Zastosowanie danych ALS do interpretacji dawnych i współczesnych form użytkowania terenu na przykładzie wzgórza Grojec

Witold Jucha
Uniwersytet Pedagogiczny im. Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie
Instytut Geografii
Polska

Anna Marszałek
Uniwersytet Pedagogiczny im. Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie
Instytut Geografii
Polska

Streszczenie

Artykuł prezentuje możliwości wykorzystania informacji pochodzących z lotniczego skanowania laserowego LiDAR jako źródła danych w badaniach nad użytkowaniem terenu. Do oceny funkcjonalności użyto chmury punktów powstałej w ramach projektu ISOK. Jako obszar badań wybrano teren wzgórza Grojec, położonego na południu województwa śląskiego, w południowej Polsce.
Z pozyskanych chmur punktów wygenerowano modele cieniowane rzeźby i pokrycia terenu. Następnie zostały one zinterpretowane i zwektoryzowane w celu ustalenia maksymalnego zasięgu pól uprawnych i ich obecnego użytkowania.Poza tym oznaczone zostały pojedyncze obiekty antropogeniczne z różnych okresów czasu: średniowieczne stanowisko archeologiczne, kamieniołomy z XIX i XX wieku, stawy hodowlane.
Po przeprowadzonej analizie wyników przedstawiono następujące wnioski:
1. Dawne formy agrarnego użytkowania ziemi są w LiDAR wyraźnie i czytelnie widoczne. Interpretacja modelu umożliwia wskazanie nie tylko maksymalnego zasięgu rolnictwa, ale również granic poszczególnych działek.
2. Ślady działalności gospodarczej i kulturowej człowieka charakteryzują się dużymi możliwościami interpretacyjnymi. Wyniki wskazują na wielki potencjał drzemiący w oznaczaniu i wstępnej parametryzacji stanowisk historycznych i archeologicznych z użyciem teledetekcyjnej prospekcji ALS.
Interpretacja LiDAR nie umożliwia określenia czasowego momentu wykorzystywania poszczególnych obiektów. Tym niemniej wszelkie trudności z ustaleniem wieku powinny być weryfikowane i porównywane z innymi źródłami informacji przestrzennej, co podniesie wartość naukową badania.

Słowa kluczowe:

LiDAR; dane ALS; użytkowanie terenu; CMW; NMT; model cieniowany

Pełny tekst:

PDF

Bibliografia

Ackermann F., 1999: Airborne laser scanning – present status and future expectations. Journal of Photogrammetry and Remote Sensing no 54: 64-67, ISPRS.

Affek A., 2014: Lotnicze skanowanie laserowe (ALS) w modelowaniu rzeźby terenu – nowe możliwości i pułapki. Problemy Ekologii Krajobrazu nr 38: 217-236, Polska Asocjacja Ekologii Krajobrazu.

Będkowski K., Stereńczak K., 2010: Porównanie numerycznych modeli terenu obszarów leśnych generowanych z wykorzystaniem danych skaningu laserowego (LiDAR) uzyskanych w okresie wiosennym i letnim. Roczniki Geomatyki t 8, z. 7: 11-20, PTIP, Warszawa.

Borkowski A., Tymków P., 2007: Wykorzystanie danych lotniczego skaningu laserowego i zdjęć lotniczych do klasyfikacji pokrycia terenu. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji nr 17a: 93-103, PTFiT, Warszawa.

Borowiec N., 2009: Generowanie trójwymiarowego modelu budynku na podstawie danych lidarowych. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji nr 20: 47-56, PTFiT, Warszawa.

Cebulski J., 2015: Naziemny skaning laserowy jako narzędzie do określenia aktywności osuwiska. Prace Studenckiego Koła Naukowego Geografów Uniwersytetu Pedagogicznego w Krakowie nr 4: 12-20, UP, Kraków.

Dunning S., Rosser N., Massem C., 2010: The integration of terrestrial laser scanning and numerical modeling in landslide investigations. Quaterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology no 43: 233-247.

Franczak P., Jucha W., 2015: Odtworzenie przebiegu linii okopów z II wojny światowej (OKH Stellung b1) w Paśmie Jałowieckim i Grupie Mędralowej na podstawie numerycznego modelu terenu z danych LiDAR i badań terenowych. Folia Geographica Socio-Oeconomica nr 22: 87-108, UŁ, Łódź.

Grudowska P., 2015: Zmiany w strukturze zagospodarowania obszarów okolic Dulowej w latach 1998-2014. Prace Studenckiego Koła Naukowego Geografów Uniwersytetu Pedagogicznego w Krakowie nr 4: 49-61, UP, Kraków.

