monitorowanie stanu wybranych zbiorowisk łąkowych obszaru

XVII Ogólnopolskie Sympozjum Naukowe
„Nowoczesne metody pozyskiwania i modelowania danych
w fotogrametrii i teledetekcji”
Wrocław, 23-25 września 2010 r.
MONITOROWANIE STANU WYBRANYCH ZBIOROWISK ŁĄKOWYCH
OBSZARU NATURA 2000 W KRAKOWIE METODĄ ANALIZY CHMURY
PUNKTÓW LOTNICZEGO SKANINGU LASEROWEGO
Piotr Wężyk, Michał Mackiewicz
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, Wydział Leśny, Katedra Ekologii Lasu, Laboratorium
GIS i Teledetekcji
SŁOWA KLUCZOWE: lotniczy skaning laserowy (ALS), NMT, zNMPT, ESE NATURA 2000
Do niedawna lotniczy skaning laserowy (ang. Airborne Laser Scanning) stosowany był głównie
w projektach z zakresu geodezji i hydrologii lub też badaniach ekosystemów leśnych. Najnowsze
tendencje badań naukowych z wykorzystaniem technologii ALS obserwowane są jednak także
w zakresie kartowania zbiorowisk roślinności nieleśnej. Przy zapewnieniu odpowiedniej jakości
danych ALS (chmura punktów), tzn. jej dokładności geometrycznej XYZ, połączenia pojedynczych
skanów oraz gęstości czy intensywności a także integracji z innymi geodanymi (zdjęcia lotnicze,
satelitarne, pomiary GNSS) – precyzyjne kartowanie zbiorowisk roślinnych z udziałem krzewów,
trzciny czy wysokich bylin, staje się możliwe. Utrzymanie obszarów chronionych (np. ostoi Europejskiej Sieci Ekologicznej Natura 2000) w odpowiedniej kondycji, jest priorytetowym zadaniem
wymagającym wielu nakładów na monitoring oraz odpowiednie zabiegi (np. koszenia łąk).
W prezentowanej pracy analizie poddano kompleks łąk o łącznej powierzchni 282,9 ha wchodzący w skład nowo powołanej ostoi "Dębnicko-Tyniecki Obszar Łąkowy" (PLH120065) należącej
do ESE Natura 2000. Ostoję ustanowiono dla ochrony licznej populacji motyli z rodzaju modraszek
(Maculinea) oraz ich roślin żywicielskich. Obszar znajduje się w granicach administracyjnych miasta
Krakowa (ok. 6 km od jego ścisłego centrum), był do niedawna użytkowany rolniczo. Wilgotniejsze
łąki były regularnie koszone, co skutkowało wykształceniem się cennych przyrodniczo zbiorowisk
łąkowych. W ciągu ostatnich 15 lat tradycyjne formy użytkowania zostały zaniechane i rozpoczęła się
sukcesja roślinna (wtórna), wskutek której dotychczasowe siedliska roślin i zwierząt związanych
z wilgotnymi łąkami są zajmowane przez zarośla oraz zwarte łany trzciny pospolitej.
W badaniach wykorzystano dane pochodzące od Biura Planowania Przestrzennego UM Krakowa w postaci chmury punktów ALS zarejestrowanej w listopadzie 2006 roku z poziomu śmigłowca
(średnia wartość gęstości 12 pkt/m2). Na jej podstawie wygenerowano znormalizowany Numeryczny
Model Pokrycia Terenu (zNMPT) o wielkości piksela 1m. W celu dokonania podziału wegetacji na 3
klasy wysokościowe dokonano klasyfikacji zNMPT: 0÷1 m, 1÷5 m oraz >5 m ponad gruntem (NMT).
Dodatkowo określono kierunek sukcesji (zarośla/ziołorośla) w drodze klasyfikacji nadzorowanej
ortofotomapy lotniczej LPIS_85 (barwy naturalne RGB, terenowy rozmiar piksela 0.25 m, zdjęcia
cyfrowe wykonane w 04.2009; WODGiK). W tym segmentacja obrazu algorytmem region growing
nastąpiła przy użyciu oprogramowania SPRING 5.1 (INPE), a kolejne kroki klasyfikacji dokonano
metodą najmniejszych odległości (Bhattacharya). Segmenty treningowe wybrano w drodze interpretacji wzrokowej, opierając się na fakcie fenologicznych różnic pomiędzy rozwojem wegetacji trzciny
pospolitej a krzewów i drzew. Wyróżniono klasy spektralne: łąki, trzcinowiska, drzewa i krzewy,
zarośla tarniny oraz brak wegetacji. Uzyskane wyniki posłużyły do sporządzenia mapy klas pokrycia
terenu, na której wyróżniono: łąki i ziołorośla (do 1 m wysokości), trzcinowiska i ziołorośla (pow.
74
XVII Ogólnopolskie Sympozjum Naukowe
„Nowoczesne metody pozyskiwania i modelowania danych
w fotogrametrii i teledetekcji”
Wrocław, 23-25 września 2010 r.
1 m), zarośla, lasy i zadrzewienia oraz brak wegetacji. W drodze przeprowadzonych analiz GIS (ESRI)
stwierdzono, że na badanym obszarze, siedliska zbiorowisk łąkowych zajmują aż 48,8%. Kolejne najliczniejsze klasy to: lasy i zadrzewienia – 25,56%, wysokie byliny – 16,99% oraz zarośla – 7,76%.
Uzyskane wyniki świadczą o niedoszacowaniu klasy "lasy liściaste" występującej w opisie
Standardowego Formularza Danych obszaru Natura 2000 (około 10%) oraz o braku informacji na
temat zaawansowania zachodzących procesów sukcesyjnych. Dla zachowania bioróżnorodności tej
ostoi niezbędna jest natychmiastowa realizacja zabiegów z zakresu ochrony czynnej.
75