Geomorfometria granitowej części Karkonoszy

Landform Analysis, Vol. 13: 33–46 (2010)

Geomorfometria granitowej części Karkonoszy

Geomorphometry of granitic part of Karkonosze Mts.

Marek Kasprzak1, Andrzej Traczyk2

1Uniwersytet Wrocławski, Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego, plac Uniwersytecki 1, 50-137 Wrocław;[email protected] Wrocławski, Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego, plac Uniwersytecki 1, 50-137 Wrocław;[email protected]

Zarys treści: W pracy dokonano analizy morfometrycznej rzeźby granitowej części Karkonoszy. W obszarze zainteresowa-nia znalazły się główne jednostki geomorfologiczne masywu: Grzbiet Główny, Karkonoski Padół Śródgórski i Pogórze Kar-konoszy. Analizę prowadzoną przy użyciu programów GIS (GRASS GIS, MicroDEM, SAGA GIS, ILWIS) oparto nacyfrowym modelu wysokościowym (DEM). Wybrano najpopularniejsze wtórne parametry morfometryczne powstałe wefekcie przekształcenia DEM oraz algorytmy klasyfikujące formy terenu: topographic grain (lineamenty rzeźby), curvature(krzywizna), openness (otwarcie), topographic wetness Index TWI (topograficzny wskaźnik wilgotności), topographic posi-tion index TPI (topograficzny indeks pozycji), generic landforms.Wyniki przeprowadzonych analiz pozwalają na wydzielenie na badanym obszarze terenów o odmiennych właściwościach, codo tej pory nie było w literaturze przedmiotu odnotowane. Można stwierdzić, że w literaturze geomorfologicznej regionu niepodkreślano dominacji prostego kształtu stoków i przeceniano w udziale ogólnej powierzchni masywu zrównania stokowe.Obraz Padołu i Pogórza na wynikowych mapach morfologicznych ukazał zmieniający się z zachodu w kierunku wschodnimukład obniżeń i kulminacji. W strefie Pogórza doskonale zaznaczył się kratowy układ obniżeń ograniczających różnoskaloweelewacje morfologiczne.Spośród zastosowanych w opracowaniu parametrów najpełniejszy obraz geomorfologii Karkonoszy dała procedura TPI.Wynik analizy z zastosowaniem TWI potwierdza wcześniejsze tezy wskazujące na koncentrację wilgoci w strefie dolnychzałomów stoku. Tym samym jest to pośredni dowód na słuszność poglądów odnoszących się do zróżnicowania stref głębokie-go wietrzenia chemicznego masywu.

Słowa kluczowe: geomorfometria, GIS, masyw granitowy, Karkonosze, Sudety

Abstract: The paper presents results of morphometric analysis of granitic part of the Karkonosze Mts. Maingeomorphological units of Karkonosze Mts. – Main Ridge, Karkonosze Intramontane Trough and Karkonosze Foothills –were in the study area. Analysis was carried out using GIS software (GRASS GIS, MicroDEM, Saga GIS, ILWIS) and digi-tal elevation model (DEM). The most popular secondary geomorphometrical parameters were chosen and algorithms clas-sifying terrain forms: topographic grain, curvature, openness, topographic wetness Index TWI, topographic position indexTPI, generic landforms.Results of analysis allow for identification of unit/zones in studied area with different properties, as for this time it was notrecorded in a literature of a subject. It is possible to state that until now in geomorphological literature of the region a domi-nance of straight shape of slopes was not underlined and in the participation of the general area of the massif planar surfaceswere overrated. An image of Karkonosze Intramontane Trough and Karkonosze Foothills on final morphological mapsshowed an arrangement changing from the west to the east of linear depressions and elevations/peaks. In the zone ofKarkonosze Foothills rectangular shape of valleys was indicated.Selected from among of parameters applied in the study TPI procedure gave the fullest information of the Karkonosze Mts.morphology. Result of the analysis with TWI application was confirming earlier theses pointing at a concentration of wetnessin a zone of bottom edge of slopes. It is indirect evidence for diversifying zones of deep chemical weathering in granitic massif.

Key words: Geomorphometry, GIS, granite massif, Karkonosze Mts., Sudetes

33

Wprowadzenie

W ostatnich latach rozwijany jest w dziedziniegeomorfologii nowy kierunek badań określany jakogeomorfometria (ang. geomorphometry), której pod-stawy metodyczne sformułowali Pike, Evans i Hengl(2008). Według wymienionych autorów geomorfo-metria to ilościowa analiza powierzchni terenu wy-korzystująca cyfrowe modele wysokościowe, prowa-dzona za pomocą aplikacji komputerowych, a więckorzystająca z narzędzi matematycznych i informa-tycznych. W rzeczywistości nie jest to zupełnie nowepodejście badawcze. Już u zarania epoki komputero-wej ukazał się podręcznik Doornkampa i Kinga(1971) omawiający w różnych aspektach możliwościzastosowania technik matematycznych i statycznychdla określania cech morfometrycznych wybranychelementów rzeźby oraz większych jednostek kraj-obrazowych (zlewni, dorzeczy).

W Polsce ten kierunek badań do niedawna nie byłw istotny sposób rozwijany, głównie ze względu naograniczenia w dostępie do wiarygodnych źródeł in-formacji o terenie. Pozyskanie danych numerycz-nych wiązało się zazwyczaj z wykonywaniem żmud-nych i pracochłonnych pomiarów kartometrycznychna mapach topograficznych. Obecnie, gdy w świato-wych zasobach internetowych dostępne są cyfrowemodele wysokościowe, często o rozdzielczościachrzędu dziesiątek metrów (np. SRTM-3, ASTERGDEM) oraz wielospektralne obrazy satelitarne(np. LANDSAT 7), problem dostępności danychprzestaje być istotny.

Zastosowanie cyfrowych modeli wysokościowych(dalej w skrócie DEM) w systemach GIS stwarzanowe możliwości analityczno-badawcze, które na za-sadzie interdyscyplinarnej łączą w sobie wiedzę z za-kresu matematyki, nauk o Ziemi oraz informatyki(Pike 2002). Wykorzystanie tych możliwości nie ogra-nicza się jedynie do geomorfologii i geografii. Częstosą one stosowane w gleboznawstwie (zróżnicowaniesiedlisk, modelowanie zjawisk erozji), hydrologii(modelowanie zjawisk hydrologicznych) czy w celachmilitarnych. Dzięki szerokiemu zakresowi zastoso-wań geomorfometria, zdaniem Pike’a i in. (2008),przestaje być już jedynie zbiorem technik numerycz-nych, a staje się oddzielną dyscypliną naukową.

Podstawowymi pojęciami w geomorfometrii sąparametr (parametr pierwotny, np. nachylenie, eks-pozycja; parametr wtórny, np. topograficzny wskaź-nik uwilgotnienia) oraz obiekt (cyrk lodowcowy,stożek napływowy itp.). Istota tej dziedziny nauki po-lega zatem na określaniu w oparciu o cyfrowe mode-le wysokościowe parametrów charakteryzującychobiekty geomorfologiczne oraz wydzielaniu tychobiektów z otoczenia za pomocą różnych technikmatematyczno-statystycznych.

W stosunku do tradycyjnego podejścia analitycz-nego stosowanego w geomorfologii, a ogranicza-jącego się często do arbitralnego wyznaczenia granicobiektów, np. w trakcie konstrukcji map geomorfo-logicznych i/oraz wykonywania pomiarów metodamikartometrycznymi, użyte algorytmy pozwalają naograniczenie pierwiastka subiektywizmu w ocenieukształtowania powierzchni Ziemi.

