DOI: https://doi.org/10.1007/s12371-026-01270-1
تاريخ النشر: 2026-02-14
المؤلف: Sultan Duran وآخرون
الموضوع الرئيسي: السياحة الجيولوجية والحفاظ على التراث الجيولوجي
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة إطار عمل متكامل يعتمد على نظام المعلومات الجغرافية (GIS) يهدف إلى تقييم إمكانية الوصول إلى المواقع الجيولوجية المحتملة وتحسين المسارات الجيولوجية، موضحة بشكل خاص من خلال محافظة أردهان في تركيا. تكشف النتائج عن تسلسل هرمي مكاني يتميز بمحور تطوير على طول ممر أردهان-تشيلدر، حيث تقع المواقع الجيولوجية ذات الوصول العالي والظهور البصري البارز، على النقيض من المواقع الجبلية الأكثر بعدًا التي تعاني من محدودية الرؤية. تؤكد الدراسة على ضرورة وجود استراتيجيات جيولوجية متوازنة تعطي الأولوية للكفاءة والشمولية والحفاظ، من خلال دمج عوامل مثل إمكانية الوصول المادي، والقيمة المناظر الطبيعية، والوجود الرقمي في الإطار المعروف بمؤشر إمكانيات المواقع الجيولوجية المتكامل (IGPI).
تحدد الدراسة المواقع الجيولوجية الرئيسية – قلعة أردهان، قلعة شيطان، بحيرات تشيلدر وأكتاش، جزيرة أكجاكالي، وغابات القطاع الكولشيكي – كمرشحين رئيسيين لتقسيم الجيبارك وإدارة الزوار. من خلال استخدام نمذجة المسارات المعتمدة على البيانات، توضح البحث كيف يمكن أن تقلل الاتصال المكاني المحسن من الأثر البيئي بينما تحسن تجارب الزوار. لا يخدم الإطار المقترح المصالح الإقليمية فحسب، بل يساهم أيضًا في سياسات الجيولوجيا والسياحة الأوسع من خلال توفير أداة دعم قرار قابلة للتكرار تعتمد على البيانات المفتوحة والمشاركة. تشمل التوصيات للسلطات الإقليمية تحسين العلامات والبنية التحتية للزوار على طول ممر تشيلدر-كورا وتطوير أنظمة معلومات التراث الموضوعية لدعم إدارة التراث الجيولوجي على المدى الطويل، بما يتماشى مع استراتيجية السياحة المستدامة الوطنية في تركيا.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على الدور المزدوج للسياحة كعامل محفز للتنمية الإقليمية ومصدر محتمل للتحديات البيئية والاجتماعية، خاصة في المناطق النامية مثل محافظة أردهان. بينما تركز الدراسات الحالية غالبًا على وجهات السياحة المعروفة، تؤكد هذه الدراسة على ضرورة تحليل إمكانية الوصول وتحسين المسارات للمناطق الطرفية، وهو أمر حاسم لدمج الأصول الجيولوجية في تخطيط السياحة المستدامة. تم تحديد أردهان كمرشح لتصنيف الجيبارك العالمي لليونسكو بسبب ميزاته الجيولوجية الغنية والدراسات الجدوى الأخيرة، ويواجه تحديات فريدة تتعلق بتضاريسه الجبلية والمستوطنات المتناثرة.
