Integrating contemporary spatial forest cover data in the polish Carpathians: does abundance of data increase knowledge or uncertainty?

• Autorzy: Dobosz Monika , Kozak Jacek , Kolecka Natalia

Identyfikatory

DOI

10.4467/21995923GP.19.002.10886

Warianty tytułu

PL

Integracja współczesnych danych przestrzennych o lasach w Karpatach polskich: czy obfitość danych zwiększa wiedzę czy niepewność?

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

PL

Lasy Państwowe w Polsce utrzymują dokładną przestrzenną bazę danych obejmującą około 80% powierzchni lasów w Polsce. Jednakże pozostałe 20% lasów, głównie prywatnych, jest kartowane ze znacznie mniejszą dokładnością. W ostatnich latach w Polsce zrealizowane zostały różne projekty pozyskiwania danych przestrzennych o zasięgu krajowym, jednakże integracja ich wyników w celu uzyskania wartości lesistości nie jest łatwa, z uwagi na niespójności w przyjętych definicjach lasu. Na przykład, w niektórych zbiorach danych nie uwzględnia się obszarów, które prawnie są lasami, natomiast chwilowo są wylesione wskutek uszkodzeń drzewostanów przez wiatry lub szkodniki. Niepewność w szacunkach powierzchni lasów wprowadza też sukcesja leśna na porzuconych gruntach rolnych, której zasięg przestrzenny jest na ogół nieznany. W naszej pracy zaproponowaliśmy więc półautomatyczny algorytm integrujący dane przestrzenne o lasach pochodzące z różnych współczesnych źródeł, który eliminuje występujące w tych danych niespójności. Badania przeprowadzone zostały w Karpatach polskich, gdzie, z uwagi na duży odsetek lasów prywatnych, rzetelne oszacowanie powierzchni lasów jest szczególnie trudne. Zastosowane podejście łączy informacje o rozmieszczeniu lasów z polskich danych topograficznych, zarówno historycznych (lata 70. XX wieku), jak i współczesnych, oraz z przestrzennych baz danych Lasów Państwowych. Inaczej niż współczesne dane topograficzne, opracowana mapa przedstawia lasy zgodnie z polską definicją prawną i jest w ten sposób porównywalna do wcześniejszych opracowań topograficznych. Nasze wyniki wskazują, że różne współczesne bazy danych zaniżają lesistość Karpat polskich, natomiast fuzja różnych zbiorów danych poparta wiedzą ekspercką pozwala na uzyskanie kompletnej i rzetelnej informacji o współczesnym rozmieszczeniu lasów w tym regionie.

Słowa kluczowe

EN

forest mapping; forest definition; forest cover; data integration; uncertainty; Carpathians

PL

kartowanie lasów; definicja lasu; powierzchnia lasów; integracja danych; niepewność; Karpaty

• Wydawca: Polska Akademia Umiejętności
• Czasopismo: Geoinformatica Polonica
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 18
• Strony: 31--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 41 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dobosz Monika

• Department of GIS, Cartography and Remote Sensing, Institute of Geography and Spatial Management, Jagiellonian University

autor

Kozak Jacek

• Department of GIS, Cartography and Remote Sensing, Institute of Geography and Spatial Management, Jagiellonian University

autor

Kolecka Natalia

• Department of GIS, Cartography and Remote Sensing, Institute of Geography and Spatial Management, Jagiellonian University

