Zastosowanie „korekty efektu wygładzenia” w badaniach form geomorfologicznych

• Autorzy: Zarychta A. , Zarychta R.

Warianty tytułu

EN

Application of “correction of the smoothing effect” in investigation of geomorphological forms

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Intensywne, wręcz rabunkowe wydobycie kruszyw naturalnych – m.in. piasków stosowanych do celów przemysłowych przyczynia się do znaczących zmian w krajobrazie. Na uwagę zasługuje teren województwa łódzkiego – w tym gmina Kobiele Wielkie, w granicach której odnotowano postępującą degradację wydmy parabolicznej na skutek intensywnej eksploatacji czwartorzędowych piasków do celów budowlanych. Rabunkowa działalność gospodarcza człowieka spowodowała, a także nadal powoduje zanik pierwotnego zasięgu i kształtu wspomnianej formy geomorfologicznej. Stąd autorzy niniejszego opracowania za główny cel przyjęli odtworzenie fizjonomii wydmy parabolicznej (sprzed okresu eksploatacji) z wykorzystaniem metod geostatystycznych (w tym krigingu zwyczajnego). Przeprowadzone liczne rekonesanse terenowe miały na celu analizę i ocenę aktualnego stanu formy eolicznej oraz oszacowanie jej dawnego kształtu i zasięgu z wykorzystaniem odbiornika GPS. Z uwagi na uzyskaną niewielką liczbę punktów próbkowania utworzony hipotetyczny trójwymiarowy model badanej wydmy metodą krigingu zwyczajnego – punktowego nie przyniósł zadowalających efektów. Niemniej jednak zastosowanie korekty efektu wygładzenia zaproponowanej w 2005 r. przez J.K. Yamamoto pozwoliło na sporą redukcję powstałego „efektu zafałszowania”. W konsekwencji odtworzony kształt i zasięg analizowanej formy wyraźnie różni się od wyjściowego modelu cyfrowego. Uzyskane wyniki, a w związku z tym idealnie dopasowane wariogramy świadczą o prawidłowo wykonanej analizie geostatystycznej, a tym samym o dużej wiarygodności zbudowanego Numerycznego Modelu Terenu.

EN

Intensive exploitation of natural environment resources, including natural aggregates – among them sand used for industrial purposes e.g. building industry, production of glass or backfilling contributes to significant physiocenotic changes. Concerning the problem, the area of Łódź voivodeship merits attention, especially Kobiele Wielkie commune (Dudki village) where progressive degradation of a parabolic dune occurs. It is caused by excessive extraction of Pleistocene fluvioglacial sand for building purposes. Overexploitation of natural resources has already caused and it is still causing decrease of the primary range and form of the discussed geomorphological form. Therefore, the authors of the paper decided to aim at reconstruction of the physiognomy (of the period prior to extraction) of the dune which had been formed in Dudki village. Geostatistical methods, including ordinary kriging, have been applied for the purpose. The lack of archival cartographic materials of the investigated area made the authors go on numerous field trips which goal was to analyse and estimate the current state of the aeolian form and to determine its shape and range by means of a GPS receiver. A hypothetical three-dimensional model of the investigated dune made by application of an ordinary kriging method has not brought satisfying effects. Too many overestimated and underestimated values of altitude values caused significant generalisations resulting in smoothing of the whole model. Application of the correction of the smoothing effect proposed by J. K. Yamamoto in 2000 enabled considerable reduction of the “falsification effect”. Therefore, the reconstructed shape and range of the dune is considerably different from the one obtained at the initial stage of the investigation by means of the digital model. The obtained results of the correction of the smoothing effect giving in result perfectly matching variograms prove properly performed geostatistical analysis. Hence, despite the lack of cartographic materials showing the state of the dune prior to the extraction (which could have been compared with the obtained results of desktop studies) it has been assumed that the reconstructed model of the dune matches its previous physiognomy and therefore it is the most suitable.

Słowa kluczowe

PL

geostatystyka; kriging zwyczajny; wygładzanie; województwo łódzkie; wydma

EN

geostatistics; ordinary kriging; smoothing; Łódzkie Voivodeship; dune

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. Spec.
• Strony: 119--132
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz.

Twórcy

autor

Zarychta A.

• Wydział Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego, Katedra Geologii Stosowanej

autor

Zarychta R.