لمعالجة هذه التحديات، تقترح الدراسة إطار عمل نمذجة مكاني يعتمد على GIS يربط بين جرد التراث الجيولوجي وتخطيط المسارات التشغيلية. يهدف هذا الإطار إلى تعزيز إمكانية الوصول الإقليمي وتنويع عروض السياحة مع دعم التنمية الريفية المستدامة. تحدد البحث ثلاثة أهداف تحليلية: تقييم الاتصال وإمكانية السفر لــ 73 موقعًا جيولوجيًا في أردهان، وتقييم إمكانية الوصول بناءً على التضاريس والرؤية، وتحسين تكوينات المسارات الجيولوجية باستخدام نهج يعتمد على مشكلة البائع المتجول (TSP). من خلال دمج أبعاد تحليلية متنوعة، بما في ذلك الرؤية المناظر الطبيعية والتمثيل الرقمي، تقدم الدراسة مساهمة منهجية جديدة في تقييم التراث الجيولوجي وتخطيط السياحة الجيولوجية، مما يوفر في النهاية إرشادات عملية للمناطق التي تسعى لتحقيق حالة الجيبارك العالمي لليونسكو.
طرق
الإطار المنهجي الموضح في هذا القسم يستخدم مزيجًا من تحليلات نظام المعلومات الجغرافية (GIS) والنمذجة المعتمدة على بايثون لتقييم إمكانيات المواقع الجيولوجية في أردهان. تركز الدراسة على ثلاثة أبعاد قابلة للقياس لإمكانية المواقع الجيولوجية: إمكانية الوصول، الرؤية المناظر الطبيعية، والوعي الرقمي، باستخدام كل من مجموعات البيانات الجغرافية ومجموعات البيانات التي أنشأها المستخدمون. تم تقييم ما مجموعه 73 موقعًا جيولوجيًا محتملًا، حيث تم تطبيع كل مؤشر ودمجه في مؤشر إمكانيات المواقع الجيولوجية (IGPI)، مما يسهل التقييم المقارن للإمكانات العامة للموقع.
علاوة على ذلك، تتضمن البحث تحليلات تحسين الشبكة والمسار، مستفيدة من بيانات OpenStreetMap (OSM) المعالجة من خلال إطار عمل OSMnx وأدوات Google OR. وهذا يسمح بتصميم مسارات جيولوجية قابلة للتطبيق ليوم واحد تربط بين المواقع ذات الإمكانيات العالية مع الالتزام بقيود زمن السفر الواقعية. يوفر الإطار المتكامل تقييمًا كميًا وقابلًا للتكرار، كما يتماشى مع مخرجات التحليل المكاني مع مبادئ التخطيط للجيبارك العالمي لليونسكو (UGGp) وأهداف التنمية المستدامة للجيبارك المحتمل في أردهان.
نتائج
تظهر نتائج تحليل الرؤية المناظر الطبيعية عبر 73 موقعًا جيولوجيًا محتملًا في محافظة أردهان تباينًا مكانيًا كبيرًا. تراوحت قيم المساحة المرئية من 0.15 كم² إلى 28.32 كم²، بينما تراوحت درجات الرؤية المناظر الطبيعية العادية (V_SCORE) بين 0.2 و36.1. تشير هذه النتائج إلى اختلافات ملحوظة في التضاريس والارتفاع وانفتاح الأشكال الأرضية المحيطة. ومن الجدير بالذكر أن الغالبية العظمى من المواقع (n = 50) أظهرت درجات رؤية أقل، مما يشير إلى أن العديد من المواقع الجيولوجية قد تكون أقل وصولاً أو أقل جاذبية بصريًا بناءً على سياقها الجغرافي.
لتحسين مسارات السفر إلى هذه المواقع الجيولوجية، تم إنشاء مصفوفة زمنية-مسافة متناظرة باستخدام خوارزمية ديكسترا على رسم OpenStreetMap (OSM)، مما سهل حساب أقصر المسارات الزمنية من مركز مدينة أردهان. تم استخدام هذه المصفوفة لاحقًا في إطار عمل مشكلة البائع المتجول (TSP)، وتم حلها باستخدام خوارزمية 2-opt لتحديد المسارات القريبة من الأمثل. تم احتساب الوقت الإجمالي للسفر بما في ذلك القيادة، والمشي القصير، ووقت الانتظار القياسي البالغ 30 دقيقة لكل موقع، بما يتماشى مع الممارسات المعمول بها في تصميم الرحلات السياحية المعتمدة على TSP. بالنسبة لسيناريوهات المشي، تم استخدام أسطح تكلفة التضاريس لاستبدال مقاومة المركبات، وتم نمذجة سرعات المشي باستخدام دالة المشي لتوبلر. المسارات المحسنة الناتجة قابلة للتطبيق لكل من السياحة اليومية والمتعددة الأيام، مما يعزز إمكانية الوصول والكفاءة، وتكون المنهجية قابلة للتكيف مع مناطق الجيبارك المحتملة الأخرى. تتوفر مقاييس مستوى الموقع التفصيلية في الجدول S1 من المعلومات التكميلية.
