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-
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 1996-1998 oraz 2003-2004, 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
1. CHARAKTERYSTYKA OGOLNA Mapa ekspozycji terenu GPN O Piotr W<*zyk S Mapa spadkow terenu GPN O
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 1954. 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. 1954 1974 1987 1974 1976 1977 1977 1995 13.07.1997 04.2003 2003 1:20000 1:33000 1:25000 1:35000 1:6500 1:20000 1:21000 1:40000 1:9000 1:26000 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.
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 1775-1783). 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.
PISMIENNICTWO DO CZF^SCI I Klimaszewski M. (red.) 1972. Geomorfologia Polski. 1. 2. PWN. Warszawa. Kondracki J. 1978. Karpaty. WSiP, Warszawa. Kondracki J. 1998. Geografia regionalna Polski. PWN. Warszawa. Loch J. (red.) Plan Ochrony Gorczariskiego Parku Narodowcgo. Rejestr powierzchni. Opisanie ogolne. Manuskiypt. Biblioteka GPN, Poreba Wielka. Michalik S. 1989. Przyroda polska. Gorce. Wiedza Powszechna, Warszawa. Warszyiiska J. (red.) 1995. Karpaty Polskie. Przyroda. czlowiek i jego dziaialnosc. Wyd. UJ, Krakow Wezyk P., Mansberger R. 1998. 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. 1999. Uzytkowanie polan w Gorcach na przestrzeni lat 1954-1997 na podstawie fotogrametrycznego opracowania zdjec lotniczych. [W:] Archiwum Fotogrametrii, Kartografii iteledetekcjig. Wezyk P., de Kok R., Zajqczkowski G. 2004. 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 2004. Wichman, Heidelberg. Wezyk P.. GuzikM. 2004- 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).