Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Mapa użytkowania i pokrycia fragmentu Gorczańskiego Parku Narodowego opracowana w oparciu o fotointerpretację cyfrowych ortofotomap lotniczych CIR z 2011 roku

Wężyk P., Mucha M., Szostak M.

Roczniki Geomatyki

|

2017

|

T. 15, z. 1(76)

119--131

PL

Obserwowane w ostatnich latach globalne zmiany klimatu i towarzyszące mu ekstremalne zjawiska pogodowe (wysoka temperatura, susza atmosferyczna i glebowa, gwałtowne wiatry itp.) prowadzą bezpośrednio (np. wiatrowały) lub pośrednio (np. gradacje szkodliwych owadów) do dynamicznych przemian w drzewostanach, szczególnie we wrażliwych ekosystemach górnoreglowego boru świerkowego. Celem prezentowanej pracy było opracowanie aktualnej cyfrowej mapy użytkowania i pokrycia terenu (ang. Land Use Land Cover; LULC) obejmującego fragmenty: Doliny Kamienicy, masywu Kudłonia oraz Jaworzyny Kamienickiej w centralnej części Gorczańskiego Parku Narodowego (GPN), ze szczególnym uwzględnieniem klas drzewostanów będących w fazie zamierania lub już zniszczonych. Pozyskane w procesie fotointerpretacji dane w postaci wektorów zasilić miały bazy danych systemu GIS w GPN w celu wykonania analiz przestrzennych. W ramach prac kameralnych dokonano fotointerpretacji archiwalnych stereomodeli zdjęć lotniczych CIR z 1997 roku oraz cyfrowej ortofotomapy lotniczej z 2011 roku (CIR, GSD 0,25 m). Szczególną uwagę zwrócono na obszary objęte rozpadem drzewostanów świerkowych w latach 1979-1987 na południowych zboczach Kudłonia, Wierchu Spalone oraz Jaworzyny Kamienickiej. Wylesienia zarejestrowane na archiwalnych zdjęciach CIR z 1997 roku obejmowały w minionym okresie zaledwie 114,11 ha (4,37%).Wyniki wektoryzacji zasięgu klas LULC na ortofotomapie z 2011 roku wskazują, iż na obszarze badań (2611,42 ha) wystąpiło aż 1604 sztuk gniazd kornikowych. Łącznie klasy uszkodzonych drzewostanów zajęły 374,48 ha (14,34% całego obszaru analiz), przy czym drzewostany świerkowe bez wyraźnych oznak uszkodzenia występowały na 434,01 ha (16,62%). Przeprowadzone badania potwierdziły dużą dynamikę przemian drzewostanów, tj. ich zamierania lub rozpadu powodowanego przez wiatry, ale wskazały także, iż wtórna sukcesja leśna zachodząca na polanach oraz regeneracja lasu w obszarach poklęskowych są gwarantem istnienia drzewostanów w Gorcach, choć już nie wszędzie jako monokultur świerkowych. Zdjęcia lotnicze i produkty ich przetwarzania czyli ortofotomapy cyfrowe kolejny raz udowodniły ogromną przydatność do kartowania klas pokrycia terenu i różnych form jego użytkowania czy kondycji ekosystemów leśnych. Ze względu na niskie koszty pozyskania cyfrowych zdjęć lotniczych, zaleca się wprowadzenie w GPN na stałe monitoringu drzewostanów opartego na fotointerpretacji bądź nawet półautomatycznej klasyfikacji ortoobrazów cyfrowych. Wyniki kartowania zasilając bazy danych GIS dawałyby pełną wiedzę o procesach zachodzących przestrzennie i w czasie w Gorczańskim Parku Narodowym.

EN

Recently observed global climate changes and associated extreme weather events (high temperature, atmospheric and soil drought, strong winds, etc.) can lead directly (e.g. windfalls) or indirectly (e.g. insects breakouts) to dynamic changes in mountainous stands, especially in sensitive upper forest belt composed of Norway spruce. The aim of this work was to develop the up-to-date digital Land Use and Land Cover map (LULC) including parts of: Kamienica Valley, Kudłoń and Jaworzyna Kamienicka massive located in the central part of Gorce National Park (South Poland), with particular emphasis on dying or already destroyed forest stand classes. Vector data acquired in the process of photointerpretation was the input data for GIS databases with the goal to perform GIS spatial analysis. The archive CIR aerial photos from 1997 and the digital orthophoto from 2011 (CIR, GSD 0.25 m) were elaborated in the frames of this project. Particular attention was paid to the areas covered by the spruce stands in the period 1979-1987 on the southern slopes of Kudłoń, Wierch Spalone and Jaworzyna Kamienicka. Deforestation interpreted and mapped on the archive CIR stereo models from 1997, covered 114.11 ha (4.37%) only. The results of photointerpretation workout of the LULC classes borders (the orthophoto from 2011) indicate that in the test area (2,611.42 ha) occurred 1604 pcs. of the, so-called, „bark beetle nest’s” (Ips typographus L). In total, the classes of damaged forests occupied 374.48 ha (14.34% of the total test area), the Norway spruce with no obvious signs of damage occurred on 434.01 ha (16.62%) only. The performed study confirmed the high dynamics of forest stands dieback or decay caused by winds or insects and also indicated that secondary forest succession occurring in clearings and regeneration of forest on post-disaster areas are a kind of the guarantee of forest existence in the Gorce Mountains, though not everywhere as Norway spruce monocultures. The CIR aerial photographs or digital orthophotomaps once again proved a huge usefulness as the geodata for mapping the LULC classes in mountain environment. Due to low costs of digital aerial photographs acquisition it is recommended to introduce in the Gorce National Park the permanent monitoring of forests based on photogrammetric 3D workout or even semi-automatic image analysis (orthophoto). Supplying the GIS databases the mapping results would provide a comprehensive understanding of spatial processes occurring in the Gorce National Park in time.

2

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.

3

Application the object based image analysis of VHR sattelite images in land-use analysis

Wężyk P., Kok R., Kozioł K.

Roczniki Geomatyki

|

2006

|

T. 4, z. 3

227-238

PL

Trendy panujące w teledetekcji wskazują jednoznacznie na kierunek stosowania całkowicie samodzielnych metod automatycznej klasyfikacji dużych mozaik ortofotomap lotniczych i satelitarnych. Zautomatyzowany proces pozyskiwania i zarządzania dużymi zbiorami danych teledetekcyjnych został już w zasadzie osiągnięty, a jego logiczną kontynuacją jest w pełni automatyczna interpretacja obrazu. Wybrane klasy CLC2000 (Corine Land Cover) takie jak: woda, las, obszary antropogenicznego pochodzenia czy tereny rolnicze posiadają bardzo specyficzną charakterystykę będącą kombinacją własciwości spektralnych i tekstury. Stąd też klasy te mogą być poddawane sekwencyjnemu procesowi klasyfikacji (zapisanego w tzw. protokole programu eCognition; Definiens) zwanego OBIA (obiektowa analiza obrazu; synonim - klasyfikacja obiektowa), który może wskazać tzw. "kandydatów" dla powierzchni treningowych i testowych w obszarze analizowanego obrazu. W zaprezentowanej metodzie, selekcja pól treningowych i testowych tradycyjnie dokonywana przez operatora, została znacząco zredukowana bądź też nawet całkowicie zaniechana. Te subiektywne zazwyczaj decyzje, które obszary nadają się, a które nie jako wzorce to klasyfikacji, zastąpiono hierarchicznym procesem (protokół eCognition) ich wyboru. Zapewnia to opisywanej metodzie OBIA większą obiektywność. Sukces działania w pełni automatycznych procedur analizy obrazu można osiągnąć w przypadku klas pokrycia terenu o unikatowej charakterystyce spektralnej i teksturze (ang. fingerprint). Systemy eksperckie wymuszają przebieg określonych procesów takich jak: od poziomu Danych do Informacji oraz od poziomu Informacji do Wiedzy. Pomimo takiego przebiegu od Danych do Informacji, systemy IACS/LPIS bazują w swej dużej części na informacjach składanych przez rolników. Bezpośrednie powiązanie danych satelitarnych z systemami GIS może przynosić duże profity dzięki wdrażaniu dostępnych już inteligentnych metod przetwarzania obrazu. Prezentowana praca demonstruje najnowocze.niejsze metody (eCognition ver.5) i procedury aktualizacji warstw GIS (LPIS) oparte na automatycznym generowaniu informacji na podstawie wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych QuickBird. Artykuł pokazuje możliwości zastosowania automatycznych procesów do ilościowej analizy dynamiki klas pokrycia terenu, w tym szczególnie, naturalnej sukcesji leśnej jaka najczęściej zachodzi na opuszczonych gruntach rolnych w południowej części Polski. Zastosowana klasyfikacja OBIA oraz analizy GIS wykazały istnienie 69,28 ha obszarów o charakterze sukcesyjnym zajmujących 16,2% terenu badań. Zautomatyzowane pozyskiwanie informacji zawartych w wysokorozdzielczych obrazach satelitarnych staje się koniecznością w kontekście podejmowania najlepszych decyzji uwzględniających dynamikę naturalnych procesów zachodzących w krajobrazie rolniczym.

