Урок-исследование по географии «Планирование путешествия с помощью ГИС»

Урок-исследование

Планирование путешествия с помощью геоинформационных систем

Полякова Наталья Ивановна,

учитель географии

МАОУ гимназия №1 г. Белебея,

npolyakova73@mail.ru

Цель: формирование умения планировать путешествие с помощью ГИС

Задачи:

1.     Формирование навыков работы с геоинформационными системами.

2.     Выявление особенностей природных условий предполагаемого района путешествия на основе анализа данных ГИС.

3.     Анализ факторов, повышающих (или снижающих) сложность путешествия.

4.     Расчет затрат времени и средств на осуществление путешествия.

5.     Развитие навыков работы в команде.

Оборудование: компьютеры, объединенные в локальную сеть и имеющие выход в интернет, установленные геоинформационные системы 2ГИС, Google Earth, приложения издательства «Дрофа», слайд фильм «Алтай-2014».

Краткая аннотация:

Данный урок разработан в рамках профильного курса географии 10 класса, однако, может быть использован в смешанных группах учащихся при планировании реальных путешествий.

Современные возможности геоинформационных систем позволяют точно разработать маршрут, иметь четкое представление об объектах в районе путешествия, рассчитать затраты и т.д.

Поскольку в гимназии действует туристский кружок, то занятие проводилось именно с теми детьми, кто планирует летом походы по территории Башкортостана и всей России.

Местом проведения большого похода (продолжительность – 28 дней) выбран Западный Саян, точнее, хребет в его пределах – Ергаки. Поэтому и все учебные задачи решались применительно к данному району.

Методические рекомендации:

Оптимально проводить занятие в кабинете информатики, оснащенном компьютерами с выходом в интернет.

На компьютерах должны быть установлены программы 2ГИС, Google Earth, иметься доступ к ГИСМЕТЕО, Google.карты и т.д. для работы учащихся в группах над поставленными задачами.

Роль учителя в данном случае – координатор групповой работы, помогающий поставить учебные задачи, спланировать их решение.

Итогом занятия является проработанный маршрут, который будет реализован в летнем походе.

Ход занятия:

1.     Организационный момент

Добрый день! Сегодня в аудитории собрались те, для кого география – это не просто школьный предмет, который «прошел и забыл», а те, для кого география – это распахнутое окно в окружающий мир, те, кто привык отрывать для себя новые горизонты. Вы уже побывали на скалах Таганая и Иремеля, сплавлялись по горным рекам Урала и Алтая, совершали восхождения на Эльбрус и изучали пещеры Крыма…

Успешность каждого путешествия кроется в его тщательной проработанности, продуманности и предвидении тех сложностей, которые могут затруднить прохождение маршрута или вовсе сделать его невыполнимым. До сих пор проработкой маршрутов занимались мы, взрослые.

Хотите ли вы сегодня попробовать себя в роли организаторов путешествия?

2.     Постановка учебной задачи

Что необходимо предусмотреть для успешного проведения похода?

- как добраться,

- протяженность маршрута,

- особенности рельефа,

- климатические условия,

- характер водных объектов,

- особенности растительности и животного мира,

- характер заселенности и освоенности,

- достопримечательности региона,

- физическая подготовка участников,

- питание на маршруте,

- психологический комфорт группы и т.д.

При помощи каких источников может изучаться территория и планироваться маршрут?

Геоинформационные системы – это мощный современный инструмент, который представляет собой послойную информацию, наложенную на картографическую основу. И в зависимости от потребностей, мы используем те или иные слои информации.

Приведите примеры ГИС.

2ГИС, ГИСМЕТЕО, Google.карты, Google Earth и т.д. Есть специализированные ГИС для различных служб – метеорологии, военных, диспетчеров и других.

Поскольку район нашего предстоящего похода уже определен – Западный Саян, а точнее, массив Ергаки, то все силы мы направим именно на планирование маршрута по этой территории. Посмотрите, насколько красиво здесь!

