Autor: Ewa Kulesza, Paulina Wrona Opiekun naukowy: mjr dr inż. Krzysztof Pokonieczny KLASYFIKACJA OBSZARU WOJEWÓDZTWA ŚWIETOKRZYSTKIEGO ZE WZGLĘDU NA PRZEJEZDNOŚĆ NA PODSTAWIE ANALIZY BAZY DANYCH OBIEKTÓW TOPOGRAFICZNYCH Streszczenie: W pracy przedstawiono wyniki analizy bazy danych obiektów topograficznych, czego rezultatem są mapy przejezdności dla obszaru województwa Świętokrzyskiego, wykorzystywane jako jeden z podstawowych materiałów w celu wykonywania geograficznych dokumentów bojowych. Są one niezbędnym elementem działań strategicznych na obszarze naszego kraju w stanach zagrożenia. Dane zostały sklasyfikowane według odpowiednich kryteriów zawartych w Normie Obronnej prno-06-a015:2012 Teren Zasady Klasyfikacji Ocena terenu na szczeblu operacyjnym. Analiza dotyczy wszystkich elementów infrastruktury pokrycia terenu, niezbędnych do ruchu na polu walki. Słowa klucze: Systemy Informacji Przestrzennej, baza danych obiektów topograficznych, Norma Obronna prno-06-a015:2012 1. Wstęp W państwowym zasobie geodezyjnym i kartograficznym poziomu centralnego zgromadzone i dostępne są informacje i dane o obiektach topograficznych - Baza Danych Obiektów Topograficznych (BDOT). Baza Danych Obiektów Topograficznych została opracowana w stopniu szczegółowości odpowiadającym mapie w skali 1 : 10 000. Na podstawie powyższych danych oraz wytycznych zawartych w Normie Obronnej A015:2012 Teren Zasady Klasyfikacji Ocena terenu na szczeblu operacyjnym możliwe jest wykonywanie klasyfikacji terenów pod kątem przejezdności. W normie ustalono zakres informacji o terenie podlegających gromadzeniu na potrzeby baz danych geograficznych, które mają być wykorzystywane podczas wykonywania analiz niezbędnych do zabezpieczenia procesu planowania operacyjnego, których stosowanie jest warunkiem koniecznym osiągnięcia zdolności do współdziałania z siłami NATO na szczeblu operacyjnym. Norma Obronna jest stosowana we wszystkich komórkach geograficznych (kartograficznych), których zadaniem jest wykonywanie, bądź zlecanie wykonania produktów geograficznych na potrzeby Sił Zbrojnych RP, Unii Europejskiej i NATO. 1
Analiza terenu jest procesem polegający na gromadzeniu, analizowaniu, przetwarzaniu oraz interpretowaniu informacji geograficznych zarówno o naturalnych, jak i stworzonych przez człowieka obiektach w terenie, w celu przewidywania wpływu terenu na prowadzenie misji i operacji. Produktem wykonywanych analiz są m. in. mapy przejezdności, będące jednym z podstawowych geograficznych dokumentów bojowych. Jako geograficzny dokument bojowy określamy sprawozdawczo-informacyjny dokument bojowy opracowany w tym przypadku w postaci mapy tematycznej, wykorzystywany podczas planowania i prowadzenia operacji wojskowej. 1. BDOT 1.1. Definicja Baza Danych Obiektów Topograficznych (BDOT) jest jednolitym dla całego kraju systemem gromadzenia, zarządzania i udostępniania danych topograficznych, który jest normowany przez odpowiednie przepisy prawne. Pojęcie Baza Danych Obiektów Topograficznych" zawiera w zbiór danych, system informatyczny, finansowania i organizacji zarządzania tymi. Wszystkie zakresy są normowane przez odpowiednie wytyczne techniczne. BDOT opracowywana jest w układzie odniesienia 1992", poziom informacyjny odpowiada poziomowi informacyjnemu map topograficznych w skali 1:10000. Celem budowy BDOT jest zapewnienie zasilania aktualnymi danymi topograficznymi systemów produkcji map, przede wszystkim topograficznych, ale również tematycznych. 1.2. Komponenty Baza Danych Obiektów Topograficznych jest podzielona na następujące komponenty: 1. wektorowa baza danych topograficznych (baza TOPO), 2. mapa cyfrowa (baza KARTO), 3. baza ortofotomap cyfrowych (baza ORTOFOTO), 4. numeryczny model rzeźby terenu (baza NMT). 2
