Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Thorough statistical comparison of machine learning regression models and their ensembles for sub-pixel imperviousness and imperviousness change mapping

Drzewiecki W.

Geodesy and Cartography

|

2017

|

Vol. 66, no. 2

171--209

EN

We evaluated the performance of nine machine learning regression algorithms and their ensembles for sub-pixel estimation of impervious areas coverages from Landsat imagery. The accuracy of imperviousness mapping in individual time points was assessed based on RMSE, MAE and R2. These measures were also used for the assessment of imperviousness change intensity estimations. The applicability for detection of relevant changes in impervious areas coverages at sub-pixel level was evaluated using overall accuracy, F-measure and ROC Area Under Curve. The results proved that Cubist algorithm may be advised for Landsat-based mapping of imperviousness for single dates. Stochastic gradient boosting of regression trees (GBM) may be also considered for this purpose. However, Random Forest algorithm is endorsed for both imperviousness change detection and mapping of its intensity. In all applications the heterogeneous model ensembles performed at least as well as the best individual models or better. They may be recommended for improving the quality of sub-pixel imperviousness and imperviousness change mapping. The study revealed also limitations of the investigated methodology for detection of subtle changes of imperviousness inside the pixel. None of the tested approaches was able to reliably classify changed and non-changed pixels if the relevant change threshold was set as one or three percent. Also for fi ve percent change threshold most of algorithms did not ensure that the accuracy of change map is higher than the accuracy of random classifi er. For the threshold of relevant change set as ten percent all approaches performed satisfactory.

2

Improving sub-pixel imperviousness change prediction by ensembling heterogeneous non-linear regression models

Drzewiecki W.

Geodesy and Cartography

|

2016

|

Vol. 65, no. 2

193--218

EN

In this work nine non-linear regression models were compared for sub-pixel impervious surface area mapping from Landsat images. The comparison was done in three study areas both for accuracy of imperviousness coverage evaluation in individual points in time and accuracy of imperviousness change assessment. The performance of individual machine learning algorithms (Cubist, Random Forest, stochastic gradient boosting of regression trees, k-nearest neighbors regression, random k-nearest neighbors regression, Multivariate Adaptive Regression Splines, averaged neural networks, and support vector machines with polynomial and radial kernels) was also compared with the performance of heterogeneous model ensembles constructed from the best models trained using particular techniques. The results proved that in case of sub-pixel evaluation the most accurate prediction of change may not necessarily be based on the most accurate individual assessments. When single methods are considered, based on obtained results Cubist algorithm may be advised for Landsat based mapping of imperviousness for single dates. However, Random Forest may be endorsed when the most reliable evaluation of imperviousness change is the primary goal. It gave lower accuracies for individual assessments, but better prediction of change due to more correlated errors of individual predictions. Heterogeneous model ensembles performed for individual time points assessments at least as well as the best individual models. In case of imperviousness change assessment the ensembles always outperformed single model approaches. It means that it is possible to improve the accuracy of sub-pixel imperviousness change assessment using ensembles of heterogeneous non-linear regression models.

3

Magnetytowa warstwa ochronna - sposób na zabezpieczenie przed korozją wewnętrznych powierzchni rur w nowoczesnych systemach ciepłowniczych

Drzewiecki W., Pletkus W.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2015

|

T. 46, nr 1

3--5

PL

Opisano metodę korygowania właściwości wody w układach ciepłowniczych na podstawie badań próbek osadów pobranych z rur układu ciepłowniczego miasta Zielona Góra. Badanie próbek osadów wykonano na Uniwersytecie Zielonogórskim.

EN

A method of correcting water parameters in district heating systems is described basing on studies of sediment samples obtained from pipes of a system in the town Zielona Gora. The study has been carried out at the University of Zielona Gora.

4

Multifraktalna analiza zobrazowań satelitarnych

Wawrzaszek A., Krupiński M., Drzewiecki W., Aleksandrowicz S.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2015

|

Vol. 27

163--173

PL

Przedstawione prace badawcze dotyczyły oceny skuteczności stosowania opisu multifraktalnego jako narzędzia do wydobywania informacji z bardzo wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych, prezentujących głównie obszary Polski. Przeanalizowano duże zestawy danych panchromatycznych, zarejestrowanych przez satelity WorldView-2 i EROS-A. Wyniki analiz potwierdziły wyższość multifraktali jako globalnych charakterystyk zobrazowań nad standardowym opisem fraktalnym, a także użyteczność stosowania parametrów multifraktalnych jako charakterystyk w klasyfikacji zdjęć satelitarnych przy użyciu klasyfikacyjnych drzew decyzyjnych. Porównano również cechy multifraktalne z szeroko stosowanymi parametrami teksturalnymi w kontekście skuteczności klasyfikacji zdjęć satelitarnych i przeanalizowano wpływ filtracji na wyznaczane charakterystyki multifraktalne, w szczególności w kontekście poprawy skuteczności klasyfikacji. Przeprowadzono również wstępne badania dotyczące możliwości wykorzystania fraktali w analizach lotniczych danych hiperspektralnych. Przeprowadzone analizy wykazały użyteczność multifraktali w wielu obszarach badań teledetekcyjnych, a wypracowana metodologia może być z powodzeniem dalej rozwijana i stosowana do bardziej ukierunkowanych zadań, takich jak analiza zmian lub ocena przydatności kanałów spektralnych.

EN

Research presented in this paper is focused on the efficiency assessment of multifractal description as a tool for Image Information Mining. Large datasets of very high spatial resolution satellite images (WorldView-2 and EROS-A) have been analysed. The results have confirmed the superiority of multifractals as global image descriptors in comparison to monofractals. Moreover, their usefulness in image classification by using decision trees classifiers was confirmed, also in comparison with textural features. Filtration process preceding fractal and multifractal features estimations was also proved to improve classification results. Additionally, airborne hyperspectral data have been initially analysed. Fractal dimension shows high potential for the description of hyperspectral data. To summarise all conducted tests indicate the usefulness of multifractal formalism in various aspects of remote sensing. Prepared methodology can be further developed and used for more specific tasks, for example in change detection or in the description of hyperspectal data complexity.

