Charakterystyka dorobku twórczego i działalności naukowej Profesora Jana Andrzeja Ciołkosza

Transkrypt

1 Jacek Kozak, Małgorzata Luc (red.) Geograf u progu ery kosmicznej Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej Uniwersytet Jagielloński Kraków 2009, s Bogdan Ney Charakterystyka dorobku twórczego i działalności naukowej Profesora Jana Andrzeja Ciołkosza Miałem i mam zaszczyt i przyjemność współpracowania z Profesorem Janem Andrzejem Ciołkoszem od czerwca 1974 roku, kiedy to objąłem stanowisko dyrektora Instytutu Geodezji i Kartografii w Warszawie. Przedtem, jako docent w Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie na Wydziale Geodezji Górniczej, miałem tylko doraźne kontakty z dzisiejszym Jubilatem, a nie zajmując się osobiście fotogrametrią i teledetekcją moja wiedza o Nim opierała się na informacjach i opiniach sporadycznie (okazjonalnie) uzyskiwanych od naszych wspólnych służbowych znajomych. Wiedziałem oczywiście już wówczas, że Jan Andrzej Ciołkosz (używający w praktyce drugiego imienia), ówczesny doktor nauk geograficznych o specjalności kartograficznej, zajmuje się nowatorską problematyką badawczą i rozwojową, określaną jako nietopograficzne zastosowania fotogrametrii. Instytut Geodezji i Kartografii koordynował w skali krajowej taki program naukowy, a ówczesny Instytut Geodezji Górniczej i Przemysłowej AGH, w którym pełniłem funkcję jednego spośród dwóch zastępców dyrektora (dyrektorem był prof. Michał Odlanicki-Poczobutt) uczestniczył w tym programie (Zakładem Fotogrametrii, kierował prof. Zbigniew Sitek). Jednym z tematów współpracy IGiK-AGH, którym kierowali A. Ciołkosz (IGiK) i S. Mularz (AGH), było wyznaczenie zasięgu wpływu kopalni siarki w Grzybowie na środowisko geograficzne, ze szczególnym uwzględnieniem skażenia wód podziemnych.

2 Bogdan Ney W 1975 roku z inicjatywy ówczesnego prezesa Głównego Urzędu Geodezji i Kartografii, podsekretarza stanu dra inż. Czesława Przewoźnika, merytorycznie i programowo rozwijanej przez kierownictwo IGiK, zostały podjęte intensywne prace nad utworzeniem w Instytucie resortowym krajowego centrum teledetekcji, który pod nazwą Ośrodek Przetwarzania Obrazów Lotniczych i Satelitarnych (OPOLiS) na mocy decyzji Prezydium Rządu rozpoczął działalność formalnie 1 stycznia 1976 roku. Ten akt został poprzedzony decyzją Prezydium Rządu o przeznaczeniu środków budżetowych państwa na rozwój metod, technik i zastosowań teledetekcji w Polsce z IGiK jako koordynatorem prac badawczo-rozwojowych. Andrzej Ciołkosz, w pierwszym okresie siedmiu lat, nie kierując formalnie ośrodkiem OPOLiS, był mózgiem działalności naukowej, a później od 1983 roku objął również pełne kierowanie tym ośrodkiem, które sprawował aż do reorganizacji wewnętrznej w Instytucie (2001 rok), w której wyniku została wprowadzona nowa struktura organizacyjna, nie zawierająca już jednostki pod nazwą OPOLiS. W pierwszych latach pracy w IGiK Andrzej Ciołkosz rozwinął badania nad teledetekcyjnymi metodami wyznaczania zasięgu oddziaływania na środowisko geograficzne pyłów i gazów emitowanych przez wielkie zakłady przemysłowe. W tym celu po raz pierwszy w Polsce wykorzystał barwne zdjęcia w podczerwieni, wykonane z pokładu samolotu, do oceny stopnia uszkodzenia aparatu asymilacyjnego drzew iglastych. Po pozyskaniu unikalnej aparatury termowizyjnej (produkcji szwedzkiej) rozwinął prace nad wykorzystaniem długofalowego promieniowania podczerwonego w badaniach środowiska geograficznego. Kierował adaptacją urządzeń termowizyjnych do pracy na pokładzie samolotu, opracowaniem technologii wykonywania lotniczych zdjęć termalnych i zasad interpretacji tych zdjęć oraz zastosowaniem zdjęć lotniczych w dalekiej podczerwieni do badań termicznych zanieczyszczeń rzek i zbiorników wodnych, będących odbiornikami podgrzanych wód technologicznych. Rozprawa habilitacyjna Andrzeja Ciołkosza, wyróżniona w 1979 roku przez Wydział Nauk o Ziemi i Nauk Górniczych PAN była właśnie rezultatem tych badań. Metodyka Jego autorstwa została szeroko wykorzystana w praktyce, m.in. przez: Państwowe Przedsiębiorstwo Geodezyjno-Kartograficzne (Warszawa) do opracowania map rozkładu temperatury powierzchniowej warstwy wody w Zespole Jezior Konińskich, stanowiących odbiornik ciepła odpadowego z elektrowni Pątnów, Adamów i Konin; Okręgowe Przedsiębiorstwo Geodezyjno-Kartograficzne w Szczecinie do opracowania mapy termicznego zanieczyszczenia wód Jeziora Dąbie i Zalewu Szczecińskiego oraz Politechnikę Krakowską w toku analizy temperatury wody w górnej Wiśle w warunkach zimowych. Inny, równoległy z ww. kierunkiem prac Jubilata, to zastosowania technik teledetekcyjnych do oceny zmian wywoływanych w środowisku geograficznym budową Huty Katowice, aktywnie uprawiany w latach , zwieńczony 36

