Piotr W^zyk

Zdj^cia lotnicze i produkty ich przetwarzaniaJedna^ z najbardziej wszechstronnych metod rejestruja_cych stan srodowiska

i zmiany w nirn zachodza_ce jest fotografia lotnicza, bedaca niezastapionym zrodtemdanych: geometiycznych - o polozeniu, ksztatcie i wielkosci obiektow (np. las, la_ka)oraz radiometrycznych - o wlasciwosciach odbijania przez nie promieniowaniaslonecznego. Zdjecia lotnicze 53 jednyrn z najtariszych i najbardziej obiektywnychzrodel informacji. Pozwalaja_ rejestrowac w jednej chwili obszar znacznie wiekszyod tego, jaki mozna opisac posluguj^c sic- tradycyjnymi metodami naziemnymi.

Pierwsze zdj^cie fotograficzne z ,,lotu ptaka" zrobiono juz w 1858 r. z balonuunosza_cego si^ nad Paryzem. W roku 1887, lesnik z okolic Berlina, wykorzystalwykonane w podobny sposob zdjecie do urzadzania lasu, a date; t§ przyjmuje sigjako 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$ zachodzqcychw przestrzeni i czasie zjawisk przyrodniczych, np. przebiegu sukcesji lesnej napolanach reglowych, zamierania drzewostanow, rozwoju powierzchni gra-dacyjne] czy skutkow huraganowych wiatrow. Zdjecia lotnicze wykonywanekamerami fotogrametrycznymi poza wykorzystaniem do tworzenia i aktuali-zacji map topograficznych, 53 zrodlem danych do tworzenia NumerycznegoModelu Terenu (NMT). Stosuje si$ go szeroko w analizach przestrzennychz zakresu Geograficznych Systemow Informacji (CIS), czy tez wykorzystuje przygenerowaniu oitofotomap cyfrowych ze zdj^c lotniczych b^dz satelitarnych. Napodstawie informacji zapisanych w NMT mozna tworzyc mapy: hipsometiyczne,spadkow i ekspozycji, mapy cieniowanego reliefu lub przedstawiac analizo-wany teren w rzucie ukosnym. W chwili obecnej NMT jest w zasadzie jednymz podstawowych modulow geoinforrnacji budujqcych systemy GIS w parkachnarodowych. Poza Gorczaiiskim Parkiem Narodowym, NMT istnieje co naj-rnniej w osmiu innych parkach (np. w TPN, BgPN, BdPN i MPN). Generowanyjest glownie w oparciu o pozyskiwanie informacji z map topograficznych (liniewarstwicowe, linie szkieletowe - jak w przypadku BgPN) lub tez dodatkowychpomiarow wysokosciowych (TPN) czy tez rozbudow^'wany o model ITED(SRTM) - jak w przypadku obszaru Gorcow. Model umozliwia przeprowadza-nie analiz widocznosci z okreslonych punktow widokowych lub tras przejscia(szlakow turystycznych) oraz obliczenia obj^tosci mas ziemnych, np. w sytuacjizagrozenia erozj^. Przy wykorzystaniu odpowiedniego oprogramowania, NMTi ortofotomap lotniczych, generowac mozna komputerowe ,,wirtualne przelo-

1.3. Z LOTU PTAKA

-

ty" nad wybranymi obszarami, dowolnie zmieniajac wysokosc, k^t obserwacjikamery, kierunek i predkosc lotu oraz inne parametiy obserwatora. Tego typuwirtualne modelowanie krajobrazu wykorzystywane jest zazwyczaj w parkach0 urozmaiconej rzezbie terenu, tj.: Tatrzanskirn PN, Bieszczadzkirn PN czy Ma-gurskim PN.

Kartometrycznym produktern przetwarzania zdj^c lotniczych jest tzw. or-tofotomapa, czyli obraz powstaj^cy po usunieciu wplywu deniwelacji terenu1 pochylenia zdjecia, w tzw. procesie ortorektyfikacji (przetworzenie pikselido jednakowej skali). Ortofotomapami moga^ sie; w chwili obecnej poszczycicniemal wszystkie parki narodowe, obj^te w latach 1996-1998 oraz 2003-2004,nalotami w projektach Phare z funduszy Unii Europejskiej. Niestety termin

Rejestracja przebiegusukcesji lesnej na polaniePrzystopGornyZachodni

na podstawiezdj^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 zawszeodpowiadaly potrzebom parkow narodowych, co powoduje okreslone trud-nosci tbtointerpretacyjne (nieodpowiednia faza fenologiczna roslinnosci, zlewarunki oswietlenia stokow, zaleganie platow sniegu, material panchroma-tyczny, itp.). Cze^c parkow narodowych (np. OPN, BgPN, PPN) w ostatnirndziesi^cioleciu zlecala dodatkowe wykonanie ortofotomap lotniczych z rnate-rialow barwnych b^dz spektrostrefowych (czulych na zakres promieniowaniapodczerwonego).

Zdj?cia lotnicze oraz inne obrazy satelitarne GorcowPierwsze 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, jednakzadne klisze nie zachowaly si$ do dnia dzisiejszego. Po 1954 r., wykonywanoszereg nalotow fotogrametrycznych, najcze/sciej z wykorzystaniem filmowczarno-bialych.