«История Ергак (*здесь и далее цитирование дополнительной информации с официального сайта природного парка «Ергаки» - http://www.ergaki-park.ru) началась задолго до подписания официальных документов о создании природного парка «Ергаки». В XX веке первооткрывателями Ергак были красноярские художники - Владимир Ильич Мешков, Тойво Васильевич Ряннель, Рудольф Крустинович Руйга и другие. Тойво Васильевич Ряннель впервые побывал здесь в 1949-м. «Неправдоподобные скалистые пики Ергака зовут меня всегда. Впервые их зов, как щемящую боль, я почувствовал в степи под Ермаковским. Так неожиданно возникли над пологими предгорьями Западного Саяна их синие нагромождения, - написал он в своей книге «Незваный гость». «Здесь в подавляющем избытке найдешь все то, что называют экзотикой. Здесь летят к черту все принятые каноны построения «классического» пейзажа. Сидишь на краю километрового обрыва, а перед тобой из бездны лезут в синеву и в облака каменные лезвия - и нет переднего плана, есть призрачная пустота пространства и совершенно отсутствует масштабность. И выглядят наши пейзажи какими-то случайными фрагментами романтических декораций».

Остроконечные пики хребта Ергаки стали излюбленным местом альпинистов и скалолазов, где начиная с 1995 года стали проводиться зимние и летние чемпионаты Красноярского края, Сибири и Дальнего Востока по скалолазанию. Необходимость сохранения ландшафтного и биологического разнообразия Западного Саяна, а также оптимального использования высокого рекреационного потенциала территории являлись неоспоримыми аргументами неоднократных предложений об организации особо охраняемой природной территории.  В 2005 году была создана особо охраняемая природная территория - природный парк «Ергаки».

3.     Планирование решения

Назвав факторы, влияющие на успешность путешествия, мы, по сути, составили план работы по изучению района путешествия. Осталось распределиться по направлениям, поставить перед собой задачи, решаемые при помощи ГИС, а результаты работы представить в виде презентации. Время на выполнение работы – до 15 минут.

Блоки вопросов:

Гостям предлагаем  в это время посмотреть небольшой ролик о нашем летнем походе третьей категории сложности по Горному Алтаю продолжительностью 23 дня.

4.     Решение учебной задачи

Работа в малых группах по направлениям:

1)  Маршрут к месту проведения путешествия. Разрабатывается при помощи Яндекс.карт или аналогичных сервисов. Проводится сравнение различных способов проезда – автомобильного, железнодорожного, воздушного. Делается вывод о наиболее оптимальном способе и его приблизительной стоимости.

2)  Планирование нитки маршрута, учитывая наиболее значимые объекты (протяженность, трудность, количество необходимых дней, места ночевок). Краткая характеристика объектов. При работе используется возможность построения маршрута в ГИС Google Earth.

Возможности ГИС:

- прокладка нитки маршрута;

- визуальное знакомство с объектами на маршруте;

- решение задач с транспортом;

- определение погодных условий;

- определение расстояний, направлений, перепадов высот, уклона поверхности…  (примеры в презентации)

 3)  Особенности рельефа территории. Используя ГИС Google Earth и приложение «Тектоническое строение Земли» издательства «Дрофа», дать объяснение особенностям рельефа (его тип, преобладающие высоты, перепады высот, тектонические структуры, неблагоприятные явления).

https://yadi.sk/d/Bdt1sDD7LTMfm

http://yadi.sk/d/VGgCQJwfLTMhy

 Используя видеофрагмент, рассказать об особенностях рельефа территории.

http://www.youtube.com/watch?v=s6IxGiCsEJg

 Дополнительно: см. Приложение 1.

4)  Климатические условия местности. Используя ГИС «Гисметео» и приложение «Климатические пояса и области мира» издательства «Дрофа», определяется тип климата, его характеристики. При помощи  ГИС «Гисметео» анализируется дневник погоды для г. Абакан, делается вывод о стабильности (нестабильности) погодных условий в летнее время, частоте неблагоприятных атмосферных явлений, комфортности путешествия - http://www.gismeteo.ru/map/608/  

 Дополнительно: см. Приложение 2.

 5)  Водные объекты. Используя ГИС Google Earth , определить, какие типы внутренних вод представлены на территории района? Каковы их особенности (происхождение, размеры, свойства вод, характер течения для рек и т.д.). Могут ли они быть использованы во время похода? Представляют ли опасность для участников похода?

