Analiza wykonalności dla wskaźnika: zmiany obszarów użytkowanych rolniczo

Transkrypt

1 Analiza wykonalności dla wskaźnika: zmiany obszarów użytkowanych rolniczo Analizę wykonalności dla kolejnego wskaźnika: zmiany obszarów użytkowanych rolniczo rozpoczniemy, podobnie do wskaźnika dostępności obszarów pod zabudowę, od oceny możliwości obliczenia wskaźnika w tej samej skali przestrzenno-czasowej oraz z wykorzystaniem tych samych danych, metod i oprogramowania, których użyto w projekcie DIAMONT. Następnie podsumujemy pierwszy etap analizy wykonalności i przejdziemy do rekomendacji odnoszących się do wyliczenia proponowanego wskaźnika w polskiej części Karpat. Etap 1: Ocena wskaźnika według pięciu kryteriów głównych Wskaźnik zmian obszarów użytkowanych rolniczo ocenimy wykorzystując pięć kryteriów głównych przy pomocy zestawienia tabelarycznego. Wykonamy również mapę przedstawiającą badany wskaźnik dla polskiej części Karpat wykorzystując metody zastosowane w projekcie DIAMONT. Ocena wskaźnika zmian obszarów użytkowanych rolniczo według pięciu kryteriów głównych Ocena możliwości/wymagań technologicznych i systemowych Rodzaj danych / metod / oprogramowania potrzebnych w projekcie DANE Nazwa źródła danych / metod / oprogramowania Informacja o pokryciu terenu Baza danych /użytkowaniu ziemi: CORINE Land obszary Cover (Ryc. 2) użytkowane rolniczo Granice jednostek administra- cyjnych (NUTS) Państwowy Rejestr Granic Jakość źródła danych / metod / oprogramowania Dane cyfrowe, MMU: 25 ha, rozdzielczość przestrzenna: 100 m, dostępne dla lat: 1990 i 2000 w systemie odniesień przestrzennych: EPSG:3035 Ocena możliwości/wymagań prawnych Zasady udostępniania i użytkowania Dane darmowe, dostępne na stronie: europa.eu/data-andmaps udostępniane bez ograniczeń do dowolnych celów od naukowych po komercyjne Poziomy NUTS: 1-5 Dane płatne, udostępniane na nośnikach CD/DVD Właściciel Europejska Agencja Środowiska Centralny Ośrodek Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej Ocena możliwości/wymagań operacyjnych Wiedza i umiejętności Podstawowe umiejętności w zakresie pozyskiwania danych cyfrowych ze źródeł internetowych Podstawowe umiejętności w pozyskiwaniu danych cyfrowych ze źródeł Współuczestnictwo Ocena możliwości/wymagań ekonomicznych Koszt Informacja o cenach danych jest dostępna na stronie CODGIK Ocena możliwości/wymagań związanych z harmonogramem Czas Zależny od szybkości łącza internetowego Zależny od realizacji zlecenia oraz szybkości działania Poczty Polskiej

2 METODY Jednostki administracyjne NUTS 1-3 Wskaźnik dostępność obszarów pod zabudowę: ArcGIS zapytania przestrzenne i algebra map OPROGRAMOWANIE Oprogramowanie pozwalające na wstępne ArcGIS przetworzenie, analizę i wizualizację danych Poziom NUTS 3 Pozwala na wykonanie zakładanych obliczeń/działań Pozwala na wykonanie zakładanych obliczeń/działań Dane darmowe dostępne na stronie: ec.europa.eu/portal/ page/portal/gisco/ popups/references/ administrative_ units_statistical_ units_1 Licencje Licencje Eurostat ESRI ESRI internetowych Podstawowe umiejętności dotyczące analiz i wizualizacji w programach z rodziny GIS Podstawowe umiejętności z zakresu obsługi oprogramowania z rodziny GIS (na początek) - dane bezpłatne Stawka za godzine pracy ustanowiona przez pracodawcę - - Zależny od szybkości łącza internetowego Czas potrzebny na wstępne przetworzenie danych i wykonanie obliczeń: maksymalnie 3 godziny

3 Wskaźnik zmian obszarów użytkowanych rolniczo na obszarze polskiej części Karpat w roku 2000 wykonany według założeń projektu DIAMONT, na poziomie NUTS 3. Wartości wskaźnika: 1: (klasy według projektu DIAMONT)

