1.3. Z LOTU PTAKA. Rejestracja przebiegu sukcesji lesnej na polanie. na podstawie. PrzystopGornyZachodni

Transkrypt

1 Piotr W^zyk Zdj^cia lotnicze i produkty ich przetwarzania Jedna^ z najbardziej wszechstronnych metod rejestruja_cych stan srodowiska i zmiany w nirn zachodza_ce jest fotografia lotnicza, bedaca niezastapionym zrodtem danych: geometiycznych - o polozeniu, ksztatcie i wielkosci obiektow (np. las, la_ka) oraz radiometrycznych - o wlasciwosciach odbijania przez nie promieniowania slonecznego. Zdjecia lotnicze 53 jednyrn z najtariszych i najbardziej obiektywnych zrodel informacji. Pozwalaja_ rejestrowac w jednej chwili obszar znacznie wiekszy od tego, jaki mozna opisac posluguj^c sic- tradycyjnymi metodami naziemnymi. Pierwsze zdj^cie fotograficzne z,,lotu ptaka" zrobiono juz w 1858 r. z balonu unosza_cego si^ nad Paryzem. W roku 1887, lesnik z okolic Berlina, wykorzystal wykonane w podobny sposob zdjecie do urzadzania lasu, a date; t przyjmuje sig jako poczqtek zastosowania zdj^c lotniczych w lesnictwie i ochronie przyrody. Dwa kolejno wykonane po sobie (w szeregu nalotu fotograrnetrycznego) zdj^cia lotnicze pokrywaj^ce si^ w okolo 60%, umozliwiaj^ stereoskopowe (trojwymiarowe, tzw. 3D) postrzeganie rzezby terenu i analiz$ zachodzqcych w przestrzeni i czasie zjawisk przyrodniczych, np. przebiegu sukcesji lesnej na polanach reglowych, zamierania drzewostanow, rozwoju powierzchni gradacyjne] czy skutkow huraganowych wiatrow. Zdjecia lotnicze wykonywane kamerami fotogrametrycznymi poza wykorzystaniem do tworzenia i aktualizacji map topograficznych, 53 zrodlem danych do tworzenia Numerycznego Modelu Terenu (NMT). Stosuje si$ go szeroko w analizach przestrzennych z zakresu Geograficznych Systemow Informacji (CIS), czy tez wykorzystuje przy generowaniu oitofotomap cyfrowych ze zdj^c lotniczych b^dz satelitarnych. Na podstawie informacji zapisanych w NMT mozna tworzyc mapy: hipsometiyczne, spadkow i ekspozycji, mapy cieniowanego reliefu lub przedstawiac analizowany teren w rzucie ukosnym. W chwili obecnej NMT jest w zasadzie jednym z podstawowych modulow geoinforrnacji budujqcych systemy GIS w parkach narodowych. Poza Gorczaiiskim Parkiem Narodowym, NMT istnieje co najrnniej w osmiu innych parkach (np. w TPN, BgPN, BdPN i MPN). Generowany jest glownie w oparciu o pozyskiwanie informacji z map topograficznych (linie warstwicowe, linie szkieletowe - jak w przypadku BgPN) lub tez dodatkowych pomiarow wysokosciowych (TPN) czy tez rozbudow^'wany o model ITED (SRTM) - jak w przypadku obszaru Gorcow. Model umozliwia przeprowadzanie analiz widocznosci z okreslonych punktow widokowych lub tras przejscia (szlakow turystycznych) oraz obliczenia obj^tosci mas ziemnych, np. w sytuacji zagrozenia erozj^. Przy wykorzystaniu odpowiedniego oprogramowania, NMT i ortofotomap lotniczych, generowac mozna komputerowe,,wirtualne przelo-

2 1.3. Z LOTU PTAKA - ty" nad wybranymi obszarami, dowolnie zmieniajac wysokosc, k^t obserwacji kamery, kierunek i predkosc lotu oraz inne parametiy obserwatora. Tego typu wirtualne modelowanie krajobrazu wykorzystywane jest zazwyczaj w parkach 0 urozmaiconej rzezbie terenu, tj.: Tatrzanskirn PN, Bieszczadzkirn PN czy Magurskim PN. Kartometrycznym produktern przetwarzania zdj^c lotniczych jest tzw. ortofotomapa, czyli obraz powstaj^cy po usunieciu wplywu deniwelacji terenu 1 pochylenia zdjecia, w tzw. procesie ortorektyfikacji (przetworzenie pikseli do jednakowej skali). Ortofotomapami moga^ sie; w chwili obecnej poszczycic niemal wszystkie parki narodowe, obj^te w latach oraz , nalotami w projektach Phare z funduszy Unii Europejskiej. Niestety termin Rejestracja przebiegu sukcesji lesnej na polanie PrzystopGornyZachodni na podstawie zdj^c lotniczych zlat1954,1974,1997 opr. P. Wqzyk