Дополнительно: см. Приложение 3.

 6)  Природные зоны района путешествия. Используя ГИС Google Earth и приложение «Природные зоны мира» издательства «Дрофа», определить ПЗ, типичную растительность и животный мир района путешествия. Что может быть использовано во время путешествия в качестве источника пищи, лекарственных средств? Достаточно ли дров на маршруте или необходимо использовать другие виды топлива? Какие растения и животные могут представлять опасность?

Дополнительно: см. Приложение 4.  

Защита проектов в виде слайдов презентации.

В ходе защиты проводится обсуждение полученных результатов, уточнение деталей путешествия.

5.     Рефлексия

Достигнуты ли поставленные задачи?

Спланирован ли окончательно маршрут?

Какие вопросы необходимо рассмотреть в дальнейшей работе?

6.     Заключение

Планирование путешествия – сложный, долгий и очень ответственный процесс. От того, насколько качественно проработан маршрут, зависит не только его успешность, но и жизнь участников группы.

К примеру, на подготовку экспедиции в поисках северо-западного прохода Руаль Амундсен потратил около трех лет, но эти годы обеспечили успех экспедиции.

Разрабатывая маршрут по Алтаю в 2014 году, мы затратили около полугода.

Сегодня же мы с вами только начали работу по планированию путешествия. Надеюсь, что полученные умения помогут вам со временем стать настоящими руководителями походов.

А для совершенствования навыков, я приглашаю вас на занятия, которые с 12 февраля еженедельно проводятся в туристском клубе «БЕСКИТ-ПЛЮС» каждый четверг с 20.00 по адресу ул. Волгоградская, 15. И, конечно же, всем желаю удачных походов!

Материалы к уроку: https://yadi.sk/d/f6cwmeBrjvsDn

Приложение 1 (*здесь и далее цитирование дополнительной информации с официального сайта природного парка «Ергаки» - http://www.ergaki-park.ru).

«Центр Западного Саяна представляет собой сложный ландшафт с абсолютными высотами от 400 до 2740 м. Характерны глубоко и сильно расчлененные эрозионно-денудационные, местами ледниково-эрозионные средние и высокие горы. Большинство хребтов в Западном Саяне простирается в широтном и северо-восточном направлении. В геологическом отношении Западный Саян представляет собой древне-палеозойское складчатое сооружение, сложенное мощным комплексом палеозойских и докембрийских отложений. В периоды байкальского и каледонского тектогенеза породы были смяты в складки и сильно метаморфизованы. Уже тогда в Саянах вздыбились высокие горы. Однако последующая эпоха континентального выравнивания нивелировала их до почти равнинного мелкосопочника. С кайнозоя наступает новый этап горообразования, который особенно активизируется в плиоцен-нижнечетвертичное время. Одни участки тогда поднимались быстрее и выступают в настоящее время в виде хребтов, другие - замедленнее и образуют межхребтовые понижения. Одновременно усилился и размыв гор. По своей современной структуре Западный Саян является крупным сводоблоковым поднятием, испытывающим дифференцированные новейшие тектонические движения (Рельеф Алтае-Саянской горной области, 1988). В высокогорьях Западного Саяна отчетливы свежие следы плейстоценового оледенения. Оно выработало глубокие кары, которые выглядят своеобразными амфитеатрами. Степень сохранности ледниковых форм в регионе неодинакова. Они хорошо заметны на Араданском хребте и Ергаках. Режущие небо скалистые гребни с остро реберными пирамидальными карлингами сформированы под воздействием оледенения. Хребты, не подвергавшиеся оледенению, характеризуются куполообразными или уплощенными гольцовыми вершинами. Саяны находятся как бы на грани современного оледенения. Снижение снеговой линии всего на 200-300 м вызвало бы мощный ледниковый покров».

Приложение 2.

