Environmental valorisation through GIS and photogrammetry: a framework for sustainable land use in southern Poland

• Autorzy: Piech Izabela , Dacko Aneta

Identyfikatory

DOI

10.15576/GLL/210440

Warianty tytułu

PL

Waloryzacja środowiska za pomocą GIS i fotogrametrii: ramy zrównoważonego użytkowania gruntów w południowej Polsce

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Environmental valorisation plays a crucial role in comprehensive understanding and effective man agement of the complex interactions between natural and anthropogenic landscape components a. It is particularly relevent in areas characterized by varied topography, rich ecological diversity, and increasing human pressure, such as the Limanowa region in southern Poland. The study presented here utilized Geographic Information System (GIS) tools in combination with high-resolution aerial photogrammetry to conduct a detailed environmental assessment of this mountainous area. By focusing on key environmental parameters, including vegetation cover, hydrological networks, and terrain morphology, the research employed spatial analysis alongside both qualitative and quantitative evaluation methods. The results of the study underscore the central importance of terrain relief, which emerged as the most influential environmental factor shaping local ecological patterns. The diverse landforms not only dictate the distribution and composition of vegetation but also guide the configuration of natural watercourses and valleys. Despite covering only 17% of the total area, forested zones were identified as crucial ecological corridors that support biodiversity, enhance connectivity, and act as natural buffers against erosion and climate extremes. Additionally, the presence of natural streams and valley systems contributes to the functional integrity of the landscape and enriches its aesthetic value, making the region attractive for nature-based tourism and outdoor recreation. However, the analysis also identified significant environmental constraints. The prevalence of steep slopes and areas with low soil fertility poses notable challenges for agriculture and limits the potential for urban expansion. These physical limitations necessitate a cautious and well-informed approach to spatial planning, especially when it comes to balancing conservation goals with the socio-economic aspirations of local communities. To synthesize these findings, the study integrated a set of thematic maps with a 3D numerical terrain model (NTM), providing a multidimensional understanding of environmental interrelations. This integrative approach allowed for the identification of zones with high ecological value, areas susceptible to degradation, and locations suitable for specific forms of land use or protection. Ultimately, the research offers a practical and replicable methodology for regional planners, environmental managers, and policymakers aiming to develop sustainable land-use strategies. It demonstrates how environmental valorisation can support informed decision-making that reconciles ecological integrity with human development, particularly in regions with complex landscapes and environmental sensitivities.