1:20000

1:33000

1:25000

1:35000

1:6500

1:20000

1:21000

1:40000

1:9000

1:26000

1:13000

B&W

B&W

B&W

B&W

B&W

B&W

B&W

B&W

CIR

Color

B&W

WOGiT

WOGiT

WOGIT

CODGiK

CODGiK

CODGiK

CODGiK

WOGiT

GPN

CODGiK

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

1954

1974

1987

1974

1976

1977

1977

1995

13.07.1997

04.2003

2003

B&W - czarrio-biaty material panchromatyczny

CIR - barwne zdj^cia spektrostrefowe w podczerwieni

Color - zdl^cia barwne

W zaleznosci od stosowanej technologii i potrzeb opracowywanych map to-pograficznych, zdj^cia lotnicze wykonywano roznymi kamerami lotniczymi (roznetypy, obiektywy) i z roznych wysokosci, co skutkowalo rozn^ ich skalq, a tym samymrnozliwosciami fotointerpretaqi ich tresci. Dnia 13 sierpnia 1997 r. przeprowadzononalot fotogrametryczny nad GPN, z zastosowaniem specjalistycznego, barwnegofilmu spektrostrefowego (Kodak Aerochrom 2443; ang. CIR: Color InfraRed). Mate-rial ten dzi^ki rejestracji promieniowania w zakresie bliskiej podczerwieni pozwalarn.in. na bardzo szczegolowe kartowanie drzewostanow (typu, stanu zdrowotnego,zwarcia, gatunkow draew, wieku, itp.) lub roslinnosci zielnej na polanach. Podobnenaloty wykonywano w Polsce na obszarach innych parkow narodowych: Biesz-czadzkiego, Ojcowskiego, Narwianskiego, Wigierskiego i Pienihskiego, zazwyczajw ramach srodkow na przygotowanie Planu Ochrony.

I. CHARAKTERYSTYKA OGOLNA

Interesuj^cym zrodtern informacji dla obszaru Gorcow i innych par-kow 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. ubieglegostulecia wykonywaly zdj^cia Ziemi (pulap ok. 170 km; rozdzielczosc pikselaterenowego ok. 2-3 m). Utrudniony natomiast moze okazac sie_ doste/p dozdj^c wykonywanych przez radzieckie kamery KVR-1000 (podobna szczego-towosc).

W sieci Internet dostepne 53 satelitarne obrazy archiwalne pochodz^cez programu badawczego LANDSAT (generacje skanerow: MSS, TM, ETM+),ktore zapewniaj3 ci^gtosc analiz przestrzennych GIS dla obszaru calej Polskiw tym Gorcow, choc oczywiscie mozliwosci ich interpretacji w stosunku dozdje_c lotniczych 53 ograniczone (piksel terenowy 80x80 m MSS; 30x30 m TM;15x15 mETM+). Niewa_tpliw3 zalet^ tych obrazow satelitarnych 53 informacjezarejestrowane w widzialnym zakresie spektralnym (RGB) jak i w bliskiej pod-czerwieni (N1R) czy podczerwieni termalnej. Inne komercyjne obrazy Gorcowwykonywane z pulapu satelitarnego pochodzic rnogq z systernu francuskiegoSPOT (piksel od 10 m do 2,5 m) bejdz indyjskiego IRS (piksel 5,8 rn).

Nalezy oczekiwac, ze w niedlugim czasie do badan przestrzeni przy-rodniczej Gorcow z ,,lotu ptaka" b^dq stosowane wysokorozdzielcze obrazysatelitarne 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 przybezchmurnej pogodzie. Tego typu obrazy posiadaj^ juz parki narodowe: BorowTucholskich, Wolinski czy Tatrzanski, a niemal polowa Polski w okresie ostamich3 lat zostala pokryta zobrazowaniami IKONOS.

Rozwoj tecbnologii obrazowania Ziemi z pulapu lotniczego (wprowadzaniekamer cyfrowych, skanerow hiperspektralnych czy skaningu laserowego LiDAR)i satelitarnego (obrazy wysokorozdzielcze, systemy radarowe itd.) niczym niezahamowal potrzeby analizowania tresci archiwalnych zdj^c lotniczych czy tezhistorycznych map topograficznych (np. Miega-Waldaua dla obszaru Gorcowwykonywanych w latach 1775-1783). Metody interpretacji zdj^c lotniczychi produktow ich przetwarzania sq doskonalone dzieki wykorzystywaniu no-woczesnych metod klasyfikacji obiektowej, tzw. segmentacji. Nalezy jednakparni^tac, iz tresc zarejestrowana przez kamery lotniczq czy tez skaner sateli-tarny, pozostaje cennyin i przede wszystkim obiekrywnym zrodlem informacjidla 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, KrakowWezyk P., Mansberger R. 1998. Techniki fotogrametrii cyfrowej i GIS w ocenie degradacji drzewo-

stanow swierkowych w masywie Kudlonia w Gorcach. [W:] Archiwum Fotogrametrii, Kartografiii Teledetekcji 8.

Wezyk P., Pvrkosz R. 1999. Uzytkowanie polan w Gorcach na przestrzeni lat 1954-1997 na podstawiefotogrametrycznego opracowania zdjec lotniczych. [W:] Archiwum Fotogrametrii, KartografiiiTeledetekcjig.

Wezyk P., de Kok R., Zajqczkowski G. 2004. The role of statistical and structural texture analysis in VHRimage 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 theTatra Mountains natural environment. [In:] A message from the Tatra. Geographical InformationSystems and Remote Sensing in Mountain Environmental Research, Krakow-Riverside (California,USA).