3 Charakterystyka dorobku twórczego i działalności naukowej Prof. J.A. Ciołkosza koncepcją wykorzystania promieniowania w dalekiej podczerwieni do badań mikroklimatycznych oraz do wyznaczania temperatury obiektów o różnych współczynnikach emisyjności, których temperatura radiacyjna została zarejestrowana przez skaner umieszczony na samolocie. Ta metoda została wykorzystana do wyznaczania warunków sprzyjających inwersjom termicznym powietrza w rejonie Huty Katowice, umożliwiając skorygowanie planów zagospodarowania terenów otaczających tę hutę. Metoda uzyskała zespołową nagrodę Ministra Administracji, Gospodarki Terenowej i Ochrony Środowiska. Lotnicze zdjęcia termalne, wykonywane i interpretowane według metodologii Ciołkosza, były zastosowane również w badaniach mikroklimatu południowej Warszawy. Ich przydatność w przestrzennym planowaniu miejscowym oraz określaniu strat ciepła z budynków mieszkalnych i z energetycznych rurociągów cieplnych, wysoko oceniona przez planistów i energetyków została potwierdzona również wspólnymi pracami z Ośrodkiem Badawczo-Rozwojowym Ciepłownictwa SPEC, a wyniki cieszyły się dużym zainteresowaniem czytelników fachowych czasopism oraz uczestników licznych konferencji międzynarodowych, na których były prezentowane przez Profesora, Jego współpracowników oraz przez innych użytkowników. Metoda teledetekcyjnej rejestracji rozprzestrzeniania się dymów emitowanych z zakładów przemysłowych, znakomicie usprawniona przez Profesora i Jego współpracowników m.in. przez zastosowanie spolaryzowanego światła i niekonwencjonalnych technik fotografii lotniczej, była przyjęta przez Instytut Kształtowania Środowiska w instrukcji i zalecana do praktycznych zastosowań przez Ośrodki Kontroli i Badania Środowiska. Byłem wielokrotnie świadkiem, jak duże zainteresowanie i uznanie w kraju i za granicą budził atlas opracowany w OPOLiS-IGiK, obrazujący m.in. pozornie nienaturalny, wręcz zaskakujący rozkład dymów z emitorów przemysłowych zlokalizowanych na polskim Górnym Śląsku i w rejonie Ostrawy w Czechach. W latach Profesor zajmował się też metodyką wizualnej klasyfikacji treści wielospektralnych zdjęć satelitarnych, ze szczególnym uwzględnieniem ich zastosowania w planowaniu przestrzennym. M.in. pod Jego kierownictwem została opracowana w IGiK-OPOLiS druga w polskiej kartografii (po mapie prof. F. Uhorczaka) mapa użytkowania ziemi na obszarze całego kraju. Jej treść została wzbogacona wieloma nowymi formami użytkowania ziemi i pokrycia terenu. Mapa w skali 1: została opublikowana w 1980 roku przez Państwowe Przedsiębiorstwo Wydawnictw Kartograficznych oraz zamieszczona po uzupełnieniu treści informacjami topograficznymi w Atlasie Hydrologicznym Polski w skali 1: , wydanym przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej. Mapa użytkowania ziemi na obszarze Polski, w wydaniu ściennym, wielkoformatowym, stała się ikoną ówczesnej kartografii satelitarno-teledetekcyjnej i do 37