مناقشة
تسلط قسم المناقشة في الورقة البحثية الضوء على الديناميات المكانية لإمكانية الوصول، والرؤية المناظر الطبيعية، والتمثيل الرقمي للمواقع الجيولوجية في محافظة أردهان، تركيا. تكشف الدراسة أنه بينما تستفيد بعض المواقع الجيولوجية، وخاصة تلك الواقعة على طول ممر أردهان-تشيلدر، من إمكانية وصول عالية ورؤية، فإن عددًا كبيرًا منها يبقى معزولًا ويفتقر إلى الوجود الرقمي. تؤكد هذه الفجوة على التحديات التي تواجه دمج هذه المواقع في أطر السياحة الإقليمية، حيث تقع العديد منها في مناطق نائية ذات اتصال محدود بالطرق وتفاعل ضئيل عبر الإنترنت.
استخدم التحليل نهجًا شاملاً، يجمع بين مقاومة التضاريس ونمذجة زمن السفر الشبكي لتقييم إمكانية الوصول، إلى جانب مقاييس الرؤية الرقمية المستمدة من خرائط Google. تشير النتائج إلى أن حوالي 70% من المواقع الجيولوجية إما غير مرئية أو تفتقر إلى تفاعل المستخدمين عبر الإنترنت، مما يشير إلى فجوة حاسمة في الوعي العام والمشاركة. تدعو الدراسة إلى تعزيز الترويج للسياحة الجيولوجية المستهدفة لزيادة رؤية المواقع التي لا تحظى بتمثيل كافٍ، مما يعزز استراتيجية جيبارك أكثر توازنًا. بشكل عام، يوفر إطار التقييم المتكامل الذي تم تطويره في هذا البحث أساسًا قويًا لتحسين مسارات السياحة الجيولوجية، مما يضمن دمج المواقع القابلة للوصول والمهمة علميًا بشكل فعال في تخطيط السياحة المستقبلية.
القيود
تقدم الدراسة عدة قيود يجب الاعتراف بها عند تفسير نتائجها. أولاً، لا تقوم بنمذجة العوامل الموسمية بشكل صريح مثل تغطية الثلوج، وإغلاق الطرق المؤقت، وقيود الوصول المتعلقة بالرعي، مما يؤدي إلى قيم IGPI والمسارات الجيولوجية المحسنة التي تمثل بشكل أساسي إمكانية الوصول في موسم الصيف. ثانيًا، بينما تم تحسين فئات إمكانية الوصول من خلال الملاحظات الميدانية، فإن غياب المدخلات التشاركية من أصحاب المصلحة المحليين يبرز قيدًا اجتماعيًا مؤسسيًا، خاصة في ضوء مبادئ حوكمة جيبارك اليونسكو العالمية.