5

Wpływ algorytmu określania dróg spływu powierzchniowego na wyniki oceny zagrożenia gleb erozją wodną w skali zlewni z zastosowaniem modelu RUSLE

Drzewiecki W., Ziętara S

Roczniki Geomatyki

|

2013

|

T. 11, z. 1(58)

57--68

PL

Celem pracy było określenie wpływu wyboru algorytmu generowania dróg spływu powierzchniowego na wyniki oszacowania zagrożenia gleb erozją aktualną przeprowadzonego w skali zlewni przy użyciu modelu RUSLE. Zagadnienie to zostało zbadane zarówno w odniesieniu do wielkości jak i rozkładu przestrzennego szacowanych strat gleby. Porównano wyniki uzyskane z zastosowaniem siedmiu tego rodzaju algorytmów: D8, Rho8, Kinematic Routing, DEMON, D∞, Multiply Flow Direction (MFD) oraz Triangular Multiply Flow Direction (MD∞). Uzyskane wyniki upoważniają do stwierdzenia, iż dobór algorytmu określenia dróg spływu powierzchniowego nie pozostaje bez wpływu na wyniki oceny zagrożenia erozyjnego. Oszacowanie powierzchni obszarów zagrożonych przy zastosowaniu poszczególnych algorytmów dało zbliżone rezultaty, jednak wystąpiły różnice w określeniu miejsc ich występowania. Za preferowane z punktu widzenia modelowania erozji uznano stosownie algorytmów kierujących spływ do przynajmniej dwóch położonych niżej komórek, a w szczególności algorytm DEMON.

EN

The objective of the presented research was to evaluate the influence of flow routing algorithm on RUSLE-based soil erosion assessment on catchment scale. Both, the amount of soil loss and the pattern of erosion risk classes were compared. Seven flow routing algorithms were tested: D8, Rho8, Kinematic Routing, DEMON, D∞, Multiply Flow Direction (MFD) and Triangular Multiply Flow Direction (MD∞). Based on the results achieved, we can conclude that the choice of flow routing algorithm influences the soil erosion risk assessment. Particular approaches gave similar results when total area of endangered soils in the catchment was considered. However, the patterns of erosion differ. Multiple-direction algorithms (especially DEMON) seem to be better suited for water erosion studies.

6

Krajowa infrastruktura informacji przestrzennej jako źródło danych dla Systemu Informacji o Zlewni (RBIS)

Drzewiecki W., Bergier T., Flügel W, Fink M, Pfenning B, Bernat K.

Roczniki Geomatyki

|

2013

|

T. 11, z. 1(58)

45--56

PL

W artykule przedstawiono opracowany na Uniwersytecie w Jenie pakiet oprogramowania RBIS (River Basin Information System). Umożliwia on z poziomu przeglądarki internetowej zarządzanie danymi różnego typu (w tym danymi przestrzennymi), ich integrację, wizualizację, analizowanie oraz wymianę z innymi systemami. Pakiet pomyślany został jako integralna całość mogąca funkcjonować samodzielnie bądź stanowić element pakietu ILMS (Integrated Landscape Management System, Zintegrowany System Zarządzania Krajobrazem) wspomagającego proces zintegrowanego zarządzania obszarem zlewni. W pracy zaprezentowano zarówno architekturę systemu jak i jego funkcjonalność oraz korzyści płynące z jego wykorzystania w ramach zintegrowanego zarządzania obszarem zlewni, rozumianego jako holistyczny proces planowania środowiskowego. Przedstawiono również możliwości wykorzystania w procesie budowy systemu RBIS danych przestrzennych dostępnych w ramach polskiej Infrastruktury Informacji Przestrzennej. Źródła danych dla tego rodzaju systemu omówiono na przykładzie implementacji realizowanej dla zlewni Zbiornika Dobczyckiego w ramach projektu SaLMaR (Sustainable land and Water management of Reservoir Catchments).

EN

In the paper, River Basin Information System (RBIS), developed by the University of Jena, is presented. It allows the user to manage, integrate, visualize, analyze and exchange different types of data (including spatial) from the level of an internet browser. It was designed as the integral entity, which can function independently, or as an element of Integrated Landscape Management System (ILMS) package. In the paper, the system architecture and functionality is described. Its role in the integrated river basin management is also discussed, and especially the benefits for users and their support in the holistic approach of environmental and landscape management. The main part of the article is devoted to characterize the availability and usefulness of data existing within Polish Spatial Data Infrastructure to build RBIS. Data sources and challenges connected with their implementation to RBIS are discussed in the case study of the Dobczyce reservoir, for which RBIS is developed within the framework of the Sustainable Land and Water Management of Reservoir Catchments (SaLMaR) project.

7

Formalizm multifraktalny w analizie zobrazowań satelitarnych

Wawrzaszek A., Krupiński M., Aleksandrowicz S., Drzewiecki W.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2013

|

Vol. 25

261--272

EN

In our work we present multifractal formalism as a tool for description and extraction of information on very high spatial resolution satellite images. This approach is based on an assumption that single image (multifractal) consists of number of fractals, each with different dimension. Multifractals are used for description, modelling, analysis and processing of different complex shapes and signals. In particular multifractal decomposition can be used in the analysis of heterogeneous measures and structures typical for satellite images. It allows for detailed characterisation (local and global) and description using functions. Listed advantages motivate our work on this topic. First part of our paper is a review of multifractal methods applied so far in remote sensing. Next we present our approach and results of analysis done on 159 subsets of images acquired by WorldView-2 satellite. Our test samples present different land cover types. Conducted analysis shows that generalised dimensions designated for individual fragments of images differs depending on the present land cover types. Also values of multifractality are connected to a land cover type. In general they allow for automatic assignment of land cover types to specific classes. Some deviations take place in case of discrimination between agricultural areas and forests – this will be a point for future investigation. The highest multifractality level can be observed for urban areas, the lowest for water that can be considered as a monofractal. Conducted analysis shows that multifractal formalism creates additional possibilities for the description and automatic classification of images.

PL

W pracy przedstawiamy formalizm multifraktalny, jako narzędzie wspomagające opis i ekstrakcję informacji z wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych. Podejście to opiera się na założeniu, że na pojedynczy obraz (multifraktal) składa się wiele fraktali, każdy o innym wymiarze samopodobieństwa (wymiarze fraktalnym). Multifraktale stosuje się do opisu, modelowania, analizowania i przetwarzania różnych złożonych kształtów i sygnałów. W szczególności dekompozycja multifraktalna jest użyteczna w analizie niejednorodnych miar i struktur, typowych dla zobrazowań satelitarnych, pozwalając na bardziej dokładną charakterystykę (lokalną i globalną) oraz opis za pomocą relacji funkcyjnych. Wymienione zalety tej metody uzasadniają nasze ukierunkowanie się na opis multifraktalny rozważany w ramach niniejszej pracy. Pierwszą część pracy stanowi przegląd dotychczasowego zastosowania metod multifraktalnych w różnych obszarach teledetekcji. W dalszej części przedstawiamy wyniki własnej analizy multifraktalnej 159 fragmentów wysokorozdzielczych zobrazowań panchromatycznych satelity WorldView-2. Przedstawiają one jeden z czterech typów pokrycia terenu: wodę, las, zabudowę miejską lub tereny rolnicze. Przeprowadzone analizy pokazują, że wymiary uogólnione wyznaczone dla poszczególnych fragmentów zobrazowań różnią się w zależności od form pokrycia, także wartości poziomu multifraktalności wiążą się z typem pokrycia terenu i w ogólności pozwalają na automatyczne przypisanie rozważanych przypadków do poszczególnych klas. Pewne odstępstwa występują jedynie podczas procesu rozróżnienia terenów rolniczych od lasów, co poddane zostanie dalszym analizom. Dalej, największy poziom multifraktalności obserwujemy dla obszarów zabudowanych, najmniejszy dla wody, która może być rozważana, jako obiekt monofraktalny. Przeprowadzone analizy pokazują, że formalizm multifraktalny stwarza dodatkowe możliwości opisu i automatycznej klasyfikacji zobrazowań. Liczymy więc na jego zastosowanie w kontekście powstałych i dopiero planowanych danych obrazowych.