Rys.1 Komponenty BDOT. 2. Klasyfikacja terenu ze względu na warunki przejezdności Właściwość terenu, taka jak jego przejezdność (przekraczalność) pozwala na określenie możliwości przemieszania się pojazdów, maszyn i ludzi poza siecią transportową. Charakteryzuje się ona m.in. przez ukształtowanie terenu, grunty, hydrografię, roślinność i warunki atmosferyczne. Odpowiednie zestawienie wszystkich tych czynników pozwala na klasyfikację terenu pod względem mobilności poszczególnych obszarów kraju. Teren pola walki ze względu na warunki przejezdności dzieli się na 3 poszczególne tereny: TEREN przejezdny Trudno przejezdny nieprzejezdny /nieprzekraczalny GO TERRAIN SLOW-GO TERRAIN NO TERRAIN 2.1. Teren przejezdny W celu przekroczenia tego typu terenu przez wojsko nie są wymagane dodatkowe przedsięwzięcia. Charakteryzują go między innymi: 3
a) hydrografia przeszkody wodne (rzeki i strumienie), które mogą być pokonane w bród wzdłuż całej ich długości lub jeżeli mają szerokość mniejszą niż 1,5 m i głębokość mniejszą niż 0,6 m; rzeki i strumienie które są zamarznięte na grubość co najmniej 10 cm 3), b) ukształtowanie powierzchni nachylenie zboczy mniejsze niż 30% (27 ), c) nachylenie terenu teren ze zmienną wysokością od 0 m do 100 m na 1 kilometr, d) obszary zalesione drzewa o średnicy mniejszej niż 5 cm, lub w odstępach większych niż 5 m, e) sieć transportowa dwie lub więcej dróg o utwardzonej nawierzchni na 1 km 2. 2.2. Teren trudno przejezdny/trudno przekraczalny Zbiór terenów, po którym wojska mają możliwość poruszania się, ale w ograniczonym stopniu. Charakteryzują go między innymi: a) hydrografia przeszkody wodne (rzeki i strumienie oraz obszary zalane), które mogą być pokonane w bród, lub przez które można przerzucić most tylko w niektórych miejscach o parametrach: wysokość brzegów do 1,2 m, prędkość nurtu do 1,5 m/s, głębokość do 1,2 m, nośność pokrywy lodowej 75 cm utrzyma czołg, 50 cm utrzyma haubicę. b) ukształtowanie powierzchni nachylenie zboczy od 30% do 50% (od 27 do 45 ), c) obszary zalesione drzewa o średnicy od 5 do 15 cm w odstępach mniejszych niż 5m, d) nachylenie terenu teren ze zmienną wysokością od 100 m do 200 m na 1 kilometr, e) sieć transportowa jedna utwardzona droga lub dwie nieutwardzone na 1 km 2, lub jedna utwardzona droga i jedna nieutwardzona na 1 km 2 (oprócz obszarów otwartych). 2.3. Teren nieprzejezdny /nieprzekraczalny Teren tego rodzaju całkowicie uniemożliwia ruch wojsk we wszystkich kierunkach, co powoduje zmniejszenie prędkości przejazdu oraz mobilności armii. Charakteryzują go między innymi: 4
a) obszary zabudowane obszary o powierzchni większej niż 1 km 2 oraz takie, których nie można ominąć z obu stron, b) hydrografia nie zamarznięte przeszkody wodne (rzeki, kanały, strumienie, jeziora, bagna i mokradła), które nie mogą być pokonane w bród lub za pomocą mostu towarzyszącego na podwoziu czołgowym o parametrach: urwiste pionowe brzegi o wysokości ponad 1,2 m, prędkość prądu większa niż 1,5 m/s, głębokość większa niż 1,2 m. c) ukształtowanie powierzchni nachylenie zboczy powyżej 50% (45 ), d) obszary zalesione drzewa o średnicy większej niż 15 cm z odstępami mniejszymi niż 5 m), e) nachylenie terenu teren ze zmienną wysokością od 200 m do 400 m na 1 kilometr, f) sieć transportowa jedna droga nieutwardzona na 1 km2 (oprócz obszarów otwartych) g) przeszkody przygotowane przez człowieka: pola minowe, rowy przeciwczołgowe, powalone drzewa. 3. Mapa przejezdności terenu 3.1. Przeznaczenie Mapa przejezdności terenu stosowana jest w celu wsparcia procesu planowania na szczeblu operacyjnym. Zawiera klasyfikacje obszarów, ze względu na możliwość poruszania się wojsk. 3.2. Treść mapy Mapy Przejezdności terenu powinny zawierać wyłącznie elementy pokrycia terenu, które przyczyniają się do możliwości poruszania się po danym obszarze. Stopnie klasyfikacji są uzależnione od poziomu utrudnień i dzielimy je na następujące grupy: a) grunty, a) nachylenie terenu spadki, b) skarpy, wały i wykopy, 5