Bibliografia

• 1. Andersson K., Evans T. P., & Richards K. R. (2009). National forest carbon inventories: Policy needs and assessment capacity. Climatic Change, 93(1–2), 69–101.
• 2. Bonan G. B. (2008). Forests and climate change: forcings, feedbacks, and the climate benefits of forests. Science, 320(5882), 1444–1449.
• 3. Brolly M., & Woodhouse I. H. (2012). A “Matchstick Model” of microwave backscatter from a forest. Ecological Modelling, 237–238, 74–87.
• 4. Chazdon R. L. et al. (2016). When is a forest a forest? Forest concepts and definitions in the era of forest and landscape restoration, Ambio, 45(5), pp. 538–550. doi: 10.1007/s13280-016-0772-y.
• 5. Comber A. (2008). The separation of land cover from land use using data primitives. Journal of Land Use Science, 4(4), 215–229.
• 6. FAO (2012). Forest Resources Assessment Working Paper FRA 2015: Terms and Definitions.
• 7. Fisher P., Comber A., & Wadsworth R. (2005). Land use and Land cover: Contradiction or Complement. Re-Presenting GIS, (JANUARY).
• 8. Ustawa o lasach (1991). Dz. U. 1991 No. 101, item. 444, Article 3.
• 9. Grădinaru S. R., Kienast F., Psomas A. (2019). Using multi-seasonal Landsat imagery for rapid identification of abandoned land in areas affected by urban sprawl. Ecological indicators, 96, 79–86.
• 10. Gschwantner T., Schadauer K., Vidal C., et al. (2009). Common tree definitions for national forest inventories in Europe. Silva Fennica 43(2), 303–321.
• 11. Hansen M. C., Potapov P. V, Moore R., Hancher M., Turubanova S., Tyukavina A., Townshend J. R. G. (2013). High-resolution global maps of 21st-century forest cover change. Science, 342, 850–3.
• 12. Hościło A., Mirończuk A., Lewandowska A. (2016). Określenie rzeczywistej powierzchni lasów w Polsce na podstawie dostępnych danych przestrzennych. Sylwan 160, 627–634.
• 13. Hyyppä J., Hyyppä H., Vastaranta M., Holopainen M., Kukko A., Alho P. (2012). Advances in forest inventory using airborne laser scanning. Remote Sensing, 4(5), 1190–1207.
• 14. Instrukcja realizacji kontroli w zakresie kwalifikowalności powierzchni, 2013, Warszawa.
• 15. Instrukcja Techniczna K-2 – Mapy topograficzne do celów gospodarczych, 1980. Wyd. 2 Warszawa.
• 16. Jabłoński M. (2015). Definicja lasu w ujęciu krajowym i międzynarodowym oraz jej znaczenie dla wielkości i zmian powierzchni lasów w Polsce. Sylwan 159(6), 469−482.
• 17. Kaim D., Kozak J., Ostafin K., Dobosz M., Ostapowicz K., Kolecka N., & Gimmi U. (2014). Uncertainty in historical land-use reconstructions with topographic maps. Quaestiones Geographicae, 33(3), 55–63.
• 18. Kaim D., Kozak J., Kolecka N., Ziółkowska E., Ostafin K., Ostapowicz K., Gimmi U., Munteanu C., Radeloff V.C. (2016). Broad scale forest cover reconstruction from historical topographic maps, Applied Geography, 67, 39–48.
• 19. Keenan R. J., Reams G. A., Achard F., de Freitas J. V., Grainger A., & Lindquist E. (2015). Dynamics of global forest area: Results from the FAO Global Forest Resources Assessment 2015. Forest Ecology and Management, 352, 9–20.
• 20. Kolecka N., Kozak J., Kaim D., Dobosz M., Ostafin K., Ostapowicz K., Wężyk, P., Price B. (2017). Understanding farmland abandonment in the Polish Carpathians. Applied Geography, 88, 62–72.
• 21. Kozak J. (2010). Forest Cover Changes and Their Drivers in the Polish Carpathian Mountains Since 1800. In: Nagendra H., Southworth J., (eds), Reforesting Landscapes. Linking Pattern and Process. Landscape Series 1: 253–273, Springer Verlag.
• 22. Kozak J., Kaim D. (eds) (2016). FORECOM: Podręcznik użytkownika, IGiGP UJ, Kraków.
• 23. Kunz M., 2006. Standaryzacja danych kartograficznych i teledetekcyjnych do analizy zmian struktury krajobrazu. Roczniki Geomatyki, 6(3), 119–127.