3 1. CHARAKTERYSTYKA OGOLNA Mapa ekspozycji terenu GPN O Piotr W<*zyk S Mapa spadkow terenu GPN O

4 1.3. Z LOTU PTAKA ich wykonywania, rodzaj materialu filmowego czy skala zdj^c nie zawsze odpowiadaly potrzebom parkow narodowych, co powoduje okreslone trudnosci tbtointerpretacyjne (nieodpowiednia faza fenologiczna roslinnosci, zle warunki oswietlenia stokow, zaleganie platow sniegu, material panchromatyczny, itp.). Cze^c parkow narodowych (np. OPN, BgPN, PPN) w ostatnirn dziesi^cioleciu zlecala dodatkowe wykonanie ortofotomap lotniczych z rnaterialow barwnych b^dz spektrostrefowych (czulych na zakres promieniowania podczerwonego). Zdj?cia lotnicze oraz inne obrazy satelitarne Gorcow Pierwsze archiwalne i dost^pne obecnie zdj^cia lotnicze terenu Gorcow pochodz^ z roku Z cala^ pewnoscia^ juz w latach 30. ubieglego wieku, firma,,fotolot" wykonywafa zdj^cia lotnicze tych obszarow (przetrwala np. mapa fotolotnicza Tatr), w celu opracowania map topograficznych, jednak zadne klisze nie zachowaly si$ do dnia dzisiejszego. Po 1954 r., wykonywano szereg nalotow fotogrametrycznych, najcze/sciej z wykorzystaniem filmow czarno-bialych : : : : :6500 1: : : :9000 1: :13000 CIR Color - czarrio-biaty material panchromatyczny CIR - barwne zdj^cia spektrostrefowe w podczerwieni Color - zdl^cia barwne WOGiT WOGiT WOGIT WOGiT GPN WODGiK Caly obszar GPN Caty obszar GPN Caty obszar GPN N fragment GPN NW fragment GPN SE fragment GPN SW fragment GPN Caly obszar GPN GPN+ fragment otuliny Phare1997 LPIS/ Polska S W zaleznosci od stosowanej technologii i potrzeb opracowywanych map topograficznych, zdj^cia lotnicze wykonywano roznymi kamerami lotniczymi (rozne typy, obiektywy) i z roznych wysokosci, co skutkowalo rozn^ ich skalq, a tym samym rnozliwosciami fotointerpretaqi ich tresci. Dnia 13 sierpnia 1997 r. przeprowadzono nalot fotogrametryczny nad GPN, z zastosowaniem specjalistycznego, barwnego filmu spektrostrefowego (Kodak Aerochrom 2443; ang. CIR: Color InfraRed). Material ten dzi^ki rejestracji promieniowania w zakresie bliskiej podczerwieni pozwala rn.in. na bardzo szczegolowe kartowanie drzewostanow (typu, stanu zdrowotnego, zwarcia, gatunkow draew, wieku, itp.) lub roslinnosci zielnej na polanach. Podobne naloty wykonywano w Polsce na obszarach innych parkow narodowych: Bieszczadzkiego, Ojcowskiego, Narwianskiego, Wigierskiego i Pienihskiego, zazwyczaj w ramach srodkow na przygotowanie Planu Ochrony.