«На территории господствует континентальный климат. Климатические условия территории очень неоднородны. Как и во всех горных странах, мозаика климатических условий связана с падением температуры при возрастании абсолютных высот, с температурными инверсиями, вертикальными градиентами осадков. Формирование климата в Саянах зависит также от господствующих направлений переноса воздушных масс и особенностей орографии. По основному орографическому разделу Западного Саяна (Саянский, Араданский хребты, Ергаки) проходят и границы между областями переноса воздушных масс: атлантической, арктической и центральноазиатской (Алисов, 1956). Лето в горах продолжается только один-два месяца. Средняя температура июля понижается с высотой от 16° до 6°. При подъеме в горы на 1000 м уменьшение температуры в летние месяцы близко к величине 0,6° на 100 м подъема. Но зима здесь теплее, чем в предгорьях и межгорных котловинах, хотя с сентября и до середины мая склоны гор покрыты снегом и нередки морозы в 40° при ветре. Сложный расчлененный рельеф создает местные климатические различия: склоны северной экспозиции более затенены и увлажнены, меньше инсолируются, здесь медленнее стаивает снег, начало вегетации растений, по сравнению с южными склонами, заметно запаздывает, днища узких и глубоких речных долин отличаются более континентальным климатом, чем прилегающие склоны и т.п. Расположение основных хребтов на пути переноса воздушных масс определяет обилие осадков в наветренной части макросклона и резкое снижение их количества на подветренной стороне. Северный макросклон является более увлажненным, среднегодовое количество осадков составляет здесь 1000-1500 мм (половина годовой суммы осадков выпадает в течение трех летних месяцев). На южном макросклоне Западного Саяна, обращенном к Тувинской межгорной котловине, наблюдается явление обратного антициклонального порядка. Поэтому климат здесь менее влажный и более континентальный. На южном макросклоне количество осадков резко уменьшается и составляет около 400 мм в год. Зима продолжительная и холодная. Тип погоды в этот сезон формируется под действием Азиатского антициклона. В горах северного макросклона зимой скапливается много снега, мощность снежного покрова более 1,5 м. В степях южного макросклона высота снежного покрова не превышает 30 см. Среднегодовая температура воздуха в южной зоне - 2,1° С (метеостанция Усть-Уса), а в подгольцовых редколесьях северного макросклона - 3,9° С (метеостанция Оленья Речка). В южной зоне абсолютный минимум выражен резче (- 50° С), чем в подгольцовых редколесьях (-41° С). Все это свидетельствует об усилении континентальности в южной части территории Парка».

Приложение 3.

«Речная сеть, достаточно густая и разветвленная, многие крупные реки прорезают хребты. Наиболее крупные реки Ус, Тихая, Буйба, Таловка, Нистафоровка, Иосифовка. На реках многочисленны пороги и шиверы. Это вызвано широким распространением трудно размываемых пород (гранитоидов и др.) и проявлением недавних поднятий. Питание рек смешанное: весной от таяния снегов, летом от атмосферных осадков и таяния мерзлоты. На территории природного парка «Ергаки» существует большое количество озер горного типа: Ойское - исток реки Оя, Светлое, Буйбинские, Безрыбные и др».

Приложение 4.

Флора.

«Растительный мир природного парка "Ергаки" весьма своеобразен и ярок. Свыше 70% сосудистых растений, встречающихся здесь, не выходят за пределы Азии, демонстрируя самобытность флоры. Около 5% видов являются общими с Северной Америкой, указывая на необычные моменты истории формирования растительного покрова. Другие виды растений являются общими либо со Средней Азией, либо с Тянь-Шанем, либо с Монголией. Немало и таких растений, которые известные только из узколокальных мест, не выходящие за пределы Южной Сибири – эндемики. Самым многовидовым семейством растений Ергаков являются сложноцветные. Они представлены более чем полусотней видов и в высокогорьях, и в низкогорьях. Также весьма многочисленны семейства злаков и осоковых. Такой же характер имеют все типичные флоры северного полушария. Это обусловлено историческими причинами. И никакие колебания климата, происходившие в Ергаках в течение последних  десяти  тысяч лет,  существенно не повлияли на эту общую закономерность. А вот многочисленность семейств Лютиковых, Розоцветных и Гвоздичных - сравнительно молодое, «ергакское» явление, обусловленное высокой влажностью климата. Другими «физиономическими» чертами флоры являются  сравнительно хорошо представленные семейства Норичниковых, Ивовых, Камнеломковых, Зонтичных, Бобовых, Крестоцветных, Гречишных и Орхидных. При этом одни семейства тяготеют к высокогорьям, а другие - наоборот. Довольно многообразны тут различные категории полезных растений. Фактически все растения в той или иной мере полезны. И обилие весьма ярких представителей декоративных, пищевых, лекарственных, технических растений выделяет флору хребта Ергаки. Кроме сосудистых растений здесь немало мхов – небольших растений, но часто настолько обильных, что их присутствие заметно на уровне ландшафтов и из космоса. Они формируют напочвенный покров в тайге, входят в состав тундр, поселяются на голых камнях, скалах, стволах деревьев. Растительность парка разнообразна и неод­нородна вследствие ряда причин: специфичес­кого положения региона на исторических путях миграций видов, особенностей рельефа, климата, подстилающих мате­ринских пород и др. В растительности выделяются черневые (кедровники, пихтарники) и таежные (ельники, пихтарники) леса, редколесья, кустарниковые сообщества, тундры (кустарниковые, моховые и лишайниковые), луга (субальпийские и альпийские).