• 24. Lesiv M., Moltchanova E., Schepaschenko D., See L., Shvidenko A., Comber A., & Fritz S. (2016). Comparison of Data Fusion Methods Using Crowdsourced Data in Creating a Hybrid Forest Cover Map. Remote Sensing, 8(3), 261.
• 25. Luc M., Kozak J., Ostafin K., Kolecka N., Kaim D., Trzepacz P. (2015). Historia dwóch map (Story of two maps). In: Geografia na przestrzeni wieków. Tradycja i współczesność, IGiGP UJ, 225–236.
• 26. Lund H. G. (1999). A “forest” by any other name. Environmental Science & Policy, 2, 125–133.
• 27. Lund H. G. (2014). What is a forest? Definitions do make a diference: An example from Turkey. Avrasya Terim Dergisi, 2 (1), 1–8.
• 28. Main-Knorn M., Hostert P., Kozak J., Kuemmerle T. (2009). How pollution legacies and land use histories shape post-communist forest cover trends in the Western Carpathians. Forest Ecology and Management, 258, 60–70.
• 29. McDonald R.A. (1995). Corona: success for space reconnaissance, a look into the Cold War, and a revolution in intelligence. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 61 (6, June), 689–720.
• 30. Musiał W. (2011). Conditions and assessment of adequacy of supporting agriculture in Polish Carpathian Mountains. Oeconomia, 10 (4), 65–74.
• 31. Ostafin K., Iwanowski M., Kozak J., Cacko A., Gimmi U., Kaim D., Psomas A., Ginzler C., Ostapowicz K. (2017). Detection of forest on historical topographic maps based on image processing. Geoscience Data Journal, 4, 29–39.
• 32. Raport o stanie lasów w Polsce 2015, Centrum Informacyjne Lasów Państwowych.
• 33. Rozporządzenie (2011). Rozporządzenie MSWiA z dnia 17 listopada 2011 r. w sprawie bazy danych obiektów topograficznych oraz bazy danych obiektów ogólnogeograficznych, a także standardowych opracowań kartograficznych. Dziennik Ustaw 2011, nr 279, poz. 1642.
• 34. Rozporządzenie (2013). Rozporządzenie Ministra Administracji i Cyfryzacji z dnia 29 listopada 2013 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie ewidencji gruntów i budynków, Dziennik Ustaw 2013, poz. 1551.
• 35. Sasaki N., & Putz F. E. (2009). Critical need for new definitions of “forest” and “forest degradation” in global climate change agreements. Conservation Letters, 2(5), 226–232.
• 36. Schepaschenko D., See L., Lesiv M., McCallum I., Fritz S., Salk C., … Ontikov P. (2015). Development of a global hybrid forest mask through the synergy of remote sensing, crowdsourcing and FAO statistics. Remote Sensing of Environment, 162, 208–220. http://doi.org/10.1016/j.rse.2015.02.011.
• 37. Szostak M., Wężyk P., Tompalski P. (2014). Aerial Orthophoto and Airborne Laser Scanning as Monitoring Tools for Land Cover Dynamics: A Case Study from the Milicz Forest District (Poland). Pure and Applied Geophysics, 171, 857–866.
• 38. Townshend J.R., Masek J.G., Huang C., Vermote E. F., Gao F., Channan S., Wolfe R.E. (2012). Global characterization and monitoring of forest cover using Landsat data: opportunities and challenges. International Journal of Digital Earth, 5(5), 373–397.
• 39. Tropek R., Sedláček O., Beck J., Keil P., Musilová Z., Šímová I., Storch D. (2014). Comment on “High-resolution global maps of 21st-century forest cover change”. Science, 344 (6187), 981.
• 40. Ustawa z dnia 28 września 1991 r. o lasach, Dz.U. 1991 nr 101 poz. 444.
• 41. Zarządzenie (2012). Zarządzenie nr 83 z dnia 23 listopada 2012 r. w sprawie korekty Instrukcji Urządzania Lasu stanowiącej załącznik do Zarządzenia nr 55 Dyrektora Generalnego Lasów Państwowych z dnia 21 listopada 2011 r. (ZU 042 01 81/2012).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).