PL

Waloryzacja środowiska odgrywa kluczową rolę w kompleksowym zrozumieniu i skutecznym zarządzaniu złożonymi interakcjami między naturalnymi i antropogenicznymi komponentami krajobrazu. Jest ona szczególnie istotna na obszarach charakteryzujących się zróżnicowaną topografią, bogatą różnorodnością ekologiczną i rosnącą antropopresją, takich jak region Limanowej w południowej Polsce. W przedstawionym badaniu wykorzystano narzędzia Systemu Informacji Geograficznej (GIS) w połączeniu z fotogrametrią lotniczą o wysokiej rozdzielczości, aby przeprowadzić szczegółową ocenę środowiska tego obszaru górskiego. Koncentrując się na kluczowych parametrach środowiskowych, w tym pokryciu roślinnym, sieciach hydrologicznych i morfologii terenu, w badaniach zastosowano analizę przestrzenną wraz z jakościowymi i ilościowymi metodami oceny. Wyniki badania podkreślają centralne znaczenie rzeźby terenu, która okazała się najbardziej wpływowym czynnikiem środowiskowym kształtującym lokalne wzorce ekologiczne. Zróżnicowane formy terenu nie tylko determinują rozmieszczenie i skład roślinności, ale także wpływają na konfigurację naturalnych cieków wodnych i dolin. Pomimo że obejmują one jedynie 17% całkowitej powierzchni, strefy leśne zostały zidentyfikowane jako kluczowe korytarze ekologiczne, które wspierają bioróżnorodność, wzmacniają łączność i działają jako naturalne bufory chroniące przed erozją i ekstremalnymi warunkami klimatycznymi. Ponadto obecność naturalnych strumieni i systemów dolin przyczynia się do integralności funkcjonalnej krajobrazu i wzbogaca jego walory estetyczne, czyniąc region atrakcyjnym dla turystyki przyrodniczej i rekreacji na świeżym powietrzu. Analiza zidentyfikowała jednak również istotne ograniczenia środowiskowe. Występowanie stromych zboczy i obszarów o niskiej żyzności gleb stanowi poważne wyzwanie dla rolnictwa i ogranicza potencjał ekspansji miejskiej. Te ograniczenia fizyczne wymagają ostrożnego i świadomego podejścia do planowania przestrzennego, zwłaszcza w kontekście równoważenia celów ochrony środowiska z aspiracjami społeczno-ekonomicznymi lokalnych społeczności. Aby zsyntetyzować te ustalenia, w badaniu zintegrowano zestaw map tematycznych z trójwymiarowym numerycznym modelem terenu (NTM), zapewniając wielowymiarowe zrozumienie wzajemnych powiązań środowiskowych. To zintegrowane podejście pozwoliło na identyfikację stref o wysokiej wartości ekologicznej, obszarów podatnych na degradację oraz lokalizacji odpowiednich dla określonych form użytkowania gruntów lub ich ochrony. Ostatecznie badania oferują praktyczną i powtarzalną metodologię dla planistów regionalnych, zarządców środowiska i decydentów politycznych, którzy dążą do opracowania zrównoważonych strategii użytkowania gruntów. Pokazuje, jak waloryzacja środowiska może wspierać świadome podejmowanie decyzji, które godzą integralność ekologiczną z rozwojem człowieka, szczególnie w regionach o złożonej architekturze krajobrazu i wrażliwości środowiskowej.

Słowa kluczowe

EN

environmental valorisation; aerial photogrammetry; GIS; landscape assessment; sustainable development; 3D modelling

PL

zrównoważony rozwój; GIS; modelowanie 3D; ocena krajobrazu; waloryzacja środowiska; fotogrametria lotnicza

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie
• Czasopismo: Geomatics, Landmanagement and Landscape
• Rocznik: 2025
• Tom: no. 3
• Strony: 147--161
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Piech Izabela

• Department of Agricultural Surveying, Cadastre and Photogrammetry, University of Agriculture in Krakow

• https://orcid.org/0000-0002-6710-4387

autor

Dacko Aneta

• Department of Agricultural Surveying, Cadastre and Photogrammetry, University of Agriculture in Krakow