Algorytmy i procedury w geomorfometrii znaj-dują zastosowanie głównie na obszarach o urozma-iconym reliefie, a szczególnie w górach średnich ge-nerujących mniej problemów analitycznych odterenów nizinnych (niepewne działy wodne, obszarybezodpływowe itd.) i wysokogórskich (pionowe ścia-ny skalne, przepuszczalne pokrywy rumowiskoweitd.). Dlatego też do modelowych badań geomorfo-metrycznych dobrze nadają się Karkonosze. Masywten jest obiektem zainteresowania geomorfologówod ponad 100 lat. Tylko w okresie ostatnich 50 latukazało się około 60 oryginalnych polskich opraco-wań dotyczących morfologii tego obszaru (katalogna stronach internetowych: www.kgg.geom.uni.wroc.pl). Spośród nich na szczególną uwagę zasługu-ją artykuły i rozdziały publikacji monograficznychstanowiące syntezy geomorfologii Karkonoszy:Czerwińskiego (1985) i Migonia (2005).

Zamiarem autorów tego artykułu jest konfronta-cja kompletnego obrazu rzeźby granitowej częściKarkonoszy wyłaniającego się z przeglądu wspo-mnianych wyżej prac z wynikami analizy DEM przyużyciu wybranych technik geomorfometrycznych.Głównym celem tego zabiegu ma być wskazanie, naile techniki te wzbogacają tradycyjne obserwacjegeomorfologiczne i jakie elementy rzeźby Karkono-szy były do tej pory traktowane drugorzędnie, mimoich znaczącego udziału w powierzchni terenu. Wkońcowym efekcie pozwoliło to na podanie pierw-szej kompleksowej charakterystyki morfometrycznejgranitowej części tych gór. Odniesiono ją również doparametrów uzyskanych dla całego obszaru Karko-noszy, a więc części granitowej i metamorficznej.

Metody badań

Morfometryczną analizę rzeźby Karkonoszyoparto na DEM, jaki wykonany został w InstytucieGeografii i Rozwoju Regionalnego na podstawie di-gitalizacji poziomic z map topograficznych w skali1:25 000 (Migoń i in. 2009). Digitalizację prowadzo-no metodą ręczną (on screen), uzupełniając daneźródłowe o wysokości punktów charakterystycznychoraz linie szkieletowe. Materiałem wyjściowym doobliczeń był model o regularnym kształcie komórek30×30 m. Został on zweryfikowany pod kątem wy-stępowania błędów interpolacyjnych w obrębie dendolinnych. Błędy zostały wyeliminowane w progra-mie MicroDem z wykorzystaniem funkcji fill DEM

34

Marek Kasprzak, Andrzej Traczyk

holes (Guth 2009). Ten darmowy program zostałwykorzystany do dalszych analiz wraz z oprogramo-waniem GRASS GIS, SAGA GIS oraz ILWIS. Para-metryzację rzeźby z wykorzystaniem wyżej wymie-nionych programów przeprowadzono odrębnie dlagranitowej części Karkonoszy (obszar testowy) orazdla całego masywu.

Wybrano najpopularniejsze parametry wtórne, tj.powstałe w efekcie przekształcenia DEM, służąceanalizie form geomorfologicznych, oraz algorytmydo automatycznej klasyfikacji form. Niektóre z wy-branych parametrów lub algorytmów dotyczą tychsamych logicznych procedur i zastosowano je w celuporównania otrzymanych wyników, szczególnie gdyużyty program nie pozwalał na manipulację algoryt-mem obliczeniowym i rezultat nie był zależny odoperatora.

Zastosowane algorytmy umożliwiają m.in. rozpo-znanie zagłębień (pits), szczytów (peaks), koryt(channels) grzbietów (ridges), przełęczy (passes) izrównań (plains) (Wood 1996). Schemat identyfika-cji tego typu form w modelu rastrowym przedstawio-no na rycinie 1. Automatyczna klasyfikacja formmożliwa jest w oparciu o pomiary krzywizny po-wierzchni planarnej i wertykalnej oraz rozpoznanielokalnego kształtu powierzchni terenu wedługprzedstawionego przez Dikaua (1989) podziału na 9kombinacji lub opublikowanych przez Shary’ego i in.(2002) 12 kombinacji kształtów stoku. Krótkie omó-wienie zastosowanych algorytmów oraz parametrówznajduje się poniżej. Stosowane będę ich oryginalnenazwy, gdyż nie wszystkie mają swój powszechnieznany odpowiednik w języku polskim.

Topographic grain (lineamenty rzeźby). Algo-rytm służący wykreślaniu w programie MICRO-DEM mapy konturowej przedstawiającej główne li-neamenty rzeźby (Guth 2003). W odróżnieniu odlinii szkieletowych uzyskany obraz linii prostych od-daje dominujący w reliefie kierunek grzbietów lubdolin. Długość uzyskanych wektorów (linii) wskazu-je, w jakim stopniu ich orientacja potwierdza kieru-

nek dominującego w badanym regionie lineamentu.Na obszarach płaskich, gdzie brakuje wyróżnialnychlineamentów rzeźby, wektory nie są wykreślane.Ostateczny efekt zależy od ustalenia dystansu mię-dzy punktami, jakie mają być przeliczane, po-wierzchni, współczynnika skali dla długości wekto-rów i wskazania udziału powierzchni płaskich, któremają zostać uwzględnione w wyniku końcowym(Guth 2009).

Curvature (krzywizna). Krzywizna to parametrdefiniowany jako druga pochodna powierzchni, czylilinia styczna do krzywej reprezentującej nachylenieterenu. Parametr ten umożliwia analizę zmiany tem-pa nachylenia w określonych płaszczyznach: krzywi-zna profilowa (vertical curvature) opisuje zmianęnachylenia w płaszczyźnie pionowej, krzywizna pla-narna (horizontal curvature) opisuje zmianę nachyle-nia w płaszczyźnie poziomej. W analizach hydrolo-gicznych pierwszy z parametrów odpowiada zmianomszybkości spływu, drugi determinuje konwergencjęlub dywergencję linii spływu (Shary i in. 2002).

Openness (otwarcie). Parametr ten wyraża8-krotny, skierowany w podstawowe kierunki świata,kątowy pomiar relacji między ukształtowaniem po-wierzchni a określonym poziomym dystansem(Yokoyama i in. 2002). Można go także definiowaćjako maksymalny lub minimalny kąt widocznościograniczanej topografią terenu nad zadanym obsza-rem (Guth 2003). Ten stosunkowo nowy sposób ana-lizy rzeźby jest silnie powiązany z parametrami mini-mal curvature i maximal curvature (minimalną imaksymalną krzywizną). Ma dwie perspektywy uza-leżnione od pomiaru azymutu kąta względem zenitui nadiru (ryc. 2). Wartości openness positive odnosząsię do pomiarów powyżej zadanej powierzchni i majądodatnie wartości dla form wypukłych, podczas gdyopenness negative opisują ten atrybut poniżej po-wierzchni i są wysokie dla form wklęsłych. Wartościwspółczynnika zazwyczaj przedstawiane są na ma-pach w odcieniach szarości. W takim ujęciu powstałemapy upward openness (positive) prezentują liniegrzbietowe na biało, a linie dolinne na czarno. Od-wzorowanie kolorystyczne tych elementów na ma-pach downward openness (negative) jest odwrotne.

