Ocena przydatności bezzałogowych statków latających do kontroli procesów erozyjnych wzdłuż szlaków turystycznych w aspekcie kartowania geomorfologicznego

• Autorzy: Ćwiąkała P. , Kocierz R. , Puniach E. , Szombara S. , Nędzka M. , Mrocheń D. , Niewiem W. , Wiącek P.

Identyfikatory

DOI

10.14597/INFRAECO.2018.2.1.025

Warianty tytułu

EN

Assessment of the usefulness of unmanned aerial vehicles to inspection of erosive processes along tourist trails in terms of geomorphological mapping

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejszy artykuł jest próbą określenia przydatności bezzałogowych statków latających (BSL) do opracowań geomorfologicznych. Badania przeprowadzono w Tatrzańskim Parku Narodowym (zielony szlak z Myślenickich Turni na Kasprowy Wierch). Jest to obszar, na którym procesy morfogenetyczne zachodzą z dużą intensywnością. Efektem są liczne formy erozyjne. Do pomiarów został użyty wielowirnikowiec wyposażony w niemetryczną kamerę światła widzialnego. Pozyskane dane wykorzystano do wygenerowania wysokorozdzielczej ortofotomapy oraz numerycznego modelu pokrycia terenu (NMPT). W ramach prac terenowych przeprowadzono również kartowanie geomorfologiczne badanego obszaru. Na tej podstawie możliwa była ocena przydatności wygenerowanych NMPT do badań geomorfologicznych oraz ich korelacja z naziemnym kartowaniem geomorfologicznym. Opierając się na pozyskanych materiałach, podjęto próbę oceny skutków i intensywności erozji szlaków turystycznych w tej części Tatr. Do analiz wykorzystano wygenerowaną ortofotomapę i NMPT (dane aktualne) oraz dane archiwalne pochodzące z lotniczego skanowania laserowego przeprowadzonego w 2012 r. Interpretacja ww. materiałów pozwoliła stwierdzić, że produkty utworzone na podstawie danych pozyskanych z BSL są bardzo pomocne w opracowaniach geomorfologicznych. Korzystając z nich, można z dużą dokładnością określić stopień erozji na szlakach oraz ich zmiany przestrzenne, a także ocenić wizualnie i ilościowo stopień przekształceń terenu (m.in. określić objętości usuniętych pokryw zwietrzelinowych i materiału glebowego). Możliwe jest również wyciągnięcie wniosków o dalszym przebiegu procesów erozyjnych i wyznaczenie obszarów, które erozją mogą być objęte w niedalekiej przyszłości. To z kolei pozwoli na takie planowanie przebiegu szlaków oraz ich remontów, aby zminimalizować wpływ antropopresji spowodowany przez wzmożony ruch turystyczny.

EN

The paper is an attempt to determine the suitability of unmanned aerial vehicles (UAV) for geomorphological studies. The research was carried out in the Tatra National Park (green trail from Myślenickie Turnie to Kasprowy Wierch). Morphogenetic processes occur with high intensity in this area and give rise to numerous erosive form. A multirotor equipped with a non-metric visible light camera was used for measurements. The acquired data was used to generate a high resolution orthophotomap and a digital surface model (DSM). As part of the in-field data capture, geomorphological mapping of the research area was carried out as well. On this basis, it was possible to assess the suitability of the generated DSM for the geomorphological research. Moreover, the correlation between the DSM and the terrestrial geomorphological mapping is evaluated. In virtue of obtained data, effects and the intensity of tourist trails erosion were assessed in this part of the Tatra Mountains. The analysis involved the orthophotomap and the DSM (current data) as well as archival data from aerial laser scanning (ALS) conducted in 2012. Interpretation of above-mentioned results allowed to conclude that the data originating from UAV is very helpful in geomorphological studies. It is possible to determine the level of trails erosion and their spatial changes with high accuracy. Furthermore it allows to assess visually and quantitatively the extend of the land transformations (e.g. determine the volume of removed rock waste and soil). In conclusion, it is also possible to prescribe the further course of erosion processes and identify areas that might be suffered by erosion in the near future. This in turn will allow to change trails planning strategy, in order to minimize the impact of anthropogenic effect caused by intensified tourist flows.