4 Bogdan Ney dziś zdobi wnętrza licznych instytucji. Profesor opublikował wyniki badań i prac rozwojowych nad kartografią satelitarno-teledetekcyjną w licznych pozycjach literatury, a w 1979 roku w ujęciu syntetycznym koncepcji i programu wdrożeń teledetekcji w planowaniu przestrzennym przedstawił na plenarnym posiedzeniu Państwowej Rady Gospodarki Przestrzennej. Ważnym tematem w dorobku naukowym Profesora, ukierunkowanym na potrzeby rolnictwa, było usprawnienie metody rozpoznawania upraw odfotografowanych na zdjęciach lotniczych, polegającej na mikrofotometrycznej analizie zdjęć w bliskiej podczerwieni. Ta metoda pozwalała otrzymać 90% dokładność identyfikacji upraw; uzyskała wysoką ocenę Głównego Urzędu Statystycznego oraz Ministerstwa Rolnictwa i została zastosowana w praktyce. Później Profesor zainicjował badania polegające na wykorzystaniu zdjęć satelitarnych do określania wilgotności gruntów w celu prognozowania plonów, w pierwszym rzędzie w odniesieniu do użytków zielonych. Wyniki tych badań znalazły zainteresowanie i poparcie finansowe United Nations Development Programme i Food and Agriculture Organization oraz uznanie na wielu imprezach naukowych krajowych i zagranicznych, a także oddźwięk w literaturze światowej. Profesor Ciołkosz uczestniczył bardzo aktywnie w zakresie tego tematu we współpracy z uczonymi kanadyjskimi, budując system wczesnego ostrzegania o zagrożeniach w rozwoju roślin uprawnych w Polsce. Prace te obejmowały eksperymenty polowe (testowe) umożliwiające kalibrację danych satelitarnych oraz określanie korelacji pomiędzy odpowiedzią spektralną i wysokością plonów różnych gatunków upraw. System ten działa operacyjnie w Polsce i był przedmiotem publikacji w renomowanych wydawnictwach światowych. W 1995 roku Profesor podjął badania nad zastosowaniem teledetekcji satelitarnej do określania struktury upraw rolnych w Polsce i prognozowaniem plonów w ramach ogólnoeuropejskiego programu Monitoring of Agriculture with Remote Sensing (MARS), zainspirowane po nawiązaniu kontaktów z Space Application Institute of Joint Research Centre w Isprze. Uczestniczył w opracowaniu metody stratyfikacji rolniczej przestrzeni produkcyjnej na podstawie materiałów z kilku źródeł: teledetekcyjnych, kartograficznych i statystycznych. Dzięki tej metodzie wyniki obserwacji i pomiarów terenowych z siatki punktów (pola testowe) są ekstrapolowane przy zastosowaniu operacji matematyczno-statystycznych na całą badaną powierzchnię. Weryfikacja tej metody na podstawie wyników publikowanych przez GUS potwierdziła jej trafność i w konsekwencji stosowalność w skali operacyjnej w regionach i w całym kraju. Istotny dorobek naukowy Profesora Ciołkosza dotyczy też wykorzystania zobrazowań satelitarnych do badań stanu zdrowotnego i w ujęciu skrajnym zniszczeń lasów. Badania korelacji pomiędzy cechami charakteryzującymi stan zdrowotny drzewostanów świerkowych a odbiciem promieniowania w widzialnym 38