Bibliografia

• 1. Bródka S., Macias A. 2007. Etapy oceny środowiska przyrodniczego oraz ich znaczenie w procesie planistycznym. Waloryzacja środowiska przyrodniczego w planowaniu przestrzennym. M. Kistowski, B. Korwel-Lejkowska (ed.). Fundacja Rozwoju Uniwersytetu Gdańskiego, Gdańsk–Warszawa.
• 2. Buława B., Ahn S. 2024. Rozumienie krajobrazu i wartości w rozszerzonych konsultacjach publicznych dotyczących planowania przestrzennego w gminach wiejskich w Polsce. Landscape Online, 99, 1124. https://doi.org/10.3097/LO.2024.1124.
• 3. Cracknell A.P. 2018. Introduction to Remote Sensing, CRC Press.
• 4. Dworak T.Z., Bonikowska M. 2005. Teledetekcyjny monitoring środowiska. Inżynieria środowiska, 10, 1.
• 5. Grêt-Regamey A., Bebi P., Bishop I.D., Schmid W.A. 2014. Linking GIS-Based Models to Value Ecosystem Services in an Alpine Region. Journal of Environmental Management, 145, 159– 171. https://doi.org/10.1016/j.jenvman
• 6. Hejmanowska B. 2007. Porównanie wyników klasyfikacji obrazów satelitarnych HYPERION i ALI. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 17a.
• 7. Interreg Central Europe. 2018. Landscape Valorisation Method (VM) and GIS Tool for Identifying Potential Locations of Natural Small Water Retention Measures.
• 8. Kokalj Ž., Zakšek K., Oštir K. 2011. Application of Sky-View Factor for the Visualisation of Historic Landscape Features in LiDAR-Derived Relief Models. Antiquity, 85(327), 327‒341.
• 9. Lillesand T., Kiefer R.W., Chipman J. 2020. Remote Sensing and Image Interpretation, Wiley.
• 10. Litwin U., Bacior S., Piech I. 2012. Wartościowanie struktur przestrzennych za pomocą wskaźników istotności terenu na przykładzie gminy Klucze w województwie małopolskim. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 1/II.
• 11. Litwin U., Bacior S., Piech I. 2017. The methodology of valorising and assessing landscape. Journal of Ecological Engineering, 18(1), 210‒230. https://doi.org/10.12911/22998993/67101.
• 12. Ma L., Liu Y., Zhang X., Ye Y., Yin G., Johnson B.A. 2019. Deep Learning in Remote Sensing Applications: A Meta-Analysis and Review. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 152, 166‒177.
• 13. Mancini F., Riccardo S. 2019. Applications of Photogrammetry for Environmental Research. ISPRS International Journal of Geo-Information, 8(12), 542. https://doi.org/10.3390/ijgi8120542
• 14. Matuszkiewicz X. 1999. Geografia Polski: środowisko przyrodnicze. L. Starkel (ed.). Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
• 15. Nita J., Giętkowski T. 2007. Możliwości wykorzystania Numerycznych Modeli Powierzchni w planowaniu przestrzennym i ochro-nie środowiska przyrodniczego. Waloryzacja środowiska przyrodniczego w planowaniu przestrzennym (red. Kistowski M., Korwel-Lejkowska B.) Fundacja Rozwoju Uniwersytety Gdańskiego, Gdańsk–Warszawa,.
• 16. Nita J., Myga-Piątek U. 2005. Przykład zastosowania technik komputerowych do waloryzacji i ochrony krajobrazów Wyżyny Częstochowskiej. Przegląd Geograficzny, 77, 3.
• 17. Piech I. 2011. Waloryzacja turystyczna okolic miasta Krakowa z wykorzystaniem zdjęć lotniczych i obrazów satelitarnych. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 3.
• 18. Sadurska U. 2017. Waloryzacja elementów środowiska w oparciu o zdjęcia lotnicze. Praca magisterska na kierunku Geodezja i Kartografia.
• 19. Solecka I. 2017. Landscape Valorisation Model as a Tool for Assessing Directions of Socio-Economic Development of the Municipality. Participatory Mapping.
• 20. Solecka I., Bothmer D., Głogowski A. 2019. Recognizing Landscapes for the Purpose of Sustainable Development – Experiences from Poland. Sustainability, 11(12), 3429. https://doi.org/10.3390/su11123429
• 21. Sylla M., Solecka I. 2019. Highly Valued Agricultural Landscapes and Their Ecosystem Services in the Urban-Rural Fringe. An Integrated Approach. Journal of Environmental Planning and Management, 63(5), 883–911. https://doi.org/10.1080/09640568.2019.1616982
• 22. Šiljeg A., Mažeika R., Kriaučiūnienė J. 2021. GIS-Based Landscape Assessment: A Tool for Environmental Planning and Ecosystem Services Evaluation. Sustainability, 13(9), 4590. https://doi.org/10.3390/su13094590
• 23. Willis K.G., Garrod G.D. 1993. Valuing Landscape: A Contingent Valuation Approach. Journal of Environmental Management, 37(1), 1‒22. https://doi.org/10.1006/jema.1993.1001.