8

Modelowanie przestrzenne potencjalnych dróg przenikania granicy lądowej przez nielegalnych imigrantów

Drzewiecki W., Jenerowicz M., Aleksandrowicz S., Krupiński M.

Roczniki Geomatyki

|

2012

|

T. 10, z. 4

49--64

PL

Jednym z zasadniczych celów stosowania systemów informacji geograficznej jest wspieranie procesu rozwiązywania złożonych problemów decyzyjnych. Modelowanie przestrzenne może być narzędziem dostarczającym takiego wsparcia również w analizach z zakresu szeroko rozumianego bezpieczeństwa, w tym dotyczących przeciwdziałania nielegalnemu przekraczaniu granic, zarówno związanemu ze zjawiskiem nielegalnej imigracji, jak i przemytu. W artykule przedstawiono model przestrzenny, którego celem jest określenie tzw. przepuszczalności granicy lądowej. Zaproponowany model bazuje na koncepcji wskaźnika przepuszczalności granicy (Border Permeability Index, BPI) przedstawionej przez Stephenne i Pesaresi (2006). Waloryzację granicy (i strefy przygranicznej) przeprowadzono wyłącznie w oparciu o kryteria fizjograficzne, w aspekcie potencjalnej atrakcyjności dla osoby dorosłej poruszającej się pieszo chcącej przekroczyć ją nielegalnie w okresie letnim. Model zbudowany jest z dwóch komponentów: walk (opisującego atrakcyjność terenu w aspekcie szybkości przemieszczania się w nim pieszo) oraz hide (opisującego atrakcyjność terenu w aspekcie możliwości pozostawania niezauważonym). Jako źródła danych wykorzystano bazę Mapy Wektorowej Poziomu 2 (V-Map 2), archiwalne mapy topograficzne oraz średniorozdzielcze obrazy satelitarne (Landsat 7 ETM+). Wykorzystanie na potrzeby modelowania przestrzennego zbiorów danych o znacznie wyższym, w porównaniu do stosowanych przez Stephenne i Pesaresi (2006), poziomie szczegółowości i dokładności, pozwoliło na zaproponowanie zupełnie odmiennego podejścia do konstrukcji modelu oraz, w efekcie, definicji samego wskaźnika przepuszczalności granicy. Model zastosowano do oszacowania przepuszczalności granicy pomiędzy Polską a Ukrainą. Przeprowadzone badania stanowią część realizowanego w CBK PAN projektu G-MOSAIC (GMES services for Management of Operations, Situation Awareness and Intelligence for regional Crises).

EN

One of the main objectives of geographical information systems is to support the process of decision making. Spatial modeling can be a useful tool to provide such support also for the analyses of general security, including preventing illegal border crossing (immigration and smuggling). The paper presents a spatial model to estimate the level of border permeability. The model is based on Border Permeability Index (BPI) concept as presented by Stephenne and Pesaresi (2006). The valuation of the border and the borderland was done with the use of only physiographic factors. There was analyzed the attractiveness of the border-crossing way for an adult person who plans to cross it illegally on foot in summertime. The model comprises two elements. ‘Walk’ describes the attractiveness of the area for fast covering the distances on foot. ‘Hide’ describes the attractiveness of the area to stay unseen. The data for the analyses was provided by V-Map 2, archival topographic maps and mid-resolution satellite images (Landsat 7 ETM+). The data used in the presented spatial modeling was much more detailed in comparison with the data used by Stephenne and Pesaresi (2006). This fact resulted in a completely different attitude to the model construction and, consequently, in a different definition of the Border Permeability Index (BPI). The model was applied to assess the border permeability between Poland and Ukraine. It comprises a part of the G-MOSAIC (GMES services for Management of Operations, Situation Awareness and Intelligence for Regional Crises ) a project conducted by CBK PAN.

9

Mapa gęstości zaludnienia Krakowa – propozycja metodyki opracowania oraz przykładowe zastosowania

Pirowski T., Drzewiecki W.

Roczniki Geomatyki

|

2012

|

T. 10, z. 3

95--106

PL

W artykule przedstawiono autorską metodę opracowania mapy gęstości zaludnienia miasta Krakowa. Podstawowymi materiałami wykorzystanymi w procesie opracowania mapy były: ortofotomapa ze zdjeć lotniczych oraz ogólnie dostępne dane o liczbie osób uprawnionych do głosowania w poszczególnych obwodach wyborczych na terenie miasta. Dodatkowo wykorzystano również plan miasta, a w wybranych obszarach - mapy ewidencyjne. Materiały te służyły do określenia granic obwodów wyborczych. Lokalizację przestrzenną granic uzyskano na drodze wektoryzacji ortofotomapy ze zdjęć lotniczych. Fotointerpretacja ortofotomapy pozwoliła na uszczegółowienie i sklasyfikowanie miejsc skupisk ludności (położenie budynków jednorodzinnych, kamienic, klatek schodowych w blokach mieszkalnych). Rozkład przestrzenny rozmieszczenia ludności uzyskano metodą dazymetryczną, przyjmując za punkt wyjścia faktyczną liczbę ludności zameldowanej w poszczególnych obwodach wyborczych i uszczegółowiając jej rozmieszczenie wewnątrz tych obszarów poprzez iteracyjne określenie proporcji pomiędzy poszczególnymi rodzajami skupisk ludności, indywidualnie w każdym z obwodów. Powstała mapa skupisk ludności została przekształcona na mapę rastrową o wielkości komórki 25x25 metrów. W artykule zaprezentowano także wybrane możliwości wykorzystania tego typu informacji w analizach przestrzennych z zakresu: zarządzania kryzysowego, geomarketingu, analiz komunikacyjnych i wspierania decyzji administracyjnych.