Słowa kluczowe

PL

bezzałogowy statek latający; fotogrametria niskopułapowa; erozja; kartowanie geomorfologiczne

EN

unmanned aerial vehicles; low altitude photogrammetry; erosion; geomorphological mapping

• Wydawca: Stowarzyszenie Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
• Czasopismo: Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
• Rocznik: 2018
• Tom: nr II/1
• Strony: 377--392
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ćwiąkała P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Geodezji Inżynieryjnej i Budownictwa, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, tel. [phone]

autor

Kocierz R.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Geodezji Inżynieryjnej i Budownictwa, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, tel. [phone]

autor

Puniach E.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Geodezji Inżynieryjnej i Budownictwa, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, tel. [phone]

autor

Szombara S.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Geodezji Zintegrowanej i Kartografii, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, tel. [phone]

autor

Nędzka M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Kształtowania i Ochrony Środowiska, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, tel. [phone]

autor

Mrocheń D.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Ochrony Terenów Górniczych, Geoinformatyki i Geodezji Górniczej, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, tel. [phone]

autor

Niewiem W.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Geoiformatyki, Fotogrametrii i Teledetekcji Środowiska, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, tel. [phone]

autor

Wiącek P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Geodezji Inżynieryjnej i Budownictwa, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, tel. [phone]

Bibliografia

• Ćwiąkała, P., Kocierz, R., Puniach, E., Nędzka, M., Mamczarz, K., Niewiem, W., Wiącek, P. (2018). Assesment of the Possibility of Using Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) for the documentation of hiking trails in alpines areas. Sensors, 18(1): 1-28.
• Ćwiąkała, P., Kocierz, R., Puniach, E., Nędzka, M., Mamczarz, K., Niewiem, W., Wiącek, P. (2017). Documentation of hiking trails and wooden areas using Unmanned Aerial Vehicles (UAV) in Tatra National Park. Infrastructure and Ecology of Rural Areas, 4(2): 1545-1561.
• Fidelus, J. (2008). Skutki przekształceń antropogenicznych rzeźby w obrębie ścieżek i dróg turystycznych na wybranych obszarach Tatr Zachodnich. Landform Analysis, 9: 276-279.
• Fidelus, J., Rogowski, M. (2012). Geomorfologiczne skutki turystycznego użytkowania grzbietów górskich na przykładzie ścieżek pieszych w Tatrach Zachodnich i górach Bucegi (Rumunia). Landform Analysis, 19: 29-40.
• Gorczyca, Z. (2000). Wpływ ruchu turystycznego na przekształcanie rzeźby wysokogórskiej na przykładzie masywu Czerwonych Wierchów i regli zakopiańskich (Tatry Zachodnie). Prace Geogr., Kraków: Instytut Geografii UJ, Kr (105): 369-389.
• Gorczyca, E., Krzemień, K. (2002). Wpływ ruchu turystycznego na rzeźbę Tatrzańskiego Parku Narodowego. (w:) Przemiany środowiska przyrodniczego Tatr, Kraków-Zakopane: TPN-PTPNoZ, 389, 393.
• Gorczyca, E., Krzemień, K. (2005). Wpływ turystyki pieszej na przekształcanie rzeźby Tatr (w:) Domański B., Skiba S., (red.) Geografia i Sacrum, Kraków: IGiGP, 77-85.
• Kaab, A. (2002). Monitoring high-mountain terrain deformation from repeated air- and spaceborne optical data: examples using digital aerial imagery and ASTER data. ISPRS J. Photogramm. Remote Sens., 57: 39-52.
• Kłapa, M. (1980). Morphogenetic processes and their connection with seasonal weather changes in the environment of Hala Gąsienicowa in the Tatra Mountains. Wrocław: Zakład Narodowy im. Ossolińskich.
• Kotarba, A. (1976). Współczesne modelowanie węglanowych stoków wysokogórskich. Prace Geogr. IGiPZ PAN.
• Kotarba, A., Kaszowski, L., Krzemień, K. (1987). High-mountain denudational system of the Polish Tatra Mountains. Ossolineum: Wrocław.
• Migoń, P. (2006). Geomorphology. Warszawa: PWN.
• Passendorfer, E. (1978). Rozwój poglądów na budowę geologiczną Tatr w okresie powojennym. Pr. Muz. Ziemi, 28: 3-33.
• Perroy, R.L., Bookhagen, B., Asner, G.P., Chadwick, O.A. (2010). Comparison of gully erosion estimates using airborne and ground-based LiDAR on Santa Cruz Island, California. Geomorphology, 118: 288-300.
• Rączkowska, Z., Kozłowska, A. (2010). Wpływ turystyki na rzeźbę i roślinność przy ścieżkach w otoczeniu Kasprowego Wierchu (w:) Krzan Z., (red.) Nauka a zarządzanie obszarem Tatr i ich otoczeniem, TPN-PTPNoZ Kraków-Zakopane, 3: 21-28.
• Wężyk, P., Borowiec, N., Szombara, S., Wańczyk, R. (2008). Generowanie numerycznych modeli powierzchni oraz terenu w tatrach na podstawie chmury punktów. Arch. Fotogram. Kartogr. i Teledetekcji, 18: 651-661.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).