35


Ryc. 1. Schemat wydzielania form terenu na podstawieróżnic atrybutu wysokościowego sąsiadujących komórekDEM

Fig. 1. Outline of terrain forms allocating on the basis ofdifferences of DEM cells attribute

Ryc. 2. Schemat obliczania parametru openness positive(A) i openness negative (B) dla każdego punktu DEM(czarna kropka) przy zadanym parametrze długości L

Fig. 2. Outline of calculating a parameter openness posi-tive (A) and openness negative (B) for every cell ofDEM (black dot) at a set parameter of the length L

Topographic Wetness Index TWI (topogra-ficzny wskaźnik wilgotności). Koncepcję topogra-ficznego wskaźnika wilgotności podali Beven i Kirk-by (1979). Parametr ten wskazuje zależność międzywielkością powierzchni biorącej udział w spływie po-wierzchniowym (fragmencie zlewni) a wartością jejnachylenia według podstawowego równania:

TWI=ln( /tan ), gdzie

– właściwa lokalna powierzchna zlewni (w od-niesieniu do długości warstwicy), – lokalny spadekdanego punktu.

TWI ukazuje w założeniu przestrzenny rozkładwilgotności gleby i stopień nasycenia wilgocią po-wierzchni ziemi i jest jednym z podstawowych ele-mentów modelowania hydrologicznego w ujęciu sto-ku i całej zlewni (Sørensen i in. 2005). Jedną zmodyfikacji TWI jest parametr SAGA Wetness Indexzastosowany w programie SAGA GIS. Różnica mię-dzy nimi polega na odmiennym sposobie obliczaniapowierzchni zlewni. W rezultacie rastrom DEM re-prezentującym dna dolin w małym odstępie od korytprzypisuje się większą wartość uwilgotnienia niż wtradycyjnym ujęciu TWI (Boehner i in. 2002).

Topographic Position Index TPI (topograficz-ny indeks pozycji).W ogólnym ujęciu procedura obli-czania topograficznego wskaźnika pozycji polega naporównaniu dwóch modeli rastrowych: oryginalnegoDEM i modelu uśrednionych wysokości (Weiss2001). Wartości w tym drugim modelu wyliczane sąjako średnia wartość wysokości w konkretnym oto-czeniu – sąsiedztwie o z góry zadanym promieniu(np. 500 m, 2000 m itp.). Tak wykonana nowa war-stwa – model rastrowy – informuje o tym, o ile w da-nym punkcie wysokość powierzchni obrazującej real-ny relief terenu odbiega od powierzchni uśrednionej.Innymi słowy, jest to wskaźnik określający względnepołożenie morfologiczne. Wartości dodatnie wska-zują, że mamy do czynienia z elementem elewowa-nym (kulminacja, grzbiet), wartości ujemne wskaźni-ki TPI oznaczają natomiast miejsca depresji(obniżenia dolinne, zagłębienia). Wartości pośred-nie (oscylujące wokół zera) TPI odpowiadają po-

wierzchniom stokowym, a zbliżone do zera spłasz-czeniom. Należy przy tym wyraźnie podkreślić, żeuzyskany obraz rzeźby zależy w dużym stopniu odprzyjętej na etapie obliczeń wielkości otoczenia(sąsiedztwa). Zagadnienie to szczegółowo objaśnio-ne zostało w publikacjach Weissa (2001) oraz Jen-nessa (2006). Wskaźnik TPI stanowi podstawę auto-matycznej klasyfikacji form rzeźby i generowaniamap krajobrazowych ukazujących podstawowe ele-menty rzeźby terenu (grzbiety, spłaszczenia, stoki,dna dolin itp.). Podstawy tej klasyfikacji zapropono-wał Weiss (2001). Autor ten wyróżnił sześć klas formrzeźby poprzez reklasyfikację standaryzowanychwartości TPI. Nieco inne podejście do problemuanalizy modelu TPI prezentują Dickson i Beier(2007), którzy wyróżniają tylko cztery klasy obiektówmorfologicznych: dna dolin, grzbiety, stoki słabo i sil-nie nachylone. W przyjętej procedurze reklasyfikacjiautorzy ci stosują jako dodatkowe kryterium nachy-lenie stoków (dwie klasy: stoki łagodne o nachyleniuponiżej 6° oraz stoki strome powyżej 6°).

Generic landforms. Generic landforms jest toalgorytm służący automatycznemu wydzielaniu pod-stawowych form rzeźby, zaimplementowany jako do-datkowy skrypt w programie ILWIS. Klasyfikacja taopiera się na kompilacji trzech parametrów: SLOPE(nachylenie), PLANC (plan curvature – krzywiznaplanarna) i SCI (shape complexity index – współczyn-nik kształtu) lub ACV (anisotrophic coefficient of va-riation), wyliczonych bezpośrednio z DEM. Jejzałożenia przedstawiono na rycinie 3 (Hengl i in.2003). Klasyfikacja ta pozwala na wyróżnienie 5 lub 6(zależnie od zastosowanego skryptu) podstawowychform geomorfologicznych reprezentujących głównecechy rzeźby terenu. Zawierają się one w arbitralniewydzielonych klasach, które dla obszarów o odmien-nej morfologii mogą być modyfikowane: korytarzeczne lub dna dolin wykreślane są przy minimal-nych wartościach spadków, minimalnej krzywiźnieplanarnej i średnich wartościach współczynnikakształtu; grzbiety i kulminacje przy minimalnychwartościach spadku, maksymalnej krzywiźnie i mini-malnej wartości współczynnika kształtu; stoki przymaksymalnej wartości spadku, średniej wartościkrzywizny i maksymalnej wartości współczynnikakształtu; zrównania i terasy przy minimalnym spad-ku, średnich wartościach krzywizny i minimalnychwartościach współczynnika kształtu; zagłębieniaprzy średnim nachyleniu i minimalnych wartościachkrzywizny i współczynnika kształtu.

Obszar badań

Obszar objęty analizą obejmuje granitową częśćKarkonoszy o powierzchni 174 km2 (ryc. 4). Granicępołudniową tego terenu wyznaczają równoleżniko-wo rozciągnięte doliny Mumlawy, Łaby i Białej Łaby.

36


Ryc. 3. Schemat klasyfikacji form rzeźby w module genericlandform class programu ILWIS. Na podstawie: Hengli in. (2003)

Fig. 3. Outline of terrain forms ranking in the module ge-neric landform class of ILWIS program. On the base:Hengl et al. (2003)

Granica północna przebiega wzdłuż doliny Kamien-nej i progu morfologicznego Pogórza Karkonoskie-go, który oddziela masyw Karkonoszy od KotlinyJeleniogórskiej. Zachodnią i wschodnią granicę po-prowadzono arbitralnie obniżeniami mniejszych do-lin oraz wzdłuż skłonu oddzielającego wschodniączęść Pogórza Karkonoskiego od górnej części ob-niżenia Mysłakowic i doliny Łomnicy. Tak zarysowa-ny obszar nie obejmuje marginalnych części masywugranitowego Karkonoszy, głównie po jego stroniepołudniowej, gdzie granica batolitu karkonoskiegobiegnie skośnie do stoków i grzbietów. Rezygnacja ztych fragmentów pozwoliła uniknąć przecinaniagłównych form rzeźby terenu.

Obszar zainteresowania obejmuje trzy głównejednostki geomorfologiczne Karkonoszy (Jahn1953), od południa ku północy są to: GrzbietGłówny, Karkonoski Padół Śródgórski i PogórzeKarkonoszy. Grzbiet Główny zwany również Śląs-kim, ciągnie się od Przełęczy Szklarskiej (886 mn.p.m.) na zachodzie po przełęcz Pod Śnieżką (1394m n.p.m.) na wschodzie. Wierzchowina tego grzbietuma charakter falistej powierzchni zrównania o wyso-kości od 1200 m na zachodzie do ponad 1400 m nawschodzie. Ponad tę powierzchnię wznoszą się izolo-wane kopulaste ostańce denudacyjne o wysokościachwzględnych od 20 do ponad 70 m. Grzbiet Głównycechuje się wyraźną asymetrią. Stoki opadające w

kierunku północnym są długie, strome w górnej czę-ści (powyżej 20°) i łagodne w dolnej. Natomiast stokipołudniowe są krótsze, w górnej części stosunkowołagodne, u podstawy natomiast strome (25–30°).

Karkonoski Padół Śródgórski to przylegający odpółnocy do podnóża Grzbietu Głównego równole-żnikowy pas kotlinowatych obniżeń i spłaszczeń(Jahn 1953). Padół jest pośrednim stopniem morfo-logicznym między Grzbietem Głównym a PogórzemKarkonoskim, które opada w kierunku dna KotlinyJeleniogórskiej stromym, 100–150 m wysokości pro-giem morfologicznym, założonym na uskoku tekto-nicznym Miłkowa–Piechowic (Mierzejewski 1986,Sroka 2001).

Rzeźba Karkonoszy w świetle literatury

Wyróżnione w poprzednim rozdziale jednostkigeomorfologiczne posiadają swoje specyficzne cechykrajobrazowe i morfometryczne. Ich charakterystykaprzedstawiana jest jednak najczęściej w sposób opi-sowy na tle ogólnych rozważań dotyczących rozwojurzeźby Karkonoszy w okresie kenozoicznym orazwpływu struktury podłoża granitowego na wy-kształcenie mezo- i mikroform rzeźby. Należy przytym podkreślić, że informacje literaturowe opisującerzeźbę granitową Karkonoszy odnoszą się głównie

37


Ryc. 4. Obszar opracowania (1). Objaśnienia: 1 – granica obszaru testowego (granitowa część Karkonoszy), 2 – granice gra-nitu karkonoskiego, 3 – Grzbiet Główny Karkonoszy, 4 – wybrane kulminacje, przełęcze

Fig. 4. Study area (1). Explanations: 1 – border of test area (granite Karkonosze Mts. part), 2 – borders of Karkonosze Mts.granite, 3 – Main Karkonosze Mts. Ridge, 4 – chosen peaks, passes

do ich północnej części. Dla obszaru położonego wRepublice Czeskiej nie ma syntetycznego opracowa-nia. Jedyne szczegółowe opracowanie na ten tematnapisała Bartošíkova (1973).

W monografii Karkonoszy pod redakcją Jahna(1985) zestawione zostały różne poglądy na tematgenezy i ewolucji rzeźby Karkonoszy (Czerwiński1985). Niestety tak jak i w innych tego typu opraco-waniach brak w niej informacji na temat cech morfo-metrycznych rzeźby Karkonoszy. Ograniczają sięone jedynie do podania długości głównych grzbietówczy też przedziałów wysokościowych, w jakich naj-częściej występują zrównania.

W części omawiającej związki pomiędzy rzeźbą astrukturą podłoża Czerwiński (1985) wykorzystałprace Cloosa (1925), Berga (1927) i Dumanowskie-go (1963). Przychylił się do poglądu Cloosa (1925),który stwierdził, że cios pokładowy (spękania typu L)„wyznacza optymalną powierzchnię morfologiczną,do której dopasowuje się stok w procesie jego denu-dacyjnego modelowania”. Z drugiej jednak stronypodkreślił znaczenie rozważań Dumanowskiego(1963), który zajmował się wpływem strukturypodłoża na rzeźbę Karkonoszy. Ten ostatni autorwskazał na wyraźny związek układu głównych ele-mentów rzeźby Karkonoszy z przebiegiem i różnąodpornością budujących je formacji skalnych. Zwró-cił również uwagę, że na północnych stokach Karko-noszy istnieje pewna zbieżność pomiędzy położe-niem progów dolinnych, skałek i załomów stokowycha przebiegiem granicy między różnymi odmianamigranitu.

W najnowszej monografii przyrodniczej Karko-noszy (Mierzejewski 2005) znalazł się rozdział pt.„Karkonosze – rozwój rzeźby terenu” autorstwa Mi-gonia (2005). W jego pierwszej części autor w odróż-nieniu od wcześniejszych, powojennych opracowańpolskich, położył nacisk na znaczenie tektoniki dys-junktywnej w rozwoju rzeźby Karkonoszy. WedługMigonia (2005) pierwszorzędnym czynnikiem wa-runkującym rzeźbę były blokowe ruchy tektonicznezachodzące w neogenie. Spowodowały one nierów-nomierne podnoszenie się lub obniżanie poszczegól-nych części Sudetów Zachodnich (Migoń 1993,1996).

W opinii Migonia (2005) Karkonosze stanowią wcałości duży, asymetryczny, tj. pochylony w kierunkupołudniowym, zrąb tektoniczny obcięty od północykrawędzią tektoniczną Pogórza Karkonoskiego owysokości względnej 150–200 m. Krawędź ta na ca-łym odcinku rozcięta jest przez krótkie i głębokiewciosowe doliny rzeczne. Część tych dolin ma ujściazawieszone na krawędzi Pogórza – ich dna lub po-wierzchnie starszych poziomów terasowych „wycho-dzą w powietrze”, co zdaje się potwierdzać znaczeniemłodej (kenozoicznej) tektoniki w powstaniu rzeźbyKarkonoszy (Migoń 1988, 1992, Sroka 1991).

W kolejnej części omawianego rozdziału („Roz-wój granitowych form denudacyjnych”) Migoń(2005) wskazał na ogólne różnice krajobrazowezwiązane z litologią i spękaniem granitu. W bardziejhomogenicznym i podobnie spękanym granicierównoziarnistym budującym wyższe partie Karkono-szy procesy denudacyjne działały równomiernie.Stąd też dla tych części masywu typowe są rozległespłaszczenia, długie i jednorodne (monotonne) sto-ki, stosunkowo nieliczne formy skalne oraz rumowi-ska skalne. Lokalnie występują tu również, w stre-fach zbudowanych z wybitnie drobnoziarnistegogranitu, skaliste, stożkowate wzniesienia stercząceponad powierzchnie zrównań wierzchowinowych.

Odmiennie przedstawia się sytuacja w strefachzbudowanych z granitów porfirowatych. Wykazujeon silne lokalne zróżnicowanie zarówno pod wzglę-dem struktury, jak i gęstości oraz orientacji spękań.W rezultacie w obrębie Pogórza Karkonoskiego, sta-nowiącego niższy poziom morfologiczny gór, widocz-ne są kopułowe wzniesienia i kotlinki, a liczne skałkimają nieregularny bądź też owalny kształt (Migoń2005).

Spośród innych opracowań na szczególną uwagęzasługuje artykuł Migonia (1992) traktujący o tekto-nicznych formach rzeźby północnego skłonu Karko-noszy. Autor ten uznał północną krawędź Pogórza zastok uskokowy. Stwierdza również, że w obrębie Po-górza wyróżnić można szereg krawędzi dzielących tęjednostkę morfologiczną na liczne, mniejsze bloki okrawędziach nie dłuższych niż 8 km. Krawędzie temają zróżnicowaną wysokość (30–120 m), kierunek iwyrazistość w rzeźbie, zmienne jest również ich za-gęszczenie.

Cechami charakterystycznymi powierzchni od-dzielanych przez krawędzie morfologiczne są: (1)izolowane kopulaste wzniesienia o wysokościachwzględnych dochodzących do 100 m, (2) niskienabrzmienia podłoża, (3) nieckowate dolinki denu-dacyjne oraz (4) duże obniżenia o płaskim dnie i sze-rokości do 2 km pełniące często funkcje węzłów hy-drograficznych.

Tektonika Pogórza wpływa na morfologię dolinrzecznych, których profile są niewyrównane z liczny-mi załamaniami. W strefie przecinania wzniesień Po-górza następuje wyraźny wzrost spadków den dolin-nych (do 120–180‰), podczas gdy w obrębiedawnych powierzchni zrównań Pogórza i Karkono-skiego Padołu Śródgórskiego osiągają 40–80‰.

Z powyższego przeglądu wynika, że najwięcej in-formacji o dużej szczegółowości dotyczy niższej, po-górskiej partii Karkonoszy. Znacznie skromniejszyjest zasób wiedzy na temat północnego skłonuGrzbietu Głównego oraz rozcinających go dolinrzecznych.

38


Wyniki badań

Efektem przeprowadzonej analizy TPI jest mapamorfologiczna ukazująca rozmieszczenie głównychelementów rzeźby w obrębie granitowej części Kar-konoszy (ryc. 5). Na mapie tej wyraźnie zaznaczająsię wypukłe formy rzeźby – grzbiety i kulminacje orazobniżenia dolinne i kotliny. Wbrew obiegowym opi-niom, prezentowanym w większości opracowańmonograficznych, spłaszczenia występują prawiewyłącznie w obrębie dwóch stref: wierzchowiny góroraz Karkonoskiego Padołu Śródgórskiego. Możnaponadto zauważyć, że w obrębie wierzchowiny wi-doczne są pojedyncze duże powierzchnie spłaszczeń,natomiast w strefie padołu występują spłaszczenialiczne i małe powierzchniowo. Wyniki pomiarów ichpowierzchni zaprezentowano w tabeli 1.

W uzyskanym obrazie widoczny jest mały udziałspłaszczeń w obrębie stoków. Być może jest to efektprzyjętej skali opracowania i zastosowania algoryt-mu przekształcającego DEM w odniesieniu do oto-czenia o średnicy 500 m. Wynikałoby z tego, żespłaszczenia występujące na stokach tworzą zazwy-czaj listwy o szerokościach mniejszych niż 500 m, dla-tego też podczas przetwarzania DEM teoretyczniemogły ulec „zatarciu”.

W obrębie skłonów Grzbietu Głównego najwię-cej powierzchni o nachyleniu poniżej 6° wystąpiło wgórnych, źródliskowych częściach dolin. Większośćdolin, zwłaszcza na południowym skłonie Grzbietu,

jest wyraźnie zarysowana morfologicznie (ryc. 5). Wobrębie analizowanego wycinka Karkonoszy wystę-puje także kilka stosunkowo płytkich dolin, słabowciętych w powierzchnie stokowe. Najwięcej jest ichw strefie położonej na wschód od Śnieżnych Kotłów.W strefie tej doliny rozcinające Grzbiet Główny iboczne grzbiety ułożone są równolegle do siebie,przy czym na skłonie północnym zorientowane sąone głównie w kierunku NE (ryc. 6). Na skłoniepołudniowym doliny i grzbiety mają natomiast prze-bieg z NW na SE jedynie w strefie położonej na za-chód od Śnieżnych Kotłów doliny i grzbiety mająorientację taką jak po północnej stronie GrzbietuGłównego.

Obszar Karkonoskiego Padołu Śródgórskiego namapie klasyfikacyjnej TPI przedstawia się jako nie-

39


Ryc. 5. Klasyfikacja form rzeźby na podstawie analizy TPI (Topographic Position Index). Objaśnienia: 1 – dna dolin, 2 – sto-ki o nachyleniu poniżej 6°, 3 – stoki o nachyleniu powyżej 6°, 4 – spłaszczenia, 5 – grzbiety, kulminacje

Fig. 5. Terrain forms classification on the basis of TPI (Topographic Position Index) analysis. Explanations: 1 – valleysfloors, 2 – slopes below 6°, 3 – slopes about above 6°, 4 – flattening, 5 – ridges, peaks

Tabela 1. Spłaszczenia morfologiczne na podstawie anali-zy TPI (wielkości odniesione są do powierzchni testowej– granitowej części Karkonoszy – ryc. 4)

Table 1. Planation surfaces from TPI analysis (values arerelated to test area of granitic part of Karkonosze Mts. -Fig. 4)

Jednostkamorfologiczna

Powierzchnia[km2] % powierzchni

Grzbiet Główny(wierzchowina) 3,048 1,75

Padół Śródgórski 5,907 3,39

Razem 8,955 5,14

jednolita strefa składająca się z części (jednostkiA–C na ryc. 6), w których obrębie dominują rozległepowierzchnie spłaszczeń, oraz z części, gdzie domi-nującym elementem rzeźby są niewielkie powierzch-niowo, owalne, izolowane kulminacje. Cechą cha-rakterystyczną Pogórza jest wzrost z zachodu nawschód liczby tych kulminacji kosztem powierzchnispłaszczeń, a ponadto pojawiają się liczne po-wierzchnie zaklasyfikowane jako stoki o nachyleniuponiżej 6°.

Region Pogórza Karkonoskiego jest zróżnicowa-ny podobnie jak Karkonoski Padół Śródgórski (5–7na ryc. 6). W zachodniej części Pogórza między do-liną Kamiennej a Wrzosówki (5 na ryc. 6) w morfolo-gii dominują stosunkowo długie, szerokie grzbiety,którym towarzyszą obszerne, stosunkowo słabo zary-sowane (płytkie) doliny. Większość dolin i grzbietówma orientację NW–SE.

W pozostałej, leżącej na wschód od doliny Wrzo-sówki, części Pogórza wzrasta liczba elementów rzeź-by określonych w trakcie analizy jako grzbiety – kul-minacje (ryc. 7). Na mapie klasyfikacyjnej (ryc. 5)widać wyraźnie, że wielkość (powierzchnia) tych ele-mentów zmniejsza się w kierunku wschodnim. W od-różnieniu od zachodniego fragmentu Pogórza jest tudużo izolowanych kulminacji o kształtach mniej lubbardziej owalnych czy też rozgałęziających się. Cha-rakterystyczne jest również to, że w regionie poło-żonym na wschód od doliny Wrzosówki nie ma wyra-źnie zarysowanej sieci dolinnej. Występują tu liczne

nieregularne obniżenia morfologiczne w formie nie-wielkich kotlin czy też wydłużonych obniżeńrozdzielających pojedyncze grzbiety – masywy. Mo-żna również zauważyć, że w regionie położonym mię-dzy doliną Wrzosówki a Podgórnej (6 na ryc. 6) układgłównych elementów rzeźby ma charakter kratowy.W obszarze leżącym na wschód od doliny Podgórnejtakiej regularności w układzie form rzeźby nie ma (7na ryc. 6).