4 Baza danych CORINE Land Cover dla obszaru polskiej części Karpat dla roku 2000, rozdzielczość przestrzenna 100m, 1 - tereny antropogeniczne; 2 - Tereny rolne; 3 - Lasy; 4 - Ekosystemy seminaturalne i obszary podmokłe; 5 - Obszary podmokłe Etap 2 i 3: Podsumowanie oceny i rekomendacje Podsumowując ocenę możliwości transferu metody z Alp do Karpat można stwierdzić, że implementacja wskaźnika zmian powierzchni użytkowanej rolniczo w skali czasowo-przestrzennej zaproponowanej w projekcie DIAMONT jest możliwa na obszarze polskiej części Karpat. Dane i oprogramowanie jest w dostępne, obliczenia wymagają tylko podstawowych umiejętności z zakresu przetwarzania, analizy i wizualizacji danych, dyskusyjny może być dosyć wysoki koszt przede wszystkim związany z kosztem zakupu oprogramowania. Podejście zaproponowane w projekcie DIAMONT wymaga także modyfikacji uwzględniających specyfikę nowego regionu, w którym stosowana jest metoda np. istotnym problemem jest wielkość jednostek obliczeniowych stosowanych w projekcie. Pozytywne i negatywne strony podejścia wraz z rekomendacjami ewentualnych kierunków zmian w obliczeniach dotyczących m.in. skali, zastosowanych danych i modyfikacji elementów wskaźnika oraz kosztów (obniżenie kosztów bez konieczności zmiany jakości danych/wyników obliczeń) przedstawimy w formie tabelarycznej dla danych, zastosowanych obliczeń i metod oraz oprogramowania. Ponadto zaproponowane zmiany zaprezentujemy w postaci map i wykresów.

5 Podsumowanie oceny danych wykorzystanych do obliczenia wskaźnika zmian obszarów użytkowanych rolniczo Podsumowanie Pozytywne dane CORINE Land Cover darmowe i dostępne: obecnie dla trzech momentów czasowych, lat: 1990, 2000 oraz możliwość analizy zmian w czasie Negatywne jakość danych: MMU: 25 ha: przy średniej wielkości gospodarstwo rolnego w Karpatach wynoszącej 5/7ha (źródło GUS) i bardzo dużym zróżnicowaniu krajobrazu na obszarze polskiej części Karpat MMU jest nieodpowiednie, ponadto taka MMU uniemożliwia kartowanie zabudowy rozproszonej (Ryc. 4) dokładność danych 85% dane dostępne tylko dla trzech momentów czasowych ostatnia aktualizacja w roku 2006 Rekomendacje wykorzystanie danych o mniejszej MMU, np. Georeferencyjnej Bazy Danych Obiektów Topograficznych lub \danych pozyskanych w wyniku interpretacji i przetworzeń m.in. obrazów satelitarnych lub lotniczych inne żródło danych: baza danych lokalnych GUS dokładność Georeferencyjnej Bazy Danych Obiektów Topograficznych jest dyskusyjna, jej dostępności i cena danych może być również barierą baza danych lokalnych GUS zawiera informacje nieprzestrzenną - powierzchnię obszarów użytkowanych rolniczo dla całej gminy dane w bazie danych lokalnych GUS są gromadzone od roku 1995 wcześniejsze dane są dostępne tylko w formie niecyfrowej w rocznikach statystycznych Podsumowanie oceny metod wykorzystanych do obliczenia wskaźnika zmian obszarów użytkowanych rolniczo Podsumowanie Pozytywne proste, nie wymagają skomplikowanych operacji zarówno przy pozyskiwaniu danych jak również przy późniejszym ich przetwarzaniu i wizualizacji Negatywne poziom analiz NUTS3 nie oddaje rzeczywistego zróżnicowania i możliwości lokalizacji w Karpatach - MAUP wskaźnik na poziomie jednostki obliczeniowej określa tylko stopień zmian powierzchni użytkowanej rolniczo natomiast ich nie lokalizuje podział na klasy wartości wskaźnika przy jego wizualizacji

6 Rekomendacje zmiana poziomu analiz z NUTS3 na NUTS5 przedstawienie lokalizacji obszarów na których nastapniła zmiana użytkowania rolniczego na inne odpowiedni dobór metody wizualizacji w analizowanym przypadku przede wszystkim odpowiedni podział na klasy wartości wskaźnika zmiana danych wejściowych na np. dane z przetworzeń zdjęć satelitarnych dodanie informacji o innych klasach pokrycia terenu pozwoli określić kierunki zmian pokrycia terenu/użytkowania ziemi na danym obszarze Podsumowanie oceny oprogramowania wykorzystanych do obliczenia wskaźnika zmian obszarów użytkowanych rolniczo Podsumowanie Pozytywne łatwa implementacja zaproponowanych podejść do obliczeń wskaźnika zarówno w wersji z projektu DIAMONT, jak również w wersji z tabel 4 i 5 Negatywne koszt Rekomendacje sugerowane jest wykorzystanie darmowego oprogramowania np. QuantumGIS lub ILWIS, umożliwiającego analizy na tym samy poziomie, który proponuje program ArcGIS w zakresie obliczania ocenianego wskaźnika. Obsługa programu QuantumGIS lub ILWIS nie wymaga ponadto większych - umiejętności niż program ArcGIS Realizacja rekomendacji W tej części interaktywnego narzędzia przedstawimy rekomendowane powyżej modyfikacje związane z obliczeniem wskaźnika zmian obszarów użytkowanych rolniczo. Jednostka obliczeniowa (MAUP) Podstawową proponowaną zmianą jest modyfikacja poziomu jednostki obliczeniowej z administracyjnych jednostek NUTS3 na poziom NUTS5.