EN

The paper presents an original method for developing a population density map for the city of Cracow. In the process of making the map there were used aerial orthophotomaps and some generally accessible data about the population within the constituencies in Cracow. Additionally, the city map and, in some districts, the base maps were used. The mentioned materials provided the basis to establish the constituency boundaries. They were obtained in the process of vectorisation of the aerial orthophotomap. The interpretation of orthophotomap allowed to derive detailed information about the location and types of accommodation (detached houses, tenement houses, blocks of flats). Dasymetric method was applied to obtain the results of spatial distribution of population density. The starting point was the real number of people registered in each constituency. The distribution of population within each of these areas was estimated on the basis of an iterative process of establishing proportions among different types of accommodation. Such a population map was processed into a raster map (25m x 25m). The paper also presents possible uses of this type of information to produce various spatial analyses in such fields as public transport, crises management, urban planning, location planning and geomarketing.

10

Analizy przestrzenne jako wsparcie trasowania przebiegu obiektów liniowych

Drzewiecki W., Orzińska E, Pirowski T

Roczniki Geomatyki

|

2012

|

T. 10, z. 4

65--76

PL

Wyznaczanie przebiegu inwestycji liniowych – takich jak np. drogi, linie kolejowe czy rurociągi – stanowi złożone przedsięwzięcie projektowe. W obliczu dokonującej się modernizacji sieci transportowej w naszym kraju istotne stają się pytania: w jakim stopniu w procesie projektowym wykorzystane mogą zostać istniejące zasoby cyfrowych danych przestrzennych oraz czy możliwe jest skuteczne wsparcie opracowania koncepcji przestrzennej trasy projektowanej inwestycji poprzez zastosowanie systemów informacji geograficznej jako narzędzia analiz przestrzennych? W prezentowanej pracy podjęto próbę odpowiedzi na powyższe pytania w oparciu o wyniki uzyskane dla hipotetycznego projektu podmiejskiej linii kolejowej. W oparciu o wymagania prawne oraz parametry techniczne stosowane w tego typu inwestycjach (uwzględniając czynniki środowiskowe, ekonomiczne, społeczne i techniczne), określono zakres informacji niezbędnych dla opracowania koncepcji przestrzennej trasy oraz wymagania odnośnie zakresu tematycznego, poziomu dokładności i aktualności danych przestrzennych. Następnie przedstawiono możliwości wykorzystania dostępnych w Polsce cyfrowych danych przestrzennych w procesie opracowywania koncepcji przestrzennej trasy inwestycji liniowej. Szczególną uwagę poświęcono możliwościom wsparcia procesu trasowania poprzez analizy przestrzenne wykonywane w systemach informacji geograficznej z wykorzystaniem zarówno wektorowego jak i rastrowego modelu reprezentacji danych.

EN

Setting routes for linear objects such as roads, railways or pipelines is a complex planning task. Today, when the process of modernizing transport infrastructure is under way, there are some crucial aspects to discuss. In this paper, the scope of information was defined necessary to set the route, including the content and data quality. It was done according to legal and technical requirements. Some environmental, economical, social and technical factors were considered. In the next step of the process, the spatial data accessible in Poland were selected to meet the requirements. It was also presented how to use this data and spatial analyses (using both vector and raster data) for setting linear object routes.

11

Mapa zagrożenia erozyjnego gruntów rolnych w Małopolsce na podstawie klasyfikacji OBIA obrazów teledetekcyjnych oraz analiz przestrzennych GIS

Wężyk P., Drzewiecki W., Wójtowicz-Nowakowska A., Pierzchalski M., Mlost J., Szafrańska B.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 24

403--420

PL

Zjawisko erozji wodnej należy do głównych przyczyn degradacji gleb w Europie. Stanowi ono również główny czynnik degradujący gleby na obszarze Małopolski - regionu o najwyższym stopniu zagrożenia erozyjnego w skali Polski. Występując lokalnie, w zależności od warunków fizjograficznych, może stanowić poważny problem gospodarczy i środowiskowy. Silne zróżnicowanie fizjograficzne oraz różne formy pokrycia i użytkowania terenu województwa małopolskiego, stanowiły główną potrzebę przeprowadzenia oceny zagrożenia erozyjnego i nasilenia stopnia degradacji gleb. Projekt realizowany dla Urzędu Marszałkowskiego Województwa Małopolskiego miał na celu identyfikację obszarów, które w największym stopniu narażone są na degradację(erozję potencjalną, czyli taką, jaka miałaby miejsce na polu użytkowanym jako czarny ugór bez stosowania zabiegów przeciwerozyjnych oraz erozję aktualną, czyli z uwzględnieniem aktualnej struktury użytkowania i stosowanych zabiegów przeciwerozyjnych) przez co w pierwszej kolejności wymagają wdrożenia skutecznych metod ochrony gleb użytkowanych rolniczo. W projekcie wykorzystano wysokorozdzielcze zobrazowania satelitarne systemu RapidEye z lat 2010-2011 oraz cyfrowe ortofotomapy lotnicze (RGB). Dane teledetekcyjne poddano zaawansowanej technologicznie klasyfikacji obiektowej (ang. OBIA - Object Based Image Analysis) w oprogramowaniu eCognition (Trimble Geospatial) wspartej analizami przestrzennymi GIS. Ocenę nasilenia erozyjnej degradacji gleb województwa małopolskiego przeprowadzono w oparciu o modelowanie z wykorzystaniem algorytmu USLE (ang. Universal Soil Loss Equation). Jest to najszerzej rozpowszechniony na świecie model erozyjny. W latach 90-tych XX wieku powstała nowa (zmodyfikowana) wersja modelu do określania erozji gleb, tj. (R)USLE. Ocena zagrożenia gleb województwa małopolskiego w aspekcie erozji potencjalnej wykazała, iż jedynie 15% powierzchni terenów użytkowanych rolniczo w województwie nie jest w zasadzie zagrożone erozją wodną. Na obszarze 28.6% terenów rolnych występuje natomiast potencjalnie średnie lub większe zagrożenie erozyjne - mogące skutkować trwałą degradacją profilu glebowego. Tereny zagrożone występują w największym nasileniu w południowej - górzystej części województwa. Ocena przeprowadzona w aspekcie erozji aktualnej pokazuje jednocześnie, iż rzeczywisty aktualny poziom zagrożenia erozyjnego jest znacznie niższy od potencjalnego. Ponad 40% terenów rolniczych nie jest obecnie narażonych na występowanie zjawisk erozji wodnej gleb, a erozja na poziomie średnim lub wyższym stwierdzana jest dla 10% powierzchni tych obszarów. Oznacza to, iż sposób prowadzenia gospodarki rolnej w znacznym stopniu ogranicza występowanie zjawisk erozyjnych. Podsumowując w przypadku województwa małopolskiego zagrożenie erozyjne użytków rolnych należy ocenić jako średnio-wysokie i dość mocno zróżnicowane terytorialnie. Zastosowana metodyka prac poza dużą oszczędnością czasu jaką przyniosła klasyfikacja obiektowa (OBIA) wykazała także możliwość wykorzystania modelu erozji (R)USLE dla jednostek administracyjnych o znacznej powierzchni, takich jak: powiat czy województwo.