Z zestawienia udziału poszczególnych klas formrzeźby uzyskanych w analizie TPI (tab. 2) wynika, że

40


Ryc. 6. Orientacja grzbietów (diagramy rozetowe) oraz podział obszaru badań na jednostki morfologiczne (1–4 – GrzbietGłówny, 5–7 – Pogórze Karkonoskie, A–D – Karkonoski Padół Śródgórski)

Fig. 6. Ridges direction (rosette diagrams) and distribution of the study area into morphological regions (1–4 Main Ridge ofKarkonosze Mts., 5–7 – Foothills of Karkonosze Mts., A–D – Karkonosze Intramontane Trough)

Tabela 2. Klasyfikacja form rzeźby terenu badań (granito-wa część Karkonoszy) na tle rzeźby całego masywu Kar-konoszy

Table 2. The classification of terrain forms (granitic partof Karkonosze Mts.) against a background of relief ofKarkonosze Mts. massif as a whole

Formy rzeźbyObszar testowy Karkonosze

% pow. % pow.

Dna dolin 5,4 9,1

Stoki o nachyleniuponiżej 6°

17,5 16,6

Stoki o nachyleniupowyżej 6° 43,4 38,0

Spłaszczenia 7,5 4,8

Grzbiety 26,2 31,5

udział grzbietów, stoków słabo nachylonych (<6°)jest podobny do wartości uzyskanych dla całego ob-szaru Karkonoszy. Istotne różnice istnieją natomiast

w przypadku częstości występowania spłaszczeń czyteż stoków o nachyleniu powyżej 6°. W granitowejczęści Karkonoszy spłaszczenia spotykane są prawie

41


Ryc. 8. Główne lineamenty rzeźby granitowej Karkonoszy wygenerowane w programie MicroDem (funkcja topographic grain)Fig. 8. Main topographic grain of Karkonosze Mts. granite part generated in MicroDem program

Ryc. 7. Udział wyróżnionych na podstawie analizy TPI elementów rzeźby na obszarze Karkonoszy. Objaśnienia i oznaczeniajednostek morfologicznych jak na ryc. 5. W ramkach podano gęstość kulminacji na km2, KPS – karkonoski padół śródgór-ski

dwa razy częściej niż w obrębie całego masywu.Znaczny odsetek stoków silnie nachylonych i małyudział den dolinnych wskazuje, że północny skłonKarkonoszy jest silniej pochylony niż południowy,ale przy tym jest słabo rozcięty erozyjnie.

Analiza obrazu wygenerowanego w procedurzetopographic grain przynosi kilka istotnych obserwacji(ryc. 8). Wbrew złudzeniu, jakiego doświadcza ob-serwator patrzący na Karkonosze z dna Kotliny Jele-niogórskiej, Grzbiet Główny nie tworzy prostego li-neamentu – wału. W rzeczywistości składa się on zeskośnie ustawionych do siebie, słabo zarysowanychgrzbietów (form wypukłych) i powierzchni spłasz-czeń tworzących wierzchowinę Grzbietu Głównego.Dominujące na badanym obszarze lineamenty wy-znaczone są przez opadające z Grzbietu Głównego wkierunku południowym i północnym grzbiety i wcięteerozyjnie dna dolin rzecznych. Ubogi w lineamentyrzeźby jest teren Karkonoskiego Padołu Śródgór-skiego, natomiast na Pogórzu Karkonoszy widaćzróżnicowanie w ich przebiegu zgodnie z wydziele-niami prezentowanymi w omówieniu wskaźnika TPI.

Zastosowanie parametru krzywizny profilowej(wertykalnej) eksponuje głównie kary ŚnieżnychKotłów oraz długie doliny rzeczne na stokachGrzbietu Głównego. Wklęsłość profili dolin rzecz-nych jest największa w przywierzchowinowej partiistoku. Elementy wypukłe dominują na Pogórzu Kar-konoszy, gdzie szczególnie wyróżnia się kulminacjaChojnika. Zestawienie krzywizny profilowej i planar-nej służące klasyfikacji kształtów stoków wykonanew programie MicroDem przedstawiono w tabeli 3.

Na tej podstawie można stwierdzić, że na obszarzebadań dominują stoki proste (ponad 54%) i prosterozbieżne (ok. 10%).

Mapy wynikowe wskaźników upward opennessoraz downward openness ilustrują przebieg liniiszkieletowych obszaru badań (ryc. 9). Na ich podsta-wie można stwierdzić, że doliny w obrębie GrzbietuGłównego tworzą układ równoległy (rusztowy), wstrefie Padołu mają one układ dendrytyczny, w cen-tralnej partii Pogórza natomiast układ kratowy.

42


Ryc. 9. Mapa wynikowa parametru openness downward (negative). Na biało odwzorowane szkieletowe linie dolinneFig. 9. Map of the parameter openness downward (negative). To skeletal lowland lines in white copied

Tabela 3. Kształt stoków i ich udział w powierzchni grani-towej części Karkonoszy klasyfikowany pod względemparametru krzywizny (curvature)

Table 3. Slope curvature classification (granitic part ofKarkonosze Mts.)

Kategorie stoków%

powierzchniKrzywizna profilowa(horizontal curvature)

Krzywizna planarna(vertical curvature)

Wypukłe Wypukłe 1,01

Wypukłe Proste 8,83

Wypukłe Wklęsłe 4,79

Proste Wypukłe 9,82

Proste Proste 54,26

Proste Wklęsłe 7,24

Wklęsłe Wypukłe 5,60

Wklęsłe Proste 7,75

Wklęsłe Wklęsłe 0,70

Topograficzny wskaźnik uwilgotnienia (TWI)przyjmuje na obszarze badań najwyższe wartościprzy dolnym załomie stoków Grzbietu Głównego, wtym w dnach dolin rzecznych tej strefy i w ich dal-szych odcinkach przecinających Pogórze Karkono-skie do wylotu w kierunku Kotliny Jeleniogórskiej(ryc. 10). Na stokach Grzbietu Głównego poza linia-mi dolinnymi wyższe wartości cechują wklęsłe zboczanisz źródliskowych i niwalnych. Niskie wartości TWIświadczące o mniejszym stopniu nasycenia wilgociąsą na badanym obszarze charakterystyczne dla Pogó-rza Karkonoszy.

Wynik automatycznej klasyfikacji form rzeźbyKarkonoszy w programie ILWIS (generic landforms

class) dał syntetyczny pogląd na główne jednostkirzeźby. Według zastosowanych przedziałów klasyfi-kacyjnych ponad 80% badanej powierzchni zajmująstoki (o różnym nachyleniu), kolejna ze znaczącychpowierzchniowo grupa form to koryta – 8,8%.Udział poszczególnych wydzieleń w ogólnej po-wierzchni obszaru badań przedstawiono w tabeli 4.

Klasyfikacja ta znacznie różni się od wynikówuzyskanych w procedurze TPI. Większy udział w po-wierzchni zaklasyfikowany został jako stoki i dna do-lin (koryta) kosztem takich wydzieleń, jak grzbiety ispłaszczenia. Uzyskany obraz z uwagi na brak zróżni-cowania klas spadków na stokach jest mocno zgene-ralizowany.