5 Charakterystyka dorobku twórczego i działalności naukowej Prof. J.A. Ciołkosza i podczerwonym zakresie spektrum rejestrowanym przez skaner satelitarny były dokonane głównie w Sudetach. Dorobek naukowy Profesora i Jego współpracowników w tym kierunku był i jest wysoko ceniony na poziomie międzynarodowym. Po uzyskaniu tytułu naukowego profesora nadzwyczajnego (1982 rok) Andrzej Ciołkosz skupił swą aktywność badawczą wokół problematyki związanej z tworzeniem systemu informacji geograficznej, którego baza byłaby zasilana informacjami pozyskiwanymi za pomocą teledetekcji lotniczej i satelitarnej. Nawiązał w ten sposób do wcześniejszego wydarzenia, jakim była znana powódź w dolinach Bugu i Narwi w 1979 roku, której zasięg i badania dynamiki oraz końcowych skutków były analizowane w IGiK, już w ujęciu systemowym. Profesor kierował następnie zespołem IGiK, który zajął się badaniem przydatności zdjęć satelitarnych pozyskiwanych z francuskiego satelity SPOT przez firmę SPOT-IMAGE do analiz różnych elementów środowiska geograficznego. Problematyka SIG z teledetekcją jako istotnym źródłem zasilania bazy danych została, z inicjatywy Profesora, włączona przez ówczesne Ministerstwo Nauki, Szkolnictwa Wyższego i Techniki do Centralnego Programu Badań Podstawowych Ochrona i kształtowanie środowiska przyrodniczego jako podproblem 12 System informacji o środowisku przyrodniczym. W 1995 roku Profesor przystąpił wraz z kierowanym przez siebie zespołem do opracowania bazy danych pokrycie terenu w ramach ogólnoeuropejskiego programu CORINE Land Cover. Podstawą były zdjęcia satelitarne w skali 1: Przeanalizowano treść 297 zdjęć satelitarnych, wydzielając 34 formy pokrycia terenu. Wyniki zostały zamienione na postać cyfrową i wprowadzone do bazy danych oraz posłużyły jednocześnie do opracowania i opublikowania w Atlasie RP wspólnie z dr Markiem Baranowskim najnowszej i najbardziej szczegółowej przeglądowej mapy użytkowania ziemi. Ta baza danych została wykorzystana przez Profesora i jego współpracowników do wielu innych celów, m.in. do określenia skutków powodzi w 1997 roku w dolinie Odry, zmian użytkowania ziemi w dorzeczu Odry w ciągu 200 lat oraz opracowania map użytkowania ziemi w poszczególnych województwach. W 2001 roku Profesor, wraz z zespołem, podjął prace nad nową bazą danych o pokryciu obszaru Polski na podstawie zdjęć satelitarnych z 2000 roku. Ta baza została wykorzystana do charakterystyki rolniczej przestrzeni produkcyjnej w Polsce na początku XXI wieku oraz do wyznaczenia terenów o niekorzystnych warunkach do prowadzenia gospodarki rolnej (współpracownica Profesora Elżbieta Bielecka habilitowała się z tej problematyki). Dzięki zmianie na postać cyfrową dawnej mapy F. Uhorczaka z inicjatywy Profesora doszło do porównania jej z nową mapą powstałą w ramach projektu CORINE Land Cover, co umożliwiło wykazanie zmian w zagospodarowaniu terenów Polski w drugiej połowie XX wieku. Wyniki były opublikowane m.in. w Przeglądzie Geograficznym. 39

