Profesor Jan Andrzej Ciołkosz - Instytut Geografii i Gospodarki

Jacek Kozak, Małgorzata Luc (red.)
Geograf u progu ery kosmicznej
Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej
Uniwersytet Jagielloński
Kraków 2009, s. 53–58
Katarzyna Dąbrowska-Zielińska
Profesor Jan Andrzej Ciołkosz
– działalność naukowa
w Instytucie Geodezji i Kartografii
Początki działalności prof. Andrzeja Ciołkosza w Instytucie Geodezji i Kartografii (IGiK) wiążą się z powołaniem w Instytucie w październiku 1971 roku
Pracowni Fotointerpretacji w ramach Zakładu Fotogrametrii, której pierwotnym
zadaniem było określenie przydatności panchromatycznych zdjęć lotniczych do
opracowań nietopograficznych.
Andrzej Ciołkosz jako młody doktor przeszedł wówczas z Uniwersytetu
Warszawskiego, kierując się ciekawą perspektywą nowatorskiej pracy w Instytucie Geodezji i Kartografii. W pierwszej połowie lat siedemdziesiątych prowadził
wraz ze swoim zespołem (Z. Bochenek, M. Iracka, W. Bychawski, A. Nowosielski,
Z. Goljaszewski) liczne prace studialne związane z określaniem użyteczności
zdjęć lotniczych do badania różnych elementów środowiska, w tym z wykorzystaniem specjalnych technik fotograficznych – fotografii wielospektralnej
i spektrostrefowej – do badania zjawisk i procesów zachodzących na powierzchni
Ziemi. Jednym z najważniejszych zakresów działalności w tym okresie było zastosowanie zdjęć spektrostrefowych do określania typów drzewostanów i oceny
ich stanu zdrowotnego. Zdjęcia spektrostrefowe wykorzystano wówczas m.in. do
oceny uszkodzeń drzewostanów wokół powstającej Huty Katowice, wyróżniając
cztery klasy uszkodzeń. Problematyka określania stanu zdrowotnego drzewostanów była następnie rozwijana w latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych we
Katarzyna Dąbrowska-Zielińska
współpracy z Instytutem Badawczym Leśnictwa, owocując metodyką bazującą
na wykorzystaniu spektrostrefowych zdjęć lotniczych, a następnie zdjęć satelitarnych. Obiektami badawczymi do opracowania tej metodyki były m.in. obszary
testowe Gór Izerskich, Karkonoszy, Borów Tucholskich, Puszczy Augustowskiej
i Puszczy Knyszyńskiej, na których wykonywano liczne prace terenowe, związane
z uczytelnianiem zdjęć lotniczych.
Drugim zakresem zastosowań teledetekcji w latach siedemdziesiątych było
wykorzystanie wielospektralnych zdjęć lotniczych dla potrzeb rolnictwa. Profesor
Andrzej Ciołkosz prowadził prace zmierzające do utworzenia metody klasyfikacji
typów upraw rolniczych na podstawie wielospektralnych zdjęć lotniczych. Prace były prowadzone we współpracy z Instytutem Hodowli i Aklimatyzacji Roślin
w Radzikowie i zaowocowały metodyką rozpoznawania upraw. W latach osiemdziesiątych badania w tym zakresie były rozwijane z wykorzystaniem zdjęć satelitarnych.
Zapał w pracach badawczych prof. Andrzeja Ciołkosza doprowadził do rozpoczęcia prac nad wykorzystaniem techniki zobrazowania termalnego w badaniach różnych elementów środowiska. Dzięki zainteresowaniom Andrzeja Ciołkosza nowoczesnymi technikami światowymi, które prowadziły do różnorodnych
zastosowań teledetekcji i dzięki osobistym kontaktom z naukowcami zagranicznymi, w 1973 roku zakupiona została szwedzka kamera termalna AGA Thermovision oraz skaner termalny. Polska była wówczas pierwszym krajem Europy
Wschodniej posiadającym takie urządzenie.
Urządzenia te, po adaptacji
zostały wykorzystane do lotniczych
badań środowiska (fot. 1). Lotnicze
zdjęcia termalne były wykonywane
osobiście przez profesora Andrzeja
Ciołkosza i członków jego zespołu
dla wielu obiektów badawczych,
m.in. obszarów wokół Huty Katowice, Wisły w okolicach Elektrowni
Kozienice, jezior w okolicy Elektrowni Pątnów, monitorowano też
zrzuty ścieków z Papierni w Ostrołęce. Dzięki tym zdjęciom wykryto
szereg nierejestrowanych zrzutów
ścieków. O entuzjazmie badawczym
może świadczyć fakt wywoływania
Fot. 1. Prof. Andrzej Ciołkosz wkłada kamerę filmu na pokładzie samolotu, gdyż
do samolotu
łatwiej było powtórzyć zdjęcia niż
54
Profesor Jan Andrzej Ciołkosz – działalność naukowa w Instytucie Geodezji i Kartografii
ponowić lot. Termalne zdjęcia lotnicze wykonywane były w nocy, na dole palono
pochodnie naprowadzając samolot na właściwy cel. Do badań włączani byli wszyscy współpracownicy.
Obserwacje termalne były także stosowane do monitorowania podpowierzchniowych pożarów węgla w hałdach kopalnianych, do badań klimatu dużych miast, jak również do poszukiwania miejsc występowania złóż ropy naftowej i gazu ziemnego czy też do określenia zasięgu wysadu solnego (kopalnia soli
w Kłodawