Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

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

100%

Drzewiecki W.

|

tom 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.

2

Hydrological Modelling as a Support for Infrastructure Design and Maintenance

84%

Uciechowska-Grakowicz A. , Chrobak G. , Dąbrowska J.

|

tom Vol. 1, no. 1

629--636

EN

One of the many concerns related to climate change is its impact on infrastructure, for example in the case of structures such as bridges or culverts which are more frequently exposed to conditions like significant differences in water table levels or floods. Varying weather conditions can also cause deterioration of properties of the materials which they are made of, which coupled with higher loads (water, wind or temperature variation, depending on the structure) decreases their durability and hinders their operation. Existing infrastructure facilities were designed with the use of historical data, and those design assumptions can be out of date at the moment, moreover their validity decreases with further climate changes. In order to support the design of new infrastructure facilities and the maintenance of already existing ones, climate change should be taken into account. One of the means that can be used to assess the impact of climate change on bridges and other river infrastructure is hydrological modelling. In this paper, the authors present a hydrological model of the flow in the Ślęza River, a 78.6 km long, left- bank tributary of the Odra River, as well as in its tributaries, with a particular focus on the points where bridges are located. The model was performed with QSWAT software, taking into account two scenarios of climate change: SSP2-4.5 and SSP5-8.5 (obtained with the use of NorESM2-LM model) and calibrated with the use of historical meteorological data. The results of the model include daily flows for years 2023-2050, which allows to compare characteristic (statistical) flows and observe trends; also a change in the dynamics of the river caused by thaws can also be observed. A greater number of extreme events can be seen in the results for the SSP2-4.5 scenario, the values of flood flows are also higher for this scenario, whereas the average flows are higher for the SSP5-8.5 scenario, which is due to higher rainfall in this scenario – although the threat of short-term extreme events is lower, but nevertheless, due to increased flows, scouring development can occur in this scenario, which when left uncontrolled can pose great risks to bridges. The obtained results would be helpful for engineers who plan the maintenance of infrastructure facilities, as this analysis would provide additional data in order to choose optimal solutions for the costs of exploitation and for the environment.

3

Rozwój i degradacja mokradeł zasilanych wodami podziemnymi na terenie Drawieńskiego Parku Narodowego

84%

Wołejko L. , Grootjans A. , Veeman I. , Verschoor A. , Stańko R.

|

tom T. 1, z. 1

105--122

PL

Zaprezentowano wyniki badań związku przekształcenia sandrowego krajobrazu na terenie Drawieńskiego Parku Narodowego (DPN) z genezą, rozwojem i procesem degradacji mokradeł. Przeanalizowano dwa kompleksy mokradeł usytuowane w ciągach zagłębień wytopiskowych wzdłuż doliny rzeki Płociczna. Wydłużone, głębokie rynny są obecnie zajęte przez mokradła różnych typów, jeziora i rzekę. Razem tworzą jednolity system hydrologiczny zasilany przez wody podziemne z obszaru wysoczyzny sandrowej i odwadniany przez rzekę Płociczna (dopływ Drawy – Noteci). Kompleks mokradłowy Miradz rozwinął się z zespołu kilku oddzielnych jezior jako jednolite torfowisko przepływowe. Zmiany systemu hydrologicznego doprowadziły do wtórnej fragmentacji tego torfowiska i rozwoju mokradeł innych typów: niewielkiego torfowiska wysokiego, erozyjnego kompleksu źródliskowego i aluwialnego mokradła przy Płocicznej. Kompleks mokradłowy Cieszynka powstał po częściowym spłynięciu jeziora, prawdopodobnie w wyniku zmiany biegu rzeki Cieszynka. Obecnie w skład kompleksu wchodzi zdegradowane torfowisko źródliskowe, pływająca mata trzęsawiskowa, zarastająca pozostałość dawnego jeziora oraz regenerujące się torfowisko przepływowe na obrzeżach zbiornika. Świadectwem dawnego stanu jeziora są odsłonięte, przesuszone pokłady kredy jeziornej, której powierzchnia wyniesiona jest do 1,5 m nad poziom obecnego pła. Badania wykazały, że dynamiczne przemiany typologiczne mokradeł w czasie były uzależnione zarówno od naturalnych procesów geomorfologicznych, jak i od pośredniego i bezpośredniego wpływu człowieka. Istotnym sposobem przywrócenia pierwotnych warunków rozwoju torfowisk na terenie DPN mogłaby być rekonstrukcja systemu hydrologicznego w skali krajobrazu. Wymagałoby to manipulowania poziomem wód w jeziorach i odtworzenia pierwotnego przebiegu cieków. Takie warunki sprzyjałyby w mniejszym stopniu rozwojowi źródliskowych kompleksów erozyjnych, a stymulowały regenerację mezotroficznych torfowisk przepływowych. Dodatkowym celem byłoby gromadzenie dużej ilości czystej wody do wykorzystania jako zasoby wody pitnej.

EN

The paper presents the results of the study of the relationship between the post-glacial landscape transformation and the genesis, development and degeneration of wetlands in the sandur (outwash plain) area of the Drawa National Park. Two wetland complexes have been selected as case-study sites. Both are situated within a chain depression belt, created by the fluvioglacial stream-flow and a melt-out of dead-ice blocks within a large outwash plain. In some depressions lakes are still present, while in others mires have developed. The entire system is drained by the Płociczna River, a tributary of the Drawa and Noteć Rivers. The „Miradz” study site represents a wetland complex which developed from the chain of separated lakes into one large percolating mire. Due to the transformation of the topographic features and the surface hydrologic system the mires have deteriorated and new wetland types evolved, including a small raised bog, an extensive complex of eroding springs and an alluvial fen close to the river. The „Cieszynka” study area is a complex of wetlands developed after a sudden lowering of a previous lake level. The possible cause of this process was a creation of a new course of the Cieszynka River. The resulting wetland system consists of a deteriorating spring mire, a floating mire developed over a recently terrestrialized remainder of lake and a regenerating percolating mire surrounding the latter. Exposed lake chalk deposits, elevated up to 1.5 m above the floating mire surface, are present at the margins of the system. The study shows the dynamic changes in wetland characteristics over time, related both to natural geomorphologic processes as well as to the human impact inside and outside the wetlands. Detailed investigations in a particular mire can supply clues for interpreting past landscape transformation. A possible way to restore the past conditions for mire formation in the Drawa National Park could be the reconstruction of the original hydrological system on the landscape scale. This could be done by manipulating the level of lakes as well as reconstructing original river courses. Such conditions would be less favourable for existence of erosie spring complexes, but would stimulate re-development of mesotrophic mires. A secondary goal would be an increased storage of large quantities of pure natural water for use as drinking water.

4

Wykorzystanie polskich doświadczeń do wdrażania Dyrektywy Powodziowej UE na terenie Gruzji

84%

Radecka A. , Marczyński D. , Janowczyk B. , Drężek A.

|

2017

|

tom Nr 4

123--124

PL

Gruzja przeżywa od paru lat prawdziwy najazd turystów, zachwycając ich piękną przyrodą, gościnnością i tradycjami. Mało kto wie, że w ostatnich latach polscy specjaliści zajmujący się tematyką analizy zagrożeń powodziowych pomagają specjalistom gruzińskim w tym zakresie.

5

GIS w hydrologii Lublina

84%

Sobolewski W. , Gawrysiak L.

|

tom T. 11, z. 4(61)

93--101

PL

Celem opracowania jest prezentacja metody wyznaczenia zlewni miejskich na przykładzie Lublina, określenie podstawowych parametrów topograficznych i hydrologicznych warunkujących formowanie spływu powierzchniowego i odpływu podczas intensywnych opadów deszczu oraz stworzenie i przetestowanie prostego modelu hydrologicznego, pozwalającego na ustalenie objętości odpływu z poszczególnych zlewni przy założonej wysokości opadów atmosferycznych wywołanych letnimi opadami burzowymi. Obliczenie ilości wody opadowej odpływającej z terenu miasta umożliwia także szacowanie ładunków zanieczyszczeń i dróg ich spływu do systemu rzecznego. Do ustalenia objętości wody biorącej udział w odpływie wybrano metodę SCS CN (Soil Conservation Service Curve Number method), opracowaną przez amerykańską Służbę Ochrony Zasobów Naturalnych. Do opisu elementów środowiska warunkujących zjawiska hydrologiczne wykorzystano dane przestrzenne pochodzące z różnych źródeł, które zintegrowano w bazie danych. Do warstwy informacyjnej opisującej użytkowanie terenu dołączona została tablica wartości średnich stężeń zanieczyszczeń. Wyniki uzyskane drogą modelowania potwierdzono na podstawie obserwacji w zlewniach eksperymentalnych. Obliczenia przeprowadzono przy użyciu oprogramowania ArcGIS, wraz z rozszerzeniami Spatial Analyst i Hydrologic Modeling. Wykorzystano także oprogramowanie L-Thia GIS ułatwiające m.in. ustalenie parametrów CN, opadu efektywnego i objętości odpływu.

EN

The aim of this paper is to present the method of determining urban catchment on the example of Lublin, the determination of the basic topographical and hydrological parameters conditioning formation of surface runoff and drainage during heavy rains and to create and test a simple hydrological model, sufficient for determining the volume of outflow from each catchment with assumed amount of precipitation caused by summer rain storms. Calculation of the amount of rain water flowing out from the city allows also to estimate pollutant loads and their run-off routes into the river system. To determine the volume of water involved in the outflow SCS CN method (Soil Conservation Service Curve Number method) was selected. This method is developed by the U.S. Natural Resources Conservation Service. To describe the elements of the environment which determine hydrologic phenomena, spatial data from different sources were used. Spatial data were integrated in one database. To the information layer describing the land use, array of values of average concentrations of pollutants was included. The modeling results were confirmed by observations in experimental catchments. Calculations were performed using ArcGIS software, with Spatial Analyst and Hydrologic Modeling extensions. Also, L-Thia GIS software was used to determine the parameters of CN, effective precipitation and outflow volumes.

6

Porównanie wybranych modeli do szacowania parowania potencjalnego w okresie zimowym dla potrzeb modelowania hydrologicznego

67%

Bac S. , Iwanski S. , Kuchar L.

|

nr 2[162]