6 Bogdan Ney W ostatnich latach Profesor Ciołkosz zajął się nowym problemem: zastosowaniem wielospektralnych zdjęć satelitarnych do wykrywania i monitorowania zjawiska suszy rolniczej na obszarze Polski oraz do oceny jej wpływu na wysokość plonów głównych upraw zbożowych. Dotychczasowe wyniki tych prac zostały opublikowane w czasopismach o obiegu międzynarodowym i znalazły też praktyczne zastosowania; korzysta z nich Główny Urząd Statystyczny przy sporządzaniu na potrzeby Ministerstwa Rolnictwa i Rozwoju Wsi informacji o stanie rozwoju roślin uprawnych i prognozowanych plonach. W ostatnich tygodniach 2008 roku Profesor kierował zespołowym opracowaniem ekspertyzy na temat monitoringu zagospodarowania przestrzennego dla potrzeb Koncepcji Przestrzennego Zagospodarowania kraju w latach , przygotowywanej pod egidą Ministerstwa Rozwoju Regionalnego. 40 *** Podsumowanie rezultatów działalności twórczej i związanej z nią działalności organizacyjnej w sferze nauki Profesora Andrzeja Ciołkosza jest zadaniem trudnym do wykonania w ramach ograniczonej objętości tekstu. Wynika to z ogromnej inwencji Jubilata, zapału do pracy naukowej, niezwykłej staranności wręcz pedanterii przejawianej w podejmowaniu badań i wykonywanych zadaniach organizacyjnych i w rezultacie z wymiaru efektów, które zgromadził w swojej ponad czterdziestoletniej karierze naukowej i zawodowej. Profil osobowo-zawodowy Profesora Jubilata jest znamienny tym, że On geograf o specjalności kartograficznej z wykształcenia pracował etatowo głównie, i to nieprzerwanie w środowisku geodezyjnym, do którego należy resortowy Instytut Geodezji i Kartografii. Mistrzostwo Jubilata przejawiło się właśnie w pozornym paradoksie: Geograf (fizyczny) o gruntowym wykształceniu uniwersyteckim, uprawiający zawód w gruncie rzeczy pokrewny, lecz przecież nominalnie znacznie odbiegający od profilu podstawowego, przynajmniej rutynowo zaliczony do odrębnej dyscypliny geodezja i kartografia, nie tylko doskonale wniknął w problematykę łączącą wzajemnie obydwie dyscypliny, lecz w swej dyscyplinie macierzystej geografii osiągnął bardzo wysoką pozycję naukową. Profesor Ciołkosz, dzięki własnej pomysłowości i aktywności badawczej osiągnął status znanego w świecie specjalisty w badaniach różnych elementów środowiska geograficznego, prowadzonych głównie nowoczesnymi metodami i technikami teledetekcji satelitarnej. Równocześnie znakomicie umocnił więzi międzydyscyplinowe, potwierdzając tezę, że atrakcyjna, istotna problematyka badawcza i rozwojowa w ogromnej i coraz większej mierze znajduje się na stykach różnych dziedzin i dyscyplin naukowych, a wiele inspiracji czerpie z problemów praktycznych, trudnych lub wręcz niemożliwych do jednoznacznego

7 Charakterystyka dorobku twórczego i działalności naukowej Prof. J.A. Ciołkosza kwalifikowania w skład tej tylko jednej dziedziny działalności ludzkiej rozwijającej cywilizację. Profesor Jubilat jest autorem ponad 260 publikacji naukowych, zamieszczonych w periodykach i innych wydawnictwach w obiegu międzynarodowym i krajowym, spośród których ponad 190 to doniesienia naukowe. Jest licznie cytowany w literaturze fachowej i naukowej. Jest współautorem kilkunastu monografii, z których kilka to jednocześnie podręczniki akademickie. Wśród nich trzeba wyróżnić książki wydane przez PWN: Interpretacja zdjęć lotniczych (trzy wydania) i Teledetekcja satelitarna, nagrodzone przez Ministerstwo Szkolnictwa Wyższego. Wyniki swych prac prezentował również na 280 kongresach i konferencjach naukowych, w tym siedemdziesięciu międzynarodowych. Profesor inicjował liczne programy badawcze i rozwojowe; w ponad czterdziestu poważnych opracowaniach syntetycznych był zaangażowany bardzo czynnie, często jako ich lider. Dorobek naukowy Profesora oraz Jego wkład w kształcenie i rozwój kadry naukowej (wypromował dziesięciu doktorów, Jego jedenastu współpracowników uzyskało habilitacje, a trzech z nich tytuł naukowy profesora) niewątpliwie wypełnia kryteria szkoły naukowej. Profesor Ciołkosz wniósł wiele osobistej inwencji, pracy i staranności w działalność Instytutu Geodezji i Kartografii, w którym zajmował kierownicze stanowiska do zastępcy dyrektora ds. naukowych włącznie. Jest od wielu lat aktywnym uczestnikiem w działalności instytutów i komitetów naukowych Polskiej Akademii Nauk, a od 2003 roku pełni funkcję zastępcy przewodniczącego Wydziału Nauk o Ziemi i Nauk Górniczych, a także, m.in. członka Rady Redakcyjnej periodyku ACADEMIA. Jest zasłużonym, uznanym uczestnikiem w działalności międzynarodowych organizacji naukowych, m.in. był wiceprezydentem Międzynarodowej Asocjacji Kartograficznej (jej członkiem jest IGiK). Bogdan Ney, prof. dr hab., dr h.c. członek rzeczywisty PAN przewodniczący Wydziału Nauk o Ziemi i Nauk Górniczych PAN przewodniczący Rady Naukowej Instytutu Geodezji i Kartografii Warszawa 41

8