EN

In 2011 the Marshal Office of Malopolska Voivodeship decide to evaluate the vulnerability of soils to water erosion for the entire region. The special work-flow of geoinformation technologies was used to fulfil this goal. First of all, the soil map had to be updated to include changes in land use and land cover which took place since 1960s, when most of them were made. The process of soil map updating had to be realised with very high degree of automation, because of the large area to be mapped (ca. 15 000 km sq.) and limited time period (ca. 3 months for complete erosion risk assessment). The approach used was based on the Object Based Image Analysis (OBIA) of orthophotomaps from both high resolution satellite images (RapidEye) and digital aerial photographs and applied GIS spatial analyses. Soil map with up-to-date land use and land cover information, together with rainfall data, detailed Digital Elevation Model and statistical information about areas sown with particular crops created the input information for erosion modelling in GIS environment. Soil erosion risk assessment was based on (R)USLE approach. Both, the potential and the actual soil erosion risk were assessed quantificatively and qualitatively. The soil erosion risk assessment for Malopolska Voivodeship showed that only 15% of the agricultural land in the region is generally free of the risk of water erosion. For the 28.6% of agricultural land the potential medium or higher risk of erosion exist - which can result in permanent degradation of the soil profile. The study was presented in forms of digital thematic maps and reports prepared for the entire area of Malopolska Voivodeship and each administrative district as well.

12

Upowszechnianie wykorzystania informacji przestrzennej - propozycja specjalistycznego geoportalu

Stelmaszczuk M., Drzewiecki W., Bielecki M.

Roczniki Geomatyki

|

2010

|

T. 8, z. 6

121-130

PL

Biorąc pod uwagę trendy rozwoju rynku technik satelitarnych, w tym ostatnio przyjęte rozporządzenie Komisji Europejskiej w sprawie europejskiego programu obserwacji Ziemi (GMES) i jego początkowych operacji (lata 2011-2013), wydaje się że zobrazowania satelitarne i systemy informacji geograficznej będą już niedługo jednym z ważnych narzędzi służących do monitoringu powierzchni Ziemi. Celem projektu GEONetCaB jest upowszechnianie wiedzy na temat możliwości wykorzystania teledetekcji oraz tworzenie powiązań pomiędzy dostarczycielami danych a potencjalnymi użytkownikami. Utworzona w trakcie jego realizacji oraz w ramach budowy portalu GEO-EUROPE baza danych na temat firm, organizacji i instytucji działających w branży GIS i obserwacji Ziemi, przyczyni się do budowania potencjału dla rozwoju rynku związanego z wykorzystaniem danych satelitarnych. Powstający przy wsparciu projektu geoportal będzie zawierał m.in. informacje na temat: 1) teledetekcji i GIS, 2) wydarzeń branżowych, 3) dostępnych na rynku szkoleń i ofert pracy, 4) firm działających w branży GIS i teledetekcji, 5) organizacji i instytucji specjalizujących się w obszarze teledetekcji i GIS, 6) posiadanych zasobów danych. Portal przyczynić się może do: 1) integracji środowiska naukowego oraz zwiększenia wydajności badań naukowych w zakresie teledetekcji i GIS, 2) skoordynowania działań zmierzających do pozyskania danych przestrzennych. Proponowana platforma, ze względu na swój zasięg oraz dwujęzyczność, może stać się również szansą zaistnienia na rynku ogólnoeuropejskim dla polskich firm, organizacji, czy instytutów - przez wypromowanie swoich produktów i wyników prac. Budowany geoportal ma pomóc w realizacji celu jaki postawili przed sobą wykonawcy projektu GEONetCaB . ma przyczyniać się do upowszechniania wykorzystania informacji przestrzennej, zwłaszcza obrazowych danych satelitarnych. Autorzy mają nadzieję, że realizacja projektu dostarczy informacji i dobrych przykładów z zakresu ich wykorzystania oraz ułatwi budowanie powiązań pomiędzy dostarczycielami danych i opartych na tych danych produktach a ich użytkownikami. Implementacja narzędzi ułatwiających wymianę informacji pomiędzy użytkownikami i poszukiwanie partnerów dla realizacji projektów (zwłaszcza w odniesieniu do pozyskiwania danych przestrzennych) powinna z kolei doprowadzić do przezwyciężenia bariery, jaką dla wielu potencjalnych użytkowników informacji przestrzennej stanowi wciąż jej koszt.

EN

The Earth Observation sector evolves rapidly. This fact provides motivation for organisations from all over the world to undertake different initiatives and programs aimed at improving the management of EO resourses. One of them is an intergovernmental group . GEO (Group on Earth Observations) established in 2003. This group is responsible for coordination of the process of formation of Global Earth Observations System of Systems (GEOSS). The European contribution to the GEOSS is the GMES program (Global Monitoring for Environment and Security) that is a common initiative of the European Commission and the European Space Agency. One of the main objectives of GEO is to initiate development of market for satellite imagery applications. For the same reason, the GEO Network for Capacity Building (GEONetCAB) project has been launched within the 7th Framework Program (theme: Environment). The Space Research Centre of the Polish Academy of Sciences is involved in implementation of GEONetCAB project with other institutions from Europe and Africa: ITC . coordinator, CNES, IRD, Charles University in Prague, CRASTE- LF, CSIR, Umvoto. The main aim of the GEONetCAB project is to make it possible to increase efficiency and intensification of performance of developing EO services with special emphasis on environment monitoring in developing countries, new member states of EU and neighbor countries of the EU. The reason for initiation of this project is still poor awareness (in spite of the growing number of various EO programs) of the potential of EO technology. The Space Research Centre as a member of the GOENetCAB project is supposed to prepare a database containing information on experts, providers and users of satellite data and products derived from it. The collected information will be published on GEO Europe portal prepared by GIS Europe company. The GEO Europe portal was created as an European geoportal in order to collect and provide information about companies and institutions operating in the field of geomatics. The main aims of GEO Europe portal are: 1. To build a database of Polish companies in geomatics field in order to maintain existing and establish new cooperation between providers and users of remote sensing data and products; 2. To build a database of scientific and R&D institutions dealing with remote sensing in order to maintain existing and establish new cooperation between experts and users of satellite data; 3. To build a database of existing satellite imagery and products derived from it possessed by the above mentioned institutions and companies to make it easy for potential users to purchase them. The proposed geoportal is compatible with general trend towards common data and knowledge exchange. In addition, this approach is in line with the INSPIRE Directive and actions to build the Spatial Information Infrastructure in Poland.

