Оценка динамики береговой линии озера Севан, выявленная по разновременным пространственным данным

Озеро Севан — это крупнейший водоём Закавказья и важнейший природный ресурс Армении, в нём сосредоточено более 80% пресной воды в стране. Также озеро носит статус памятника природного наследия и является значимым туристическим объектом.
Однако уже более 80 лет Севан подвергается значительной антропогенной нагрузке. В 1940-е годы руководством Армянской ССР для нужд сельского хозяйства был разработан проект по перебросу воды из озера и снижению его уровня на 15 метров. В начале 1960-х, когда уровень снизился на 13,5 метров, проект был остановлен, так как повлёк за собой ряд непредвиденных изменений, в числе которых опустынивание прибрежных ландшафтов, вымирание редких биологических видов и перестройка берегообразующих процессов. В последние 60 лет было реализовано несколько проектов по восстановлению воды в озере — в настоящее время он медленно, но неизменно поднимается.
Таким образом, прибрежная территория озера Севан на протяжении десятилетий представляет собой крайне нестабильную и требующую постоянного мониторинга геосистему. В исследовании прибрежных территорий значительную роль играет изучение динамики береговой линии — фиксирование её разновременных положений, скорость смещения и зависимость скорости от компонент окружающего ландшафта.
Целью данной работы являлась оценка изменений положения береговой линии озера Севан на основе комплекса источников пространственных данных. Для этого был выполнен ряд последовательных задач:
— Подбор источников пространственных данных, выбор временных срезов для реконструкции динамики;
— Проведение полевых работ (аэрофотосъёмка, полевые описания);
— Оцифровка и взаимная интеграция источников данных — привязка, приведение к единому масштабу;
— Анализ статистики и скорости изменений положения береговой линии.
В исследовании был использован широкий перечень источников пространственной информации. Для периода до 1963 года были взяты архивные карты: трёхвёрстная карта на 1900 год, батиметрическая карта на 1929 год, а также топографические карты на 1942 и 1952 гг. Для последующих временных срезов использовались данные дистанционного зондирования: аэрофотосъёмка 1963 года, космические снимки Corona на 1971 и 1983 года, космические снимки Landsat 1995 года, космические снимки GeoEye-1 2016 года и аэрофотосъёмка 2021 года, проведённая авторами работы. Таким образом, в ходе исследования удалось охватить более, чем столетний период наблюдений и реконструировать 10 разновременных положений береговой линии. Полученные и оцифрованные данные были взаимно интегрированы и сопоставлены.
Оценка изменений положения проводилась с помощью статистических и геоинформационных методов. Для каждого временного среза были собраны данные о длине береговой линии, её извилистости, площади поверхности озера и площади освобождённой от воды территории. Были построены графики динамики — они показали, что в период 1983-1995 гг. береговая линия обладала наименьшей длиной и извилистостью, а осушенная территория занимала наибольшую площадь. В настоящее же время длина береговой линии увеличивается. Также были оценены скорости изменений положения береговой линии для разных участков прибрежной территории — для этого использовалась реализованная в ГИС модифицированная метрика Хаусдорфа, распространённый математический метод оценки расстояния между двумя извилистыми линиями. Наибольшие скорости изменений наблюдались в период с 1942 по 1952 и с 1952 по 1963 годы (отступание до 2 км за 10 лет), однако темпы также в значительной степени зависели от рельефа прибрежной территории и берегового склона. В настоящее время береговая линия преимущественно наступает с темпом до 20-25 метров за 5 лет. Полученные результаты были визуализированы как на обзорных картах всего озера, так и на крупномасштабных картах ключевых участков исследования. Цель и задачи работы были успешно выполнены и применены для более широкого исследования динамики прибрежной территории озера Севан.