Dyskusja

Wyniki przeprowadzonych analiz rzucają noweświatło na istniejące poglądy odnośnie do rzeźby Kar-konoszy. Wskazują one na jakościowe i ilościowezróżnicowanie cech morfometrycznych międzyGrzbietem Głównym Karkonoszy a KarkonoskimPadołem Śródgórskim i Pogórzem Karkonoszy. Po-zwalają także na wydzielenie wśród tych trzech jed-nostek obszarów o odmiennych właściwościach, codo tej pory nie było w literaturze przedmiotu odnoto-wane.

Nawiązując do tradycyjnych opracowań z zakre-su geomorfologii Karkonoszy, można stwierdzić, że

43


Tabela 4. Udział poszczególnych elementów rzeźby Kar-konoszy (obszar testowy) na podstawie modelowania wprogramie ILWIS

Table 4. Generic landforms classes as result of modellingin ILWIS software

Formy rzeźby % powierzchni

Stoki 80,1

Koryta 8,8

Spłaszczenia 4,7

Grzbiety 2,9

Szczyty 1,9

Zagłębienia 1,6

Ryc. 10. Mapa wynikowa parametru wtórnego Topographic Wetness Index (TWI). Duże wartości przypisane są dla miejscpotencjalnej koncentracji wód stokowych

Fig. 10. Map of the secondary parameter Topographic Wetness Index (TWI). Great values are assigned for places of waterflow potential concentration

jak dotąd nie podkreślano dominacji prostegokształtu stoków i przeceniano udział zrównań sto-kowych w ogólnej powierzchni masywu. Uzyskanemapy wynikowe konfrontowane ze szkicem geo-morfologicznym Karkonoszy Czerwińskiego (1985)lub mapą geomorfologiczną Karkonoszy wykonanąpod nadzorem merytorycznym Migonia (Migoń,Korzeń 1995–1996) nie zawierają szczegółów do-tyczących mezo- i mikroform rzeźby (skałek grani-towych, progów wodospadów, podcięć erozyjnych),jednak dają nieporównywalnie lepszy obraz makro-form, w tym układu dolin, rozmieszczenia po-wierzchni zrównań, charakteru powierzchni stoko-wych czy też predyspozycji stoków względemnatężenia procesów fluwialnych.

Spośród zastosowanych w opracowaniu parame-trów najpełniejszy obraz geomorfologii Karkonoszydała procedura TPI. Zastosowana automatycznaklasyfikacja form rzeźby w programie ILWIS dałajedynie schematyczny ogląd sytuacji morfologicz-nej. Brak możliwości wykorzystania w tym algoryt-mie elementów klasyfikacji stoków ze względu naich nachylenie sprawia, że uzyskany obraz morfolo-giczny jest mało zróżnicowany i pozbawiony więk-szej ilości interesujących szczegółów.

Ciekawy efekt uzyskano w wyniku analizy głów-nych lineamentów rzeźby. Fakt, że linia grzbietowamasywu nie tworzy dominującego lineamentu rzeź-by, nie był jak dotąd zauważany. Dominującą rolę wtej kategorii parametrów geomorfologicznychprzejmują długie, proste doliny rzeczne oraz grzbie-ty prostopadłe do Grzbietu Głównego. Zmiennośćukładu karkonoskich dolin także nie była jak dotądprzedmiotem szerszego zainteresowania, wyłącza-jąc prace Migonia (1992) i Sroki (1991). Autorzy ciskupiali jednak swoją uwagę na krawędzi PogórzaKarkonoszy. Przeprowadzone badania potwierdziłyponadto dominujący w ukształtowaniu powierzchniprosty kształt stoków, dając konkretną wartość licz-bową tego wydzielenia na tle innych kształtów po-wierzchni stokowych.

Wynik analizy z zastosowaniem parametru TWIpotwierdza wcześniejsze tezy (Jahn 1980) wska-zujące na koncentrację wilgoci w strefie dolnychzałomów stoku. Tym samym jest to pośredni dowódna słuszność poglądów tego autora odnoszących siędo zróżnicowania stref głębokiego wietrzenia che-micznego masywu. Niskie wartości TWI w obrębiePogórza Karkonoszy wynikają z występowania licz-nych izolowanych grzbietów i kopulastych wznie-sień.

Należy podkreślić, że otrzymane wyniki, zgodnieze specyfiką stosowanych algorytmów obliczenio-wych, są w dużej mierze uzależnione od skali opra-cowania oraz rozdzielczości DEM. Wskaźniki opi-sujące rzeźbę powierzchni Ziemi są z reguływyliczane dla lokalnego otoczenia każdego z poje-dynczych rastrów i otoczenie to może być w różny

sposób definiowane. Ma to wpływ na rezultat anali-zy. Przykładem może być wynik otrzymany wprocedurze topographic grain. Jeśli zwiększyć zasięgopracowania, postawiony wyżej wniosek, że liniagrzbietowa Karkonoszy nie tworzy wyraźnego line-amentu, przestaje być aktualny. Karkonosze na tleregionu dolnośląskiego czy nawet Sudetów tworzyćbędą lineament wyraźny.

Wnioski

Uzyskane na drodze modelowania GIS charakte-rystyki morfologiczne obszaru testowego Karkono-szy pozwalają na podanie kilku istotnych wnioskówodnoszących się do rzeźby granitowej części tych gór.Grzbiet Główny Karkonoszy nie tworzy jednolitego,zrównanego wału górskiego. Jego wierzchowina jestdosyć znacznie zróżnicowana morfologicznie, a ob-szary spłaszczeń (powierzchnie o nachyleniach po-niżej 2–4°), wyjąwszy strefy połączenia GrzbietuGłównego z Grzbietem Czeskim w rejonie źródełŁaby oraz Upy, zajmują bardzo niewielki odsetekanalizowanego terenu. W obrębie stoków spłaszcze-nia takie zajmują jedynie wąskie strefy w bocznychgrzbietach. W tej części Karkonoszy dominują dłu-gie, jednostajnie nachylone powierzchnie stokowe, zrzadka rozcięte dolinami rzecznymi wyznaczającyminajwyraźniejsze lineamenty. Południkowy układ tychdolin zdaje się wskazywać, że w obrębie brzeżnej par-tii batolitu karkonoskiego występuje szereg ustawio-nych prostopadle lub skośnie do granicy granitowegomasywu rozłamów tektonicznych, których obecnośćprzyczyniła się do osłabienia odporności podłoża nawietrzenie i erozję.

Przeprowadzone analizy pozwoliły ponadto poraz pierwszy na podanie pewnych charakterystycz-nych cech dwóch złożonych pod względem morfolo-gicznym jednostek Karkonoszy: Padołu i Pogórza.Obraz tych jednostek na wynikowych mapach morfo-logicznych ukazał zmieniający się z zachodu w kie-runku wschodnim układ obniżeń i kulminacji. W ob-rębie Padołu wyróżnia się znacznie strefa elewacyjnapołożona między dolinami Wrzosówki i Podgórnej.W strefie Pogórza doskonale zaznaczył się natomiastkratowy układ obniżeń ograniczających różnoskalo-we elewacje morfologiczne.