13

Sub-pixel classification of middle-resolution satellite images – evaluation of regression trees applicability to monitor impervious surfaces coverage

Drzewiecki W.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2010

|

Vol. 4, no. 4

61-75

EN

The aim of the presented research was to test the method of assessing the imperviousness index on the basis of middle-resolution satellite images with the use of regression trees. The task also included evaluation of the applicability of the method to monitor the changes of impervious surfaces coverage. The research has been done in the catchments of Prądnik and Dłubnia rivers (Malopolska region, Poland). The imperviousness index has been assessed for two time periods – current state (2007) and the mid-1990s. The training and verification data for both time periods have been obtained from aerial orthophotomaps for urban, suburban, rural, industrial and commercial areas. In both time states the best assessment of imperviousness index have been achieved for the variants where the regression trees were built on the basis of all satellite data accessible for the time period. However, it is worth notifying that the variant with the input data limited to three images from spring, summer and autumn provided comparable accuracy of the results. These models have the systematic error between 1.3–2.2%, the mean error between 15.8–16.4% and correlation coefficient between 0.85-0.86 for the mid-1990s. For the year 2009 these values are respectively: 1.4–1.7%, 15.7–16.0% and 0.86. The accuracy of the imperviousness index obtained in the present research is comparable with the accuracy obtained with the use of regression trees in research reported in the literature. The comparison has shown high accuracy of imperviousness index change assessment for the whole population of pixels in verification dataset. The systematic error is 0.1%. However, the obtained assessment accuracy for a single pixel (š14.5%) can be too low for some applications.

PL

Celem prezentowanych badań było sprawdzenie możliwości zastosowania drzew regresji do szacowania wskaźnika nieprzepuszczalności powierzchni terenu na podstawie średniorozdzielczych obrazów satelitarnych. W ramach badań przeprowadzona została również ocena stosowalności tej metody jako narzędzia monitoringu pokrycia terenu powierzchniami nieprzepuszczalnymi. Badania przeprowadzono na obszarze obejmującym zlewnie rzek Prądnik i Dłubnia. Wskaźnik nieprzepuszczalności oszacowano dla dwóch stanów czasowych – roku 2007 i połowy lat 90. XX wieku. W obu przypadkach dane treningowe i weryfikacyjne pozyskano z ortofotomap lotniczych dla obszarów o zróżnicowanym użytkowaniu (terenów zabudowy miejskiej, podmiejskiej, wiejskiej, przemysłowej oraz handlowej). W przypadku obu stanów czasowych najlepsze oszacowanie wskaźnika nieprzepuszczalności uzyskano w wariantach, w których do budowy drzew regresji użyto wszystkich dostępnych obrazów satelitarnych z poszczególnych okresów. Na uwagę zasługuje jednak fakt, iż porównywalną dokładność oszacowania uzyskano także w wariantach, w których dane wejściowe ograniczone były jedynie do trzech obrazów pozyskanych w okresie wiosennym, letnim i jesiennym. Zbudowane modele pozwalały na oszacowanie wskaźnika nieprzepuszczalności dla stanu z połowy lat 90. z błędem przeciętnym wynoszącym 1.3–2.2%, błędem średnim pomiędzy 15.8% a 16.4% oraz współczynnikiem korelacji w granicach 0.85–0.86. Dla roku 2007 wartości te wyniosły odpowiednio: 1.4–1.7%, 15.7–16.0% i 0.86. Uzyskany w prezentowanych badaniach poziom dokładności oszacowania wartości wskaźnika nieprzepuszczalności jest porównywalny z wynikami uzyskiwanymi z zastosowaniem drzew regresji przez innych autorów. Ocena dokładności oszacowania zmian wskaźnika nieprzepuszczalności wykazała bardzo wysoką dokładność ich określenia w odniesieniu do całości populacji pikseli w próbce weryfikacyjnej. Błąd systematyczny wyniósł w tym przypadku 0.1%. Należy jednak zauważyć, iż uzyskany dla pojedynczego piksela błąd średni na poziomie š14.5% może być zbyt duży dla niektórych zastosowań takiego podejścia jako narzędzia monitoringu zmian pokrycia powierzchni terenu.

14

Zmiany pokrycia terenu Pustyni Błędowskiej w latach 1926–2005

Maryniak D., Drzewiecki W.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2010

|

Vol. 21

245--256

PL

W artykule przedstawione zostaną wyniki badań dotyczących zmian w pokryciu terenu Pustyni Błędowskiej w latach 1926–2005. Badania przeprowadzono w oparciu o archiwalne i współczesne zobrazowania lotnicze i satelitarne: zdjęcia lotnicze, wykonane w roku 1926, zdjęcia satelitarne systemu CORONA z roku 1968 oraz ortofotomapy lotnicze, wykonane na potrzeby projektu LPIS i wysokorozdzielczą ortofotomapę satelitarną, powstałą z obrazów zarejestrowanych przez satelitę IKONOS w roku 2005. Ocenę rozmiaru zmian oparto na analizie fotointerpretacyjnej obrazów z okresu 1926–2005 oraz przeprowadzonej w środowisku GIS ilościowej analizie przekształceń form użytkowania, jakie zaszły na badanym obszarze od roku 1968. Przeprowadzenie analiz ilościowych wymagało wykonania korekcji geometrycznej archiwalnych zdjęć satelitarnych. W pracy zawarto porównanie wyników korekcji otrzymanych z wykorzystaniem metod wielomianowych: wielomianu stopnia pierwszego i drugiego oraz ilorazowego modelu wielomianowego. Zastosowanie ostatniej z metod pozwoliło na uzyskanie dokładności geometrycznej na poziomie dokładności mapy topograficznej w skali 1:25 000. Analiza fotointerpretacyjna oraz otrzymane w jej wyniku mapy pokrycia terenu „pustyni” i uzyskane na drodze ich analiz zestawienia tabelaryczne pozwoliły ocenić rodzaj i tempo zmian w przeciągu badanych 80 lat. Umożliwiły też ilościowe, szczegółowe oszacowanie ich rozmiaru w ostatnich czterdziestu latach. Ocena rozmiaru zmian, jakie zaszły na przełomie ostatnich 80 lat potwierdza, że Pustynia Błędowska zarasta. Obecnie bardziej przypomina las niż teren, którego fizjonomia jeszcze 40 lat temu była wyjątkowa w skali europejskiej. Roślinność w sposób naturalny pojawiła się na tym obszarze już przed wojną i pod koniec lat 60-tych XX w. zwiększyła obszar swojego występowania. Jednak tempo jej sukcesji w ostatnich czterdziestu latach znacznie wzrosło, w dużej mierze na skutek ingerencji człowieka.