5 I. CHARAKTERYSTYKA OGOLNA Interesuj^cym zrodtern informacji dla obszaru Gorcow i innych parkow narodowych mog^ bye obrazy rejestrowane z poziomu satelitarnego. W ostatnich latach udostepniane 34 obrazy z karner fotograficznych (np. KH-6) montowanych na szpiegowskich satelitach USA, ktore w latach 60. ubieglego stulecia wykonywaly zdj^cia Ziemi (pulap ok. 170 km; rozdzielczosc piksela terenowego ok. 2-3 m). Utrudniony natomiast moze okazac sie_ doste/p do zdj^c wykonywanych przez radzieckie kamery KVR-1000 (podobna szczegotowosc). W sieci Internet dostepne 53 satelitarne obrazy archiwalne pochodz^ce z programu badawczego LANDSAT (generacje skanerow: MSS, TM, ETM+), ktore zapewniaj3 ci^gtosc analiz przestrzennych GIS dla obszaru calej Polski w tym Gorcow, choc oczywiscie mozliwosci ich interpretacji w stosunku do zdje_c lotniczych 53 ograniczone (piksel terenowy 80x80 m MSS; 30x30 m TM; 15x15 metm+). Niewa_tpliw3 zalet^ tych obrazow satelitarnych 53 informacje zarejestrowane w widzialnym zakresie spektralnym (RGB) jak i w bliskiej podczerwieni (N1R) czy podczerwieni termalnej. Inne komercyjne obrazy Gorcow wykonywane z pulapu satelitarnego pochodzic rnogq z systernu francuskiego SPOT (piksel od 10 m do 2,5 m) bejdz indyjskiego IRS (piksel 5,8 rn). Nalezy oczekiwac, ze w niedlugim czasie do badan przestrzeni przyrodniczej Gorcow z,,lotu ptaka" b^dq stosowane wysokorozdzielcze obrazy satelitarne IKONOS (piksel 1 rn PAN, x 4 m MS) lub QuickBird (0,62 m PAN, x 2,4 rn MS), ktore mog^ bye wykonane podczas jednego przelotu satelity przy bezchmurnej pogodzie. Tego typu obrazy posiadaj^ juz parki narodowe: Borow Tucholskich, Wolinski czy Tatrzanski, a niemal polowa Polski w okresie ostamich 3 lat zostala pokryta zobrazowaniami IKONOS. Rozwoj tecbnologii obrazowania Ziemi z pulapu lotniczego (wprowadzanie kamer cyfrowych, skanerow hiperspektralnych czy skaningu laserowego LiDAR) i satelitarnego (obrazy wysokorozdzielcze, systemy radarowe itd.) niczym nie zahamowal potrzeby analizowania tresci archiwalnych zdj^c lotniczych czy tez historycznych map topograficznych (np. Miega-Waldaua dla obszaru Gorcow wykonywanych w latach ). Metody interpretacji zdj^c lotniczych i produktow ich przetwarzania sq doskonalone dzieki wykorzystywaniu nowoczesnych metod klasyfikacji obiektowej, tzw. segmentacji. Nalezy jednak parni^tac, iz tresc zarejestrowana przez kamery lotniczq czy tez skaner satelitarny, pozostaje cennyin i przede wszystkim obiekrywnym zrodlem informacji dla nastepnych pokoleh.

6 PISMIENNICTWO DO CZF^SCI I Klimaszewski M. (red.) Geomorfologia Polski PWN. Warszawa. Kondracki J Karpaty. WSiP, Warszawa. Kondracki J Geografia regionalna Polski. PWN. Warszawa. Loch J. (red.) Plan Ochrony Gorczariskiego Parku Narodowcgo. Rejestr powierzchni. Opisanie ogolne. Manuskiypt. Biblioteka GPN, Poreba Wielka. Michalik S Przyroda polska. Gorce. Wiedza Powszechna, Warszawa. Warszyiiska J. (red.) Karpaty Polskie. Przyroda. czlowiek i jego dziaialnosc. Wyd. UJ, Krakow Wezyk P., Mansberger R Techniki fotogrametrii cyfrowej i GIS w ocenie degradacji drzewostanow swierkowych w masywie Kudlonia w Gorcach. [W:] Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji 8. Wezyk P., Pvrkosz R Uzytkowanie polan w Gorcach na przestrzeni lat na podstawie fotogrametrycznego opracowania zdjec lotniczych. [W:] Archiwum Fotogrametrii, Kartografii iteledetekcjig. Wezyk P., de Kok R., Zajqczkowski G The role of statistical and structural texture analysis in VHR image analysis for forest applications. A case study on QuickBird data in the Niepolomice Forest. [In:] Strobl et al. Hrsg. Angewandte Geoinformatik Wichman, Heidelberg. Wezyk P.. GuzikM The use of "Photogrammetry-GIS" (P-GIS) for the analysis of changes in the Tatra Mountains natural environment. [In:] A message from the Tatra. Geographical Information Systems and Remote Sensing in Mountain Environmental Research, Krakow-Riverside (California, USA).