Отличительной особенностью парка является наличие кедрово-пихтового и субальпийского поясов. В осевых частях горных систем, черневой пояс выклинивается, границы всех высотных поясов смещаются вверх, а на верхнем пределе единственным лесообразователем остается кедр. Черневые и горно-таежные пихтовые и кедровые леса занимают большую часть северного склона Западного Саяна. Но наиболее заметными, впечатляющими являются горные субальпийские и альпийские луга. Это самые красочные и яркие сообщества Ергаков. Многие виды, встречающиеся на таких лугах, очень своеобразны и не встречаются более нигде.

Среди растений субальпийских лугов много и таких, которые внесены в «Красные книги» России и Красноярского края. Это, как правило, довольно редкие, уязвимые и вымирающие виды, сохранить которые можно лишь радикальным путем, оградив их от деятельности человека.

По берегам многочисленных ручьев растут высокие растения субальпийских лугов, часто превышающие рост человека. Очень заметны и своеобразны многочисленные ергакские Борцы. Воинственность растительного Борца проявляется не только внешне. Это одно из самых ядовитых местных растений. По самым сырым лугам и вдоль ручьев можно увидеть самую внушительную траву Ергаков – Живокость высокую. Это родственница Борца, такая же ядовитая, такая же заметная своими ярко-синими цветками, имеющими длинный шпорец и черные нектарники. Кроме этих гигантов из семейства Лютиковых есть еще несколько примечательных видов из другого семейства – Зонтичных. Некоторые растения этого семейства - одни из самых крупных саянских трав. Например, Дягель низбегающий его высота может достигать 4 м. Растет дягель в очень влажных местах: по берегам рек, в сырых лесах, по заболоченным ключам, высокогорным лугам. Другой вид – Дудник лесной довольно похож на дягель, но все части растения более мелкие, соцветия - типичные зонтики, во время цветения беловатые. Широко распространен в лесных сообществах. Тут же встречается Борщевик рассеченный (Heracleum dissectum) или медвежья пучка. Курумы - развалы крупных камней, на первый взгляд кажутся безжизненными, однако, если присмотреться, то можно увидеть, как густо поверхность камня заселена некими разноцветными в виде налета или кустиков организмами – лишайниками. Лишайники выступают пионерами заселения совсем непригодных для жизни пространств. Постепенно расщелины между камнями заполняются гумусом, закрываются ковром мхов и трав. Кроме мхов и лишайников, не боящихся каменных джунглей Ергаков, тут есть и множество других любителей курумов. Одним из самых частых и ярких является Бадан толстолистный. Среди кустарников, успешно обживающих камни, много представителей семейства Вересковых. Самым ярким из них является Рододендрон Ледебура. Он имеет яркие малиново-лиловые цветки и очень популярен. Не менее выразителен еще один Рододендрон – золотистый. Цветки его и листья крупнее, а высота кустов – меньше, чем у предыдущего вида. Особенный золотисто-желтый цвет, очень нежная конструкция цветка делает его неповторимо красивым. Скалы - достаточно своеобразные местообитания, характеризующиеся наиболее многообразным и контрастным сочетанием экологических условий и играющие во флорогенетических процессах не последнюю роль (Brouillet, 1989). Изученность скальной растительности Западного Саяна и в том числе парка "Ергаки" находится в настоящее время в зачаточной стадии. Это связано, в первую очередь, с отсутствием у геоботаников интереса к соответствующим сообществам, так как в них нет сомкнутого покрова».