4

Integracja technik geomatycznych w badaniach przyrodniczych na przykładzie kartowania szaty roślinnej Tatr Wysokich

Wężyk P., Wrzodak J.

Roczniki Geomatyki

|

2005

|

T. 3, z. 4

209-218

EN

The main goal of the presented work was to prepare an up-to-date digital map of plant cover of the Skoru.niak Reserve and the Roztoka Valley in Polish High Tatras, using photogrammetry, GPS survey and GIS analysis of data gathered from CIR (Color InfraRed) aerial photos (scale 1:10.000). The generation of digital orthophotomap based on the CIR aerial photos and DTM for other working groups in the project, was additional aim of this study. Before the photogrammetrical flight was undertaken, the 34 GCPs were placed in the area of research. Their precise location was measured using Differential GPS methods (the TPN base station in Zakopane). Further work showed the need of measuring additional 14 GCPs, first pre-selected on the enlarged aerial photos and then measured during the field campaign (DGPS). The CIR aerial images with stereo overlay were taken during a photogrammetric flight on September 30th 2002 over the Tatra National Park. The aerotriangulation process made by OPGK Krakow, resulted in 23 stereomodels, which were next used for the 3D mapping of plant cover, using digital photogrammetry station DEPHOS. Types of the plant cover were distinguished with the use of prepared photointerpretation key and the ground truth survey. Generally, three types of polygon features were distinguished: FOREST, NON_FOREST and UNCLASSIFIED. The types were divided next into 11 classes and 38 objects. The total area of 149 objects which belong to the FOREST type was 1.626 hectares (58% of the research area). The 150 objects from the NON_FOREST type, covered an area of 615 hectares (22% of research area). Objects put into UNCLASSIFIED type (snow, shadow areas) covered as much as 20% of the research area. Polygon objects were next encoded (numbers) and the corrected topology of the thematic cover was created (ArcInfo ESRI). The obtained polygon layer was used for GIS spatial analysis with the use of DTM. The final product of the aerial photos processing was an orthophotomap (2.96 GB TIFF), compressed with Enhanced Compressed Wavelet (ECW) algorithm using ER Mapper (ERM), with almost no loss of information, but with the output file with the size of 114.8 MB only. The results of the presented research proved that geomatic technologies integration have an important place in environment studies. The geodata gathered in the project may be used in further GIS spatial-temporal analysis of the plant cover of the Tatra National Park. The presented paper was a part of a scientific research project: .Time and spectral scales of Western Carpathians Norway spruce forest dynamics. granted by KBN 6 P04 F03021