Hesse R., 2010: LiDAR-derived Local Relief Models – a new tool for archaeological prospection. Archaeological prospection nr 17: 67-72, J. Wiley & Sons Ltd.

Jędrychowski I., 2007: Numeryczny model zespołów urbanistycznych w Krakowie. Roczniki Geomatyki t. 5, z. 8: 199-207, PTIP, Warszawa.

Jucha W., Kroczak R., 2014: Porównanie danych o użytkowaniu terenu z programu CORINE Land Cover z danymi uzyskanymi z ortofotomap. [W:] Kaczmarska E., Raźniak P., (red.), Społeczno-ekonomiczne i przestrzenne przemiany struktur regionalnych, nr 2: 123-136, KAFM, Kraków.

Kiarszys G., Szalast G., 2014: Archeologia w chmurze punktów. Porównanie rezultatów filtracji i klasyfikacji gruntu w projekcie ISOK z wynikami opracowanymi w LAStools i Terrasolid. Folia Praehistorica Posnaniensa nr 19: 267-292, UAM, Poznań.

Komoniecki A., 1987: Chronografia albo Dziejopis Żywiecki. Grodziski S., Dwornicka I. (red.), Drukarnia Narodowa, Kraków: 39-41.

Kunz M., 2006: Zmienność wzorca przestrzennego krajobrazu w świetle interpretacji dostępnych materiałów kartograficznych i teledetekcyjnych. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji nr 16: 373-384, PTFiT, Warszawa.

Kurczyński Z., 2005: Trendy rozwoju systemów obrazowania powierzchni Ziemi. Roczniki Geomatyki t. 3, z. 3: 59-72, PTIP, Warszawa.

Kurczyński Z., Bakuła K., 2013: Generowanie numerycznego modelu terenu o zasięgu krajowym w oparciu o lotnicze skanowanie laserowe w projekcie ISOK. [W:] Kurczyński Z. (red), Geodezyjne Technologie Pomiarowe. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, wydanie specjalne, monografia: 59-68, PTFiT, Warszawa.

Nejfeld P., 2001: Ścieżka dydaktyczno-przyrodnicza „Wzgórze Grojec”. Starostwo Powiatowe w Żywcu, Żywiec, 32 s.

Sołoduchin W.I., Kulasow A.G., Utenkow B.I., Żukow A.J., Mażugin I.N., Emalanow W.P., Kopolow I.A., 1977: Sjomka profila krony dieriewa s pomoszczju laziernego dalnomiera. Lesnoje Choziajstwo nr 2: 71-73.

Stereńczak K., 2009: Single tree detection based on airborne LiDAR (ALS) data. Roczniki Geomatyki t. 7, z. 2: 121-129, PTIP, Warszawa.

Stereńczak K., Będkowski K., 2011: Wykorzystanie numerycznego modelu terenu i modelu pokrycia terenu do klasyfikacji drzewostanów na podstawie ich struktury pionowej i gatunkowej. Sylwan nr 155(4): 219-227, PTL, Warszawa.

Wężyk P., 2006: Wprowadzenie do technologii skaningu laserowego w leśnictwie. Roczniki Geomatyki t. 4, z. 4: 119-132, PTIP, Warszawa.

Wojciechowski T., Borkowski A., Perski Z., Wójcik A., 2012: Dane lotniczego skaningu laserowego w badaniu osuwisk – przykład osuwiska w Zbyszycach (Karpaty Zewnętrzne). Przegląd Geologiczny nr 60: 95-102, PGI, Warszawa.

Zapłata R., Borowski M., 2013: GIS w archeologii – przykład prospekcji i inwentaryzacji dziedzictwa archeologiczno-przemysłowego. Roczniki Geomatyki t. 11, z. 4: 103-112, PTIP, Warszawa.

Zwoliński Z., 2010: O homologiczności polskiej terminologii geoinformacyjnej. [W:] Zwoliński Z. (red.), GIS woda w środowisku: 21-30, Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań.

Źródła internetowe:

Centralny Ośrodek Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej. Dostęp 31.03.2016 r. http://www.codgik.gov.pl/

FUSION/LDV. Dostęp 31.03.2016 r. http://forsys.cfr.washington.edu/fusion/

Informatyczny System Osłony Kraju przed nadzwyczajnymi zagrożeniami. Dostęp 31.03.2016 r. http://www.isok.gov.pl/

NASA Ice, Cloud and land Elevation Satellite. Dostęp 31.03.2016 r. http://www.icesat.gsfc.nasa.gov/

Quantum GIS Project. Dostęp 31.03.2016 r. http://www.qgis.org/