Фауна

«В границах парка обитает 3 вида земноводных: остромордая лягушка, серая жаба и сибирский углозуб (зарегистрирован в бассейне р. Оя), а также 4 вида пресмыкающихся: узорчатый полоз, живородящая ящерица, обыкновенная гадюка, обыкновенный щитомордник.

Фауну млекопитающих составляют 49 видов животных из шести отрядов: насекомоядные (9 видов), рукокрылые (4 вида), зайцеобразные (3 вида), грызуны (15 видов), хищные (11 видов) и парнокопытные (6 видов). Из них в Красную книгу Красноярского края внесены 4 вида - олень северный лесной и 3 вида ночниц: усатая, водяная и Иконникова (представители отр. Рукокрылые). В Приложение к Красной книге Красноярского края включено 6 видов млекопитающих обитающих на территории парка: выдра речная, рысь обыкновенная, кабан сибирский, кабарга, марал, лось.

Насекомоядные обитают практически на всей территории парка, но наиболее населенными биотопами являются лиственничные и горно-черневые леса. Отряд рукокрылых немногочислен и его распространение не выходит за пределы лесного пояса. Из зайцеобразных на территории парка обитают заяц-беляк, алтайская и северная пищухи.

Из отряда грызунов обычны обыкновенная белка, бурундук, летяга, красно-серая и красная полевка. Бобр обыкновенный расселился по всей территории парка и в настоящее время занимает все благоприятные для обитания территории. Из крупных хищников обычны бурый медведь и лисица. Росомаха и рысь, встречаются гораздо реже. Самыми многочисленными представителями куньих на территории парка являются горностай, соболь, сравнительно редки - ласка, американская норка и выдра.

В литературных источниках отмечается возможность встреч в природном парке "Ергаки" снежного барса и красного волка, но на сегодняшний день пребывание этих видов в границах парка маловероятно.

Из копытных на территории парка многочисленны марал и косуля. Реже встречается лось и кабарга. Кабан встречается в основном в юго-западной малоснежной части природного парка и единично в зоне особой охраны в летний период. Олень северный лесной на территории парка весьма редок и разбит на два изолированных очага Араданский и Тайгишский.

Из отмеченных на территории 213 видов птиц - 163 вида гнездятся на его территории (76,5%), 23 вида (10,8%) относятся к пролетным и летующим, к прилетающим на зимовку - 8 видов (3,8%). Для 19 видов птиц (8,9%) характер нахождения не ясен. Особенностью территории явился незначительный процент пролетных видов. Это может объясняться нахождением территории вне пролетных путей, отсутствием станций отдыха для пролетных птиц, а также недостаточностью наблюдений. Из 213 встречающихся в пределах участка видов птиц в Красные книги различного уровня внесены 44 вида. Требует дополнительного изучения группа видов птиц, отнесенных к категории «с неясным характером нахождения» и проведения исследований по получению достоверных данных по гнездованию на территории природного парка "Ергаки" таких видов птиц как: луток, мохноногий курганник, орел-карлик, орлан-белохвост, желтая трясогузка, чибис, речная крачка, бекас, восточный воронок, серый сорокопут, бледная завирушка, сибирская горихвостка, оливковый дрозд, дрозд Науманна, белобровик, белая лазоревка. В лесах почти повсюду обычны глухарь и рябчик. Глухаря особенно много в лесах с преобладанием кедра, а рябчика - в смешанных лесах со значительным участием лиственных пород. Из хищных птиц обычны мохноногий канюк, тетеревятник и перепелятник.

Ихтиологические исследования показали, что видовой состав ихтиофауны территории природного парка хотя и типичен для региона, но характеризуется очень незначительной численностью. Состав ихтиофауны парка представлен несколькими видами рыб хариус, налим, гольян, подкаменщики сибирский и пестроногий, голец сибирский, щиповка, минога сибирская. В реке Ус встречается ленок и таймень, однако эти виды всегда редки».