c) hydrografia powierzchniowa, d) roślinność, e) obszary zurbanizowane, f) inne obiekty terenowe. 3.3. Proces tworzenia mapy 3.3.1. Analiza otrzymanych danych. 3.3.2. Wybór odpowiednich warstw. 3.3.3. Import do zaawansowanego programu geoinformacyjnego. 3.3.4. Kartograficzne przedstawienie wyników analiz. 3.4. Charakterystyka obszaru województwa Świętokrzystkiego Województwo leży w środkowo-południowej części Polski. Położone jest prawie w całości na Wyżynie Małopolskiej. Zachodnią granicą regionu jest Pilica, wschodnią i południową Wisła. Należy w całości do dorzecza Wisły. Lasy stanowią około 27% powierzchni województwa. Największym kompleksem leśnym województwa jest Puszcza Świętokrzyska (w jej skład wchodzi m.in. Puszcza Jodłowa) oraz lasy w rejonie Końskich. Województwo należy do najsłabiej zurbanizowanych rejonów na terenie kraju. Rys. 2 Lokalizacja województwa Świętokrzystkiego. 6
4. Wykorzystane oprogramowanie - GeoMedia Professional Przygotowanie danych do późniejszych analiz odbyło się w programie GeoMedia Professional. Jest to zaawansowany program geoinformacyjny. Wykorzystuje się go przede wszystkim jako narzędzie do analizy danych przestrzennych. Zadanie polegało na wczytaniu istniejących danych obiektów topograficznych, klasyfikacji według odpowiednich kryteriów oraz nadaniu im zawartego w normie obronnej, odpowiedniego oznaczenia. Pierwszym etapem pracy było utworzenie nowej geoprzestrzeni w której przedstawiono dane Geohurtowni niezbędne do dalszej pracy. W Geohurtowni określono system odniesienia do poprawnego ulokowania wczytywanych danych. Utworzonej geoprzestrzeni nadano nazwę :,,Swietokrzyskie.gvs. Następnie stworzono Geohurtownię Warehouse -> New Warehouse - > normal.mdt (wykorzystano istniejący szablon). Kolejnym etapem pracy było załadowanie danych do projektu. Dane zostały zaczerpnięte i wczytane z bazy danych obiektów topograficznych. Wykorzystano połączenie Access Warehouse-> New Connection-> Access. Rys. 3 Wizualizacja warstw z obiektami topograficznymi. Następnie wyselekcjonowano wszystkie warstwy, które były niezbędne do realizacji pracy. Do wybranych warstw utworzone zostały zapytania, aby otrzymać wyłącznie te dane, które mają wpływ na przejezdność. Zasób otrzymanej bazy danych obiektów topograficznych nie zawiera pełnego zakresu informacji, który jest wymagane przez Normę Obronną. Ze względu na powyższy fakt w pracy nie zostały uwzględnione dane dotyczące ukształtowania terenu, nachylenia terenu oraz przeszkód przygotowanych przez człowieka. 7
5. Wyniki pracy 5.1. Przykład numer 5.2. Rys. 4 Pierwsza mapa wynikowa [źródło: praca własna]. 8
5.3. Przykład numer 2 Rys. 5 Druga mapa wynikowa [źródło: praca własna]. 9
5.4. Przykład numer 3 Rys. 6 Trzecia mapa wynikowa [źródło: praca własna]. 10
5.5. Przykład numer 4 Rys. 7 Czwarta mapa wynikowa [źródło: praca własna]. 11
6. Wnioski Końcowym efektem pracy są mapy przejezdności terenu. Pomimo niepełnego zasobu danych cel pracy został zrealizowany. Na podstawie analizy otrzymanych map można wnioskować, iż znaczna część terytorium województwa Świętokrzyskiego należy do terenów nieprzejezdnych. Wynika to z faktu, iż rejon ten jest słabo zurbanizowany, co oznacza, że duża część województwa pokryta jest terenami nieprzejezdnymi związanymi z roślinnością i hydrografią. W celu zwiększenia liczby informacji o województwie Świętokrzyskim można wykorzystać poszerzyć realizację zadania o pozostałe komponenty bazy danych obiektów topograficznych, takie jak: Mapa wektorowa poziomu 2 (Vmap Level 2); Numeryczny model terenu poziomu 2; Dane udostępniane w sieci Internet. LITERATURA Norma Obronna prno-06-a015:2012; Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji w sprawie bazy danych obiektów topograficznych oraz bazy danych obiektów ogólno geograficznych, a także standardowych opracowań kartograficznych, 17 listopada 2011r.; Praca zbiorowa, Rola bazy danych obiektów topograficznych w tworzeniu infrastruktury informacji przestrzennej w Polsce, GUGIK, Warszawa 2013r.; Bielecka E.,,,Systemy informacji przestrzennej, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa 2009r.; Kurałowicz Z.,,,Systemy informacji przestrzennej zastosowania, Politechnika Gdańska, Gdańsk 2010r.; Magnuszewski A.,,,GIS. Teoria i praktyka, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006r.; http://www.gugik.gov.pl/ 12