Przytoczone powyżej ogólne uwagi dotyczącegranitowej części Karkonoszy nie wyczerpują wzupełności możliwości interpretacyjnych morfologiitego masywu górskiego. Wskazują one jednak, jakpomocne mogą być narzędzia GIS w takiej analizie.Końcowy wniosek dotyczy przydatności wykorzysta-nych w niniejszym opracowaniu algorytmów. Najlep-sze z punktu widzenia geomorfologicznego rezultatyuzyskano wówczas, gdy możliwa była pełna kontrolaużytkownika nad właściwościami i przebiegiem bu-dowanych algorytmów. Oznacza to, że funkcje mo-

44


delowania morfologicznego implementowane w pa-kietach GIS powinny: (1) zawierać możliwie jaknajbardziej precyzyjne informacje źródłowe oraz (2)być elastyczne i pozwalać na sterowanie wieloma pa-rametrami wejściowymi. Modelowanie GIS musi byćuszczegółowione obrazem małych form geomorfolo-gicznych uzyskanym ze szczegółowego kartowaniaterenowego.

Literatura

Bartošíkova H., 1973. Morfologicky výrazné výchozyKrkonošského žulového masívu. Opera Corcontica10: 71–91.

Berg G., 1927. Zur Morphologie des Riesengebirges.Zeitschrift für Geomorphologie 2: 1–20.

Beven K., Kirkby N., 1979. A physically based vari-able contributing area model of basin hydrology.Hydro. Sci. Bull. 24 (1): 43–69.

Boehner J., Koethe R., Conrad O., Gross J., Rin-geler A., Selige T., 2002. Soil Regionalisation byMeans of Terrain Analysis and Process Paramete-risation. [W:] E. Micheli, F. Nachtergaele, L. Mon-tanarella (red.), Soil Classification 2001. EuropeanSoil Bureau, Research Report No. 7, EUR 20398EN, Luxembourg: 213–222.

Cloos H., 1925. Einführung in die tektonische Behan-dlung magmatischer Erscheinungen (Granittekto-nik). Teil I. Das Riesengebirge in Schlesien. Berlin.

Czerwiński J., 1985. Główne rysy rzeźby i rozwój geo-morfologiczny. [W:] A. Jahn (red.), Karkonoszepolskie. Ossolineum, Wrocław: 53–76.

Dikau R., 1989. The application of a digital reliefmodel to landform analysis in geomorphology.[W:] J. Raper (red.), Three Dimensional Applica-tions in Geographic Information Systems. Tylor &Francis, London: 51–77.

Dickson B.G., Beier P., 2007. Quantifying the influ-ence of topographic position on cougar (Pumaconcolor) movement in southern California, USA.Journal of Zoology 271: 270–277.

Doornkamp J.C., King C.M.A., 1971. Numericalanalysis in geomorphology. An introduction. Ed-ward Arnold Publ. Ltd, London.

Dumanowski B. ,1961. Cover deposits of the Karko-nosze Mountains. Zeszyty Naukowe UniwersytetuWrocławskiego, Ser. B., 8: 31–55.

Dumanowski B., 1963. Stosunek rzeźby do strukturyw granicie Karkonoszy. Acta Universitatis Wratis-laviensis 9, Studia Geograficzne 1: 27–35.

Guth P.L., 2003. Terrain Organization CalculatedFrom Digital Elevation Models. [W:] I.S. Evans, R.Dikau, E. Tokunaga, H. Ohmori, M. Hirano(red.), Concepts and Modelling in Geomorphology:International Perspectives, Terrapub Publishers, To-kyo: 199–220.

Guth P.L., 2009. Microdem help. U.S. Naval Aca-demy.

Hengl T., Gruber S., Shrestha D.P., 2003. Digital ter-rain analysis in ILWIS. Lecture notes and userguide. ITC, Enschede, Netherlands.

Jahn A., 1953. Karkonosze – rys morfologiczny.Czasopismo Geograficzne 23/24: 107–121.

Jahn A., 1980. Główne cechy i wiek rzeźby Sudetów.Czasopismo Geograficzne 51 (2): 129–154.

Jahn A. (red.), 1985. Karkonosze polskie. Ossoli-neum, Wrocław.

Jennees J., 2006. Topographic Position Index (TPI) v.1.2 (URL: http://www.jennessent.com/downloads/TPI_Documentation_online.pdf, 2009-07-17).

Mierzejewski M.P., 1986. Nasunięcie i uskok prze-suwczy na granicy między Kotliną Jeleniogórską aPogórzem Karkonoskim. Przegl. Geol. 34: 577–581.

Mierzejewski M.P., 1985. Denudacja Prakarkonoszyw permokarbonie i mezozoiku. Geologia Sudetica20 (1): 197–225.

Migoń P., 1988. Morfologiczne znaczenie młodo-trzeciorzędowego wulkanizmu w Karkonoszach.Czasopismo Geograficzne 59 (3): 313–319.

Migoń P., 1991. The Origin of Stepped Topographyin the Northern Part of the Karkonosze GraniteMassif. Bulletin of the Polish Academy of Sciences39 (3): 267–276.

Migoń P., 1992. Tektoniczne formy rzeźby napółnocnym stoku Karkonoszy. Opera Corcontica29: 5–24.

Migoń P., 1993. Geneza Kotliny Jeleniogórskiej.Opera Corcontica 30: 85–115

Migoń P., 1996. Struktura morfotektoniczna central-nej części Sudetów Zachodnich w świetle mapy za-gęszczonych poziomic. Czasopismo Geograficzne67: 233–244.

Migoń P., 2005. Karkonosze – rozwój rzeźby. [W:]M. P. Mierzejewski (red.), Karkonosze. Przyrodanieożywiona i człowiek. Wyd. UniwersytetuWrocławskiego, Wrocław: 323–349.

Migoń P., Korzeń J., 1995–1996. Rzeźba terenu izasady jej ochrony. Mapa 1:25 000. Plan OchronyKarkonoskiego Parku Narodowego.

Migoń P., Placek A., Żyszkowska W., 2009. Steepslopes in the Sudetes and their morphotectonic in-terpretation. Geological Quarterly 53 (2): 219–232.

Pike R.J., 2002. A Bibliography of terrain modelling(geomorphometry), the quantitative representa-tion of Topography – Supplement 4.0. Open-file re-port 02-465. USGS.

Pike R.J., Evans I.S., Hengl T., 2008. Geomorpho-metry: A Brief Guide. [W:] T. Hengl, H.I. Reuter(red.), Geomorphometry: Concepts, Software, Ap-plications. Developments in Soil Science, 33: 3–30.

Shary P., Sharaya L., Mitusov A. 2002. Fundamentalquantitative methods of land surface analysis.Geoderma 107 (1–2): 1–32.


45

Sørensen R., Zinko U., Seibert J., 2005. On the cal-culation of the topographic wetness index: evalua-tion of different methods based on fieldobservations. Hydrol. Earth Sys. Sci. Discuss. 2:1807–1834.

Sroka W., 1991. Tektoniczny charakter krawędzi Po-górza Karkonoskiego. Acta Universitatis Wratisla-viensis No 1375, Prace Geol.-Mineral. 29: 239–249.

Weiss A., 2001. Topographic Position and LandformsAnalysis. Poster presentation. ESRI User Confer-ence, San Diego, CA.

Wood J.D., 1996. The geomorphological characteri-sation of digital elevation models. PhD Thesis. Uni-versity of Leicester, UK (URL: http://www.soi.city.ac.uk/~jwo/phd).

Yokoyama R., Shlrasawa M., Pike R.J., 2002. Visual-izing Topography by Openness: A New Applica-tion of Image Processing to Digital ElevationModels. Photogrammetric Engineering & RemoteSensing 68 (3): 257–265.

46


Documents

Geomorfometria granitowej części Karkonoszy