7 Wskaźnik zmian obszarów użytkowanych rolniczo na obszarze polskiej części Karpat obliczony ze zmodyfikowanymi założeniami przyjętych w projekcie DIAMONT, zmianie uległ poziom jednostek obliczeniowych z NUTS3 na NUTS5 (podział administracyjny na poziomie gmin według Państwowego Rejestru Granic z roku 2008, w analizie uwzględniono tylko gminy znajdujące się w całości na terenie Karpat; granica Karpat została przyjęta według regionalizacji fizycznogeograficznej Kondrackiego z 1989 r.). Wartości wskaźnika: 1: ; 2: (klasy według projektu DIAMONT) Zmiana poziomu jednostek obliczeniowych z NUTS3 na NUTS5 poprawiła znacznie możliwość analizy lokalizacji gmin, które posiadają największe powierzchnie, na których nastapiła zmiana użytkowania rolniczego. Lokalizacja obszarów zmian użytkowania rolniczego Obszary, na których nastąpiła zmiana użytkowania rolniczego wyznaczone zgodnie z założeniami wskaźnika z bazy danych DIAMONT można przestawić również w postaci mapy będącej wynikiem reklasyfikacji CLC 1990 i CLC 2000 oraz ich późniejszego odejmowania. Wynik reklasyfikacji i odejmowania map to podstawowa składowa obliczanego wskaźnika - licznik.

8 Lokalizacja obszarów zmian powierzchni użytkowanej rolniczo na obszarze polskiej części Karpat wyznaczonych zgodnie z założeniami wskaźnika zmian powierzchni użytkowanej rolniczo przyjętych w projekcie DIAMONT. 1 - użytki rolne w roku 1990 i inne niż rolne w roku 2000; 2 - użytki rolne w latach , 3 - użytki inne niż rolne w roku 1990 i rolne w roku 2000 Zmiana danych wejściowych Dane CLC nie umożliwiają lokalizacji zmian użytkowania rolniczego na obszarze Karpat Polskich dlatego w analizach należy wykorzystać inne dane np. satelitarne mapy pokrycia terenu wykonane na podstawie danych satelitarnych Landsat (koniec lat osiemdziesiątych i lata 2000/01) z wykorzystaniem hierarchicznej, obiektowej klasyfikacji nadzorowanej (Ryc. 5).

9 Lokalizacja zmian obszarów użytkowanych rolniczo na terenie polskiej części Karpat wyznaczonych zgodnie z założeniami wskaźnika zmian powierzchni użytkowanej rolniczo przyjętych w projekcie DIAMONT ale ze zmienionymi danymi wejściowymi na satelitarną mapę Karpat wykonaną w oparciu o hierarchczną, obiektową nadzorowaną klasyfikacje zdjęć satelitarnych Landsat (Ostapowicz 2010, 2011). 1 - użytki rolne w roku 1990 i inne niż rolne w roku 2000; 2 - użytki rolne w latach , 3 - użytki inne niż rolne w roku 1990 i rolne w roku 2000 Zastosowane nowe/zmienione dane pozwoliły na odnotowanie zmian powierzchni użytkowanych rolniczo na obszarze polskiej części Karpat. Podsumowanie Przedstawione modyfikacje wskaźnika zmian obszarów użytkowanych rolniczo pozwalają na lepszą interpretacje badanego zjawiska przy czym największe znaczenie ma w naszym przypadku zmiana poziomu analiz (jednostki obliczeniowej) oraz przede wszystkim zmiana danych wejściowych z danych CLC na satelitarną mapę wykonaną na podstawie zdjęć satelitarnych Landsat. Podstawowym problemem przy analizach z wykorzystaniem CLC jest MMU danych równe 25 ha uniemożliwiające lokalizację zmian o niedużych powierzchniach, które dominują w Karpatach Polskich.