• Wydział Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego, Katedra Geomorfologii

Bibliografia

• Cichociński P., 2011. Porównanie metod interpolacji przestrzennej w odniesieniu do wartości nieruchomości. Studia i materiały Towarzystwa Naukowego Nieruchomości, 19(3), s. 120-125.
• Hermańska A., Smyka R., 1990 (stan na 1987 r.). Szczegółowa Mapa Geologiczna Polski w skali 1:50 000, arkusz Żytno. Wydawnictwa Geologiczne.
• Kokesz Z., 2010a. Sporządzanie map izoliniowych procedurą krigingu zwyczajnego – korzyści i ograniczenia. Zeszyty Naukowe instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, 79, s. 363-382.
• Kokesz Z. 2010b. Uwarunkowania stosowania krigingu zwyczajnego do sporządzania map zioliniowych. Biuletyn Państwowego instytutu Geologicznego, 439, s. 403-408.
• Kondracki J., 2000. Geografia regionalna Polski. PWN, Warszawa, s. 257-263.
• Kriege D.G., 1951. A statistical approach to some mine valuation and allied problems at the Witwatersrand. Master's thesis. University of Witwatersrand. Witwatersrand, South Africa.
• Mapa Topograficzna Polski w skali 1:25 000, arkusz Strzałków, 1980 (stan na 1974). PPGK.
• Marmol U., 2002. Modelowanie reprezentacji powierzchni topograficznej z wykorzystaniem metody geostatystycznej. Geodezja, 8(2), s. 259-270.
• Matheron G., 1962. Traité de Géostatistique Appliquée. Editions Technik, Paris.
• Mucha J., Kotliński R., Wasilewska-Błaszczyk M., 2011. Metodyka szacowania parametrów zasobowych złóż konkrecji polimetalicznych w obszarze Interoceanmetal na Pacyfiku. Zeszyty Naukowe instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, 81, s. 137-145.
• Namysłowska-Wilczyńska B. 2006. Geostatystyka. Teoria i zastosowania. OWPW, Wrocław, 356 s.
• Rocha M.M., Yamamoto J.K., 2000: Comparison Between Kriging Variance and Interpolation Variance as Uncertainty Measurements in the Capanema Iron Mine, State of Minas Gerais – Brazil. Natural Resources Research. 9, s. 223-235.
• Szubert M., 2003. Cyfrowy model wysokości powierzchni podczwartorzędowej na Wyżynie Woźnicko-Wieluńskiej. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Materiały Ogólnopolskiego Sympozjum Geoinformacji „Geoinformacja zintegrowanym narzędziem badań przestrzennych” Wrocław – Polanica Zdrój, 15-17 września 2003 r. Vol. 13 A, s. 233-242.
• Szubert M., 2007. Geoinformatyka w geomorfologii na przykładzie badań geomorfologicznych na Wyżynie Wieluńskiej i Częstochowskiej. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Vol. 17b, s. 759-768.
• Szubert M., 2008. Geomatyka w badaniach geomorfologicznych. Dokumentacja Geograficzna, 47, s. 7-13.
• Szulc D., Narloch A., 2011. Wpływ wariogramu na wiarygodność modelu 3D terenu w metodzie kriging. Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej, Rok LII Nr 4(187), s. 113-123.
• Wasilewska M., Mucha J., 2006. Korekta efektu wygładzenia izolinii w procedurze interpolacyjnej krigingu zwyczajnego. Przegląd Górniczy, 62(1), s. 31-36.
• Yamamoto J.K., 2000. Correcting the Smoothing Effect of Ordinary Kriging Estimates. Mathematical Geology, 37(1), s. 69-94.
• Yamamoto J.K., 2005. An Alternative Measure of the Reliability of Ordinary Kriging Estimates. Mathematical Geology, 32(4), s. 489-509.
• Yamamoto J.K., 2007. On unbiased backtransform of longnormal kriging estimates. Computers & Geosciences, 11, s. 219–234.
• Yamamoto J.K., 2008. Estimation or simulation? That is the question. Computers & Geosciences, 12, s. 573-291.
• Zarychta R., Zarychta A., 2011. Przemiany w krajobrazie wyrobiska plejstoceńskich piasków wodnolodowcowych w granicach gminy Kobiele Wielkie. Z badań nad wpływem antropopresji na środowisko, 12, s. 117-129.
• Zawadzki J., 2011. Metody geostatystyczne dla kierunków przyrodniczych i technicznych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 132 s.