EN

The paper presents the results of research on land cover changes in the Błędowska Desert area between 1926 and 2005. The study was based on historical and up-to-date remotely sensed images: aerial photographs from 1926, CORONA satellite photographs from 1968, aerial orthophotos made for LPIS project and high-resolution satellite orthophoto from Ikonos imagery acquired in 2005. The evaluation of land cover changes was done through photo interpretation of images and quantitative analysis in the GIS environment. A rectification of CORONA images was necessary to enable quantitative analysis. A comparison is presented of the correction results achieved with 1st and 2nd order polynomials as well as the rational polynomial method. Geometric accuracy necessary for 1:25000 topographic maps has been achieved using the rational polynomial method. Photo interpretation and the resulting land cover maps of the Błędowska Desert enabled evaluation of land cover changes during the considered 80 years, and a detailed quantitative analysis for the last 40 years. The evaluation of the land cover changes during the last 80 years proves that the Błędowska Desert has being overgrowing. Today the area is more comparable to a forest than to the unique desert area in Europe as it was 40 years ago. The vegetation appeared here in a natural way before World War II and expanded in the late 1960s. But, succession accelerated in the last 40 years, mainly because of human influence.

15

Mapy podstawowych form pokrycia i użytkowania terenu zlewni Raby powyżej Zbiornika Dobczyckiego - porównanie dokładności klasyfikacji pikselowej i obiektowej obrazów LANDSAT TM

Badurska M., Drzewiecki W., Tokarczyk P.

Teledetekcja Środowiska

|

2009

|

T. 42

15--21

EN

The research presented in the paper has been aimed at mapping the basic types of land-use in the upper Raba watershed (south Poland). The maps have been prepared for a study of the influence of land-use changes within the watershed on the sediment yields introduced into the reservoir. Because the erosion models used for sediment yields prediction need only to identify the main land-use / land cover classes (arable land, meadows and pastures, forests, waters, developed areas), the maps have been based on classification of middle-resolution satellite images (Landsat TM). In the research the results of traditional pixel-based classification were compared to the ones obtained in the object based approach. Six different Landsat TM images were classified. The methodology of both classification approaches have been described in the paper. The accuracy assessment of the classification results was based on their comparison with the land use types defined by the photo interpretation of colour composite images. The assessment was done by two operators. Each of them used different set of two hundred and fifty randomly generated sample points. In most cases the pixel-based approach resulted in higher overall accuracy. However, if overall accuracy confidence intervals are taken into consideration, none of the methods can be definitely recognised as a better one.

16

Application of Landsat imagery based vegetation indices to imperviousness index mapping

Drzewiecki W., Osak A.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2009

|

Vol. 3, no. 4

43-52

EN

The paper focuses on imperviousness index mapping with satellite remote sensing approach based on vegetation indices. Imperviousness factor can be defined as a percent of the total considered area covered by impervious surfaces (any materials that are impervious to water, such as rooftops, streets, driveways, parking lots, etc). With Landsat TM images comparable maps can be obtained for the time period from mid-80s to present. The imperviousness factor map of City of Cracow was prepared for 1996. Imperviousness factor accuracy was estimated for 20 percent.

PL

W publikacji przedstawiono zastosowanie teledetekcyjnej metody opartej na wskaźnikach wegetacji do sporządzania map współczynnika nieprzepuszczalności. Mapy te przedstawiają w odniesieniu do każdego piksela obrazu satelitarnego procentowy udział powierzchni o charakterze nieprzepuszczalnym, takich jak np. dachy budynków, drogi asfaltowe, parkingi itp. Wykorzystanie obrazów satelitarnych Landsat TM pozwala na uzyskanie porównywalnych map dla okresu od połowy lat 80. XX. wieku do chwili obecnej. Opracowanie wykonano dla obszaru Krakowa w roku 1996. Uzyskana dokładność oszacowania współczynnika nieprzepuszczalności wyniosła 20 procent.

17

Monitoring zmian pokrycia i użytkowania terenu na podstawie wieloczasowych obrazów teledetekcyjnych

Drzewiecki W.

Roczniki Geomatyki

|

2008

|

T. 6, z. 3

131-142

EN

Optimal land management needs information about land cover and land use scale, level of detail and time period proper for the given project. In many cases, the information about the changes, which the land in question underwent in the past, is as important as monitoring the changes at present. In recent years, we witness an increase in the availability of remotely sensed images (including the appearance of new high-resolution sensors) and development of methods of processing and analyzing the information covered by them. All this creates new possibilities to use multitemporal remote sensing images in land-use monitoring programs. There are tendencies to increase the spatial resolution and detail-level of databases. Other tendencies introduce different ways of presenting land cover, like maps showing the percentage of a given type of land cover on every image pixel. The availability of reliable archive cartographic materials plays also an important role in analyzing the changes of land cover and land-use. They can provide a referential background, as long as they were created according to the same methodological rules. In case of high-resolution land-use and land cover databases, both archive air photos and declassified satellite photographs from US military missions serve this aim.

18

Interpretacja głównych elementów krajobrazu na teledetekcyjnych obrazach lotniczych i satelitarnych

Mularz S., Drzewiecki W.

Czasopismo Techniczne. Architektura

|

2008

|

R. 105, z. 1-A

101-107

PL

W artykule przedstawiono teledetekcyjny model pozyskiwania informacji o przestrzeni krajobrazowej oraz walory interpretacyjne danych obrazowych pozyskiwanych z pułapu lotniczego i satelitarnego. Szczególną uwagę zwrócono na zdalne rejestracje multitemporalne w aspekcie dokumentowania zmian zachodzących w krajobrazie, zwłaszcza w odniesieniu do obszarów chronionych, takich jak Ojcowski Park Narodowy czy Bielańsko-Tyniecki Park Krajobrazowy. Dokładniej scharakteryzowano dane obrazowe wykorzystane na potrzeby przeprowadzonych badań: zdjęcia satelitarne amerykańskich systemów wywiadowczych CORONA oraz KH-7 i KH-9, obrazy satelitarne Landsat TM, obrazy satelitarne EROS-A oraz ortofotomapy wykonane w ramach projektów PHARE i LPIS. Przedstawiono również dostępność tego rodzaju materiałów dla obszaru Polski.

EN

This paper presents a remote-sensing model of obtaining landscape data and the interpretation properties of the imagery data obtained from aerial and satellite photographs. Special attention was paid to remote multitemporal imagery in the aspect of documenting changes that occur in the landscape, especially with reference to such protected areas as the Ojcowski National Park or the Bielańsko-Tyniecki Landscape Park. The imagery data used in research were described in detail: satellite pictures from the American CORONA and KH-7 and KH-9 Surveillance System, Landsat TM and EROS-A, as well as ortophotomaps produced under the PHARE and LPIS Projects. The authors also present the availability of such materials with respect to the territory of Poland.

