого числа горизонталей на небольшом участке карты. В этом случае составитель вынужден думать не о правильном отражении формы склона, а о том, как уложить на небольшом отрезке требуемое количество горизонталей.

Другой не менее важной причиной возникающих искажений на топографической карте являются существующие традиции рисовки горизонталей. Так, на равнинах редко применяется знак обрыва, почти никогда не используется слияние горизонталей на склонах, крайне редко применяется излом горизонталей, изображающих ущелье, островершинные гребни или плечи и основания трогов.

Важными факторами, определяющими форму склонов в условиях равнины, являются мощность толщи четвертичных отложений, прочность подстилающих пород, наличие выходов коренных пород на поверхность. При мощном слое однородных рыхлых отложений и низком базисе эрозии наблюдается глубокое врезание речных долин, лощин, балок и оврагов, общий волнистый характер равнины, округлость и выпуклость водораздельных участков, выпуклость склонов. При отображении таких участков горизонталями склоны получаются сглаженными, отсутствуют уступы на водораздельных участках склонов, преобладают закругленные в плане водоразделы [3].

В других условиях при неглубоком залегании твердых коренных пород встречаются иные формы склонов. Вместо выпуклых и округлых склонов в промежутках между короткими и неглубокими лощинами преобладают спрямленные участки, нередки уступы, резкие изменения крутизны, связанные с выходами коренных пород. Однако часто эти особенности не учитываются, и на топографических картах такой рельеф изображают в традиционной манере рисовки «классических» эрозионных форм. Спрямленные участки склонов превращаются в округло-выпуклые, искусственно-фестончатые; уступы в результате выравнивания заложений горизонталями по скатам заменяются ровными склонами, своеобразие расчленения каждого участка уничтожается шаблонным, обобщенным изображением [3].

Горные склоны различаются по характеру поперечного профиля (выпуклый, вогнутый, прямолинейный, ступенчатый) и по форме в плане. Склоны часто осложнены так называемой «косой» или «бегущей» крутизной, структурными террасами, уступами. На топографических картах эти особенности часто пропадают: ступенчатость склонов выравнивается, изменения крутизны сглаживаются параллельным проведением горизонталей, форма водоразделов в плане искажается.

Характерным для горных склонов является расчленение их крутых участков слепыми и висячими долинами, затухающими на более пологих местах. На топографической карте такие формы ЗП иногда сглаживаются, а в большинстве случаев искусственно соединяются с долинами, расположенными ниже по склону и не связанными с ними общим тальвегом, характерные промоины не показываются. Сглаживаются и исчезают конусы выноса, террасы на склонах долин и задернованные оползневые участки. В целом отмечаются особенно большие недочеты при изображении рельефа горных стран и гидрографии в сильно обводненных районах.

Следующей причиной искажения рельефа на топографических картах являются жестко установленные высоты сечений для карт разных масштабов, которые не всегда позволяют предать достаточно подробно и достоверно облик рельефа.

Большая же величина сечения горизонталей на топографических картах мелких масштабов резко и неоднородно снижает качество информации о рельефе, прежде всего, за счет исключения из отображения самых распространенных и наиболее разнообразных склоновых поверхностей и связанных с ними форм, резко отличающихся по всем видам экспозиций и местоположений.

Отсюда непосредственно вытекает проблема генерализации объектов на топографических картах, которая также создает свои трудности для геоморфологического картографирования. Как известно, топографические карты средних и мелких масштабов составляются на основе крупномасштабных карт путем генерализации. Часто такое составление, и следовательно, генерализация является многоступенчатой.

Хотя накоплен большой опыт генерализации рельефа, рисовка рельефа часто бывает неудовлетворительной. Отчасти это связано с тем, что топографические карты некоторых масштабов создаются для определенных прикладных целей. Так, для карт масштаба 1:200000 ставится задача обеспечить возможность определения по карте абсолютных и относительных высот любой точки местности [17]. Но уже в этом масштабе допускается смещение горизонталей до половины величины заложения для горного рельефа и до одной четверти для равнинного рельефа.

Начиная с масштаба 1:500000, при показе рельефа ставится задача «правильного отображения географического подобия орографических форм, передачи с возможной точностью планового положения основных СЛ и точек рельефа» [17]. Изображение рельефа на картах еще более мелкого масштаба 1:1000000, 1:2500000 отличает сочетание геометрического принципа с «глубоким географическим подходом, заключающимся в изучении геоморфологических особенностей рельефа и в их передачи рисунком горизонталей».

Искажения возникают также в результате многоступенчатого составления мелкомасштабных карт по крупномасштабным, вследствие чего происходит исключение некоторых характерных деталей рельефа и искусственное преувеличение других. Очевидно, что разница между возможным качеством изображения рельефа, которое предоставляет масштаб, и фактическим тем больше, чем мельче масштаб карты.

Особая группа недостатков топографических карт вызвана существующими условными знаками элементов и форм ЗП. Например, осыпи на топографических картах отображаются условными знаками очень грубо – по ним не проводятся горизонтали. Овраги и балки, которые показываются на карте одной линией, не всегда соответствуют их действительному местоположению и часто показываются далеко не все.

Конусы осыпания на топографических картах в ряде случаев не показываются совсем, либо показываются с искажением, так как допускается разрыв между источником образования обломочного материала и основным местом его отложения. Показываются осыпи у подножия склона, но отображается скопление материала в лощинах, по которым происходит снос. Часто осыпи, расположенные у подножия скалистого склона и спускающиеся дальше вниз по понижениям, изображаются оторванными от скал.

Каменистые россыпи, покрывающие большие территории, часто совсем не показываются, либо даются без учета особенностей их размещения и относительной величины. Иногда каменистые россыпи неверно показываются знаком каменистых поверхностей – монолитных выходов скальных пород. В результате описанных процедур («укладки», генерализации, особенностей применения условных знаков и т.д.) информация о рельефе подается в ограниченном по объему и искаженном виде.

Перечисленные особенности топографической карты необходимо учитывать при составлении по ней системно-морфологической карты. Необходимо помнить, что топографическая карта представляет собой лишь модель земной поверхности. Для более наглядного и детального изучения рельефа ЗП рекомендуется использовать материалы аэрокосмических съемок.