بالإضافة إلى ذلك، استخدم تحسين المسار صياغة مشكلة البائع المتجول (TSP) الحتمية، التي لا تأخذ في الاعتبار عدم اليقين العشوائي مثل تقلبات الطقس، واضطرابات البنية التحتية، أو تفضيلات الزوار. قد يؤدي الاعتماد على مؤشرات الرؤية الرقمية من خرائط Google أيضًا إلى إدخال تحيز تمثيلي، حيث تتأثر هذه المؤشرات بالخوارزميات الخاصة بالمنصات التي تميل إلى تفضيل المواقع الحضرية أو التي يتم زيارتها بشكل متكرر، مما قد يتسبب في تجاهل المواقع الجيولوجية الأقل وضوحًا. أخيرًا، إن الوزن المتساوي المعتمد في IGPI، بينما يضمن حيادية منهجية، هو افتراض مبسط؛ يمكن أن تستفيد الأبحاث المستقبلية من استكشاف مخططات وزن بديلة تتماشى مع الأولويات الخاصة بالسياق أو التي يقودها أصحاب المصلحة.
DOI: https://doi.org/10.1007/s12371-026-01270-1
Publication Date: 2026-02-14
Author(s): Sultan Duran et al.
Primary Topic: Geotourism and Geoheritage Conservation
Overview
This study presents an integrated Geographic Information System (GIS)-based framework aimed at evaluating the accessibility of potential geosites and optimizing georoutes, specifically illustrated through the Ardahan Province in Türkiye. The findings reveal a spatial hierarchy characterized by a development axis along the Ardahan-Çıldır corridor, where highly accessible and visually prominent geosites are located, in contrast to more remote mountain sites that suffer from limited visibility. The research emphasizes the necessity for balanced geotourism strategies that prioritize efficiency, inclusiveness, and conservation, integrating factors such as physical accessibility, scenic value, and digital presence into the framework known as the Integrated Geosite Potential Index (IGPI).
The study identifies key geosites—Ardahan Castle, Şeytan Castle, Çıldır and Aktaş Lakes, Akçakale Island, and the Colchic Sector Forests—as prime candidates for geopark zoning and visitor management. By employing data-driven route modeling, the research illustrates how enhanced spatial connectivity can minimize environmental impact while improving visitor experiences. The proposed framework not only serves regional interests but also contributes to broader geotourism and geopark policies by providing a replicable decision-support tool based on open-source and participatory data. Recommendations for regional authorities include improving signage and visitor infrastructure along the Çıldır-Kura corridor and developing thematic heritage information systems to support long-term geoheritage management, aligning with Türkiye’s National Sustainable Tourism Strategy.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the dual role of tourism as a catalyst for regional development and a potential source of ecological and social challenges, particularly in underdeveloped areas like Ardahan Province. While existing studies often focus on well-established tourist destinations, this research emphasizes the necessity of accessibility analysis and route optimization for peripheral regions, which are crucial for integrating geoheritage assets into sustainable tourism planning. Ardahan, identified as a candidate for UNESCO Global Geopark designation due to its rich geological features and recent feasibility studies, faces unique challenges related to its mountainous terrain and dispersed settlements.
To address these challenges, the study proposes a GIS-based spatial modeling framework that connects geoheritage inventorying with operational route planning. This framework aims to enhance regional accessibility and diversify tourism offerings while supporting sustainable rural development. The research sets forth three analytical objectives: evaluating the connectivity and travel-time feasibility of Ardahan’s 73 geosites, assessing terrain-based and visual accessibility, and optimizing georoute configurations using a Traveling Salesman Problem (TSP)-based approach. By integrating various analytical dimensions, including scenic visibility and digital representation, the study offers a novel methodological contribution to geoheritage assessment and geotourism planning, ultimately providing practical guidance for regions aspiring to achieve UNESCO Global Geopark status.
Methods
The methodological framework outlined in this section employs a combination of Geographic Information System (GIS) spatial analyses and Python-driven modeling to assess the potential of geosites in Ardahan. The study focuses on three measurable dimensions of geosite potential: accessibility, scenic visibility, and digital awareness, utilizing both geospatial and user-generated datasets. A total of 73 potential geosites were evaluated, with each indicator normalized and integrated into an Index of Geosite Potential Indicator (IGPI), facilitating a comparative assessment of overall site potential.