19

Zagadnienie jakości numerycznych modeli terenu

Hejmanowska B., Drzewiecki W., Kulesza Ł.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2008

|

Vol. 18a

163--175

PL

Numeryczne modele terenu (NMT) stanowią bardzo istotną warstwę informacyjną w systemach GIS. Wiele analiz przestrzennych wykonuje się z ich wykorzystaniem - poczynając od prostych zapytań, poprzez analizę map pochodnych NMT: map nachyleń i ekspozycji, aż do wykorzystania NMT w skomplikowanym modelowaniu zjawisk zachodzących w środowisku. Analizy te można przeprowadzać (i tak robi się najczęściej) tzw. metodą twardą, czyli nie biorąc pod uwagę wiarygodności danych źródłowych, lub metodą miękką - biorąc pod uwagę różne aspekty dokładnościowe danych źródłowych oraz przyjmując miękkie, rozmyte warunki analizy. Ostatnio coraz większą uwagę zaczyna się przywiązywać do wiarygodności wyników analiz GIS i w związku z tym częściej pojawia się problematyka jakości i dokładności danych źródłowych w systemach GIS. Problemem jest też fakt, iż producenci oprogramowania GIS rzadko rozwijają w nim wsparcie dla analiz dokładnościowych. Niniejsza publikacja ma charakter przeglądu literatury tyczącej się określania i modelowania dokładności numerycznych modeli terenu. Publikacja została przygotowana w ramach projektu AGH nr: 11.11.150.949.

EN

The Digital Elevation Model is one of very important layers in GIS systems. Many spatial queries are made with the use of DEM, from simple questions to derivatives such as slope, aspect and viewshed maps to complicated modelling of environmental phenomenon. The analyses can be made (and that is the usual case) by the so called hard method, which does not take into account the reliability of source data, or with the fuzzy method, which takes into consideration multiple accuracy aspects. Recently, more and more attention has been paid to the GIS analyses credibility, which makes the accuracy issues more important than ever. Another problem is that GIS software only occasionally delivers tools for algorithm and function accuracy analysis. The paper provides a review of literature concerning the statement and modelling of inaccuracy in Digital Elevation Models. The work was supported by AGH project No. 11.11.150.949.

20

Próba kalibracji modelu RUSLE/SDR dla oceny ładunku zawiesiny wprowadzanego do Zbiornika Dobczyckiego ze zlewni bezpośredniej

Drzewiecki W., Mularz S., Twardy S., Kopacz M.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2008

|

Vol. 18a

83--98

PL

Prognozowanie wielkości ładunku zawiesiny wprowadzanego do zbiornika retencyjnego wraz z zasilającymi je wodami posiada istotne znaczenie, zarówno w kontekście jakości wody zbiornika jak i jego pojemności dyspozycyjnej. Znaczącym wsparciem dla opracowania tego rodzaju prognoz może być realizowane w środowisku Systemów Informacji Geograficznej modelowanie efektów erozji wodnej gleb w obszarze zlewni zbiornika. W artykule przedstawiono rezultaty kalibracji modelu RUSLE/SDR (Revised Universal Soil Loss Equation / Sediment Delivery Ratio) uzyskane w oparciu o wyniki pomiarów przeprowadzonych w czterech ciekach zasilających Zbiornik Dobczycki: Wolnicy, Trzemeśniance, Brzezówce i Bulince. W trakcie przeprowadzonych badań podjęto próby kalibracji modelu w oparciu o wyniki pomiarów ładunków zawiesin Nie udało się uzyskać pozytywnych efektów kalibracji stosując te same parametry modelu dla wszystkich zlewni. Powodzeniem zakończyły się natomiast próby kalibracji w wariantach, w których nie uwzględniono wyników uzyskanych w zlewni Wolnicy. Spośród testowanych wariantów obliczeniowych najlepsze rezultaty dawało zastosowanie do obliczeń wskaźnika topograficznego wzorów McCool’a et al. (1987, 1989) przy użyciu do określenia sieci erozyjno-drenażowej algorytmu D8. Uzyskane rezultaty kalibracji, pomimo iż nie w pełni satysfakcjonujące, pozwalają przypuszczać, że model RUSLE/SDR będzie mógł być wykorzystany do prognozowania zmian ładunków zawiesiny docierającej do zbiornika. Hipoteza ta poddana zostanie weryfikacji w trakcie dalszych badań, w oparciu o pomiary ładunków zawiesiny przeprowadzone w latach 2007/2008.

EN

Synoptic information on suspended matter supply to reservoirs is important because of a potential storage capacity reduction and water contamination. Such prediction is difficult to obtain from in situ measurement only. The suspended matter load can be estimated by modelling water soil erosion effect in GIS environment, using Digital Elevation Model, climate data, soil type parameters, and land-use/land-cover data obtained from remote sensing multitemporal imageries. To predict sediment yields from watersheds, a calibrated model is needed. The paper presents a study on the Dobczyce Reservoir in southern Poland. In the 1980s, detailed measurements of sediment yields in rovers of the Reservoir's immediate catchment were taken. We tried to calibrate the RUSLE/SDR (Revised Universal Soil Loss Equation / Sediment Delivery Ratio) erosion model to predict sediment loads. Different topographical factor equations and runoff routing algorithms were tested. The RUSLE/SDR model calibration was based on sediment loads measured in four streams (Wolnica, Trzemeśnianka, Brzezówka, Bulinka) during three years (1982-84). First, we tried to use one model for all four catchments modelled. The calibration attempts were based on the yearly sediment loads and on average sediment yields for 1982-1984, measured in every catchment. Both attempts failed. Successful calibration was achieved in both approaches when the Wolnica catchment was excluded. Sediment yields measured in the remaining three catchments showed little year-to-year variation. In the Wolnica catchment, the sediment yield in 1982 was thirteen times greater than that in 1984. The differences in the measured sediment yields occurred mainly in winter months. The Wolnica catchment differs from the remaining ones in its location: it is located on the south slopes (at the north side of the existing reservoir). This can bring about differences in climatic conditions. It is possible that the calculated rainfall erosivity factor used was not appropriate for that watershed. The best result was obtained with the use of D8 runoff routing algorithm and the LS-equations proposed by McCool et al. (1987, 1989). The results obtained show the potential of this simple approach in prediction of sediment supply to the Dobczyce Reservoir from its immediate catchment. An improved version of the model (with rainfall erosivity factor calculated in a diferent way or with different parameter values for different catchments) will be tested in the future along with other soil erosion models capable of prediction sediment yields. These models will be validated based on measurements taken last year.