Furthermore, the research incorporates network and route optimization analyses, leveraging OpenStreetMap (OSM) data processed through the OSMnx framework and Google OR-Tools. This allows for the design of feasible one-day georoutes that connect high-potential sites while adhering to realistic travel-time constraints. The integrated framework not only provides a quantitative and reproducible assessment but also aligns the spatial analysis outputs with the planning principles of UNESCO Global Geoparks (UGGp) and the sustainable development objectives for Ardahan’s prospective geopark.
Results
The results of the scenic visibility analysis across 73 potential geosites in Ardahan Province demonstrate significant spatial variability. The visible area values ranged from 0.15 km² to 28.32 km², while the normalized scenic visibility scores (V_SCORE) varied between 0.2 and 36.1. These findings indicate marked differences in topography, elevation, and the openness of surrounding landforms. Notably, the majority of sites (n = 50) exhibited lower visibility scores, suggesting that many geosites may be less accessible or visually appealing based on their geographical context.
To optimize travel routes to these geosites, a symmetric time-distance matrix was generated using Dijkstra’s algorithm on the OpenStreetMap (OSM) graph, which facilitated the computation of the shortest-time paths from Ardahan city center. This matrix was subsequently utilized in a Traveling Salesman Problem (TSP) framework, solved with a 2-opt heuristic to identify near-optimal routes. The cumulative travel time accounted for driving, short approach walks, and a standardized waiting time of 30 minutes per site, aligning with established practices in TSP-based tourist trip design. For trekking scenarios, terrain cost surfaces were employed to replace vehicular impedance, and walking speeds were modeled using Tobler’s hiking function. The resulting optimized routes are applicable for both day and multi-day geotourism, enhancing accessibility and efficiency, and the methodology is adaptable for other potential geopark regions. Detailed site-level metrics are available in Table S1 of the Supplementary Information.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the spatial dynamics of accessibility, scenic visibility, and digital representation of geosites in Ardahan Province, Türkiye. The study reveals that while some geosites, particularly those along the Ardahan-Çıldır corridor, benefit from high accessibility and visibility, a significant number remain isolated and lack digital presence. This disparity underscores the challenges faced in integrating these sites into regional tourism frameworks, as many are situated in remote areas with limited road connectivity and minimal online engagement.
The analysis employed a comprehensive approach, combining terrain-based impedance and network travel-time modeling to assess accessibility, alongside digital visibility metrics derived from Google Maps. The findings indicate that approximately 70% of the geosites are either not visible or lack user interaction online, suggesting a critical gap in public awareness and engagement. The study advocates for targeted geotourism promotion to enhance the visibility of underrepresented sites, thereby fostering a more balanced geopark strategy. Overall, the integrated assessment framework developed in this research provides a robust basis for optimizing geotourism routes, ensuring that both accessible and scientifically significant sites are effectively incorporated into future tourism planning.
Limitations
The study presents several limitations that must be acknowledged when interpreting its findings. Firstly, it does not explicitly model seasonal factors such as snow cover, temporary road closures, and grazing-related access constraints, leading to IGPI values and optimized georoutes that primarily represent summer-season accessibility. Secondly, while accessibility classes were refined through field observations, the absence of participatory inputs from local stakeholders highlights a socio-institutional limitation, particularly in light of UNESCO Global Geoparks governance principles.
Additionally, the route optimization employed a deterministic Traveling Salesman Problem (TSP) formulation, which fails to account for stochastic uncertainties such as weather variations, infrastructure disruptions, or visitor preferences. The reliance on digital visibility indicators from Google Maps may also introduce representational bias, as these indicators are influenced by platform-specific algorithms that tend to favor urban or frequently visited locations, potentially overlooking less visible geosites. Lastly, the equal weighting adopted in the IGPI, while ensuring methodological neutrality, is a simplifying assumption; future research could benefit from exploring alternative weighting schemes that align with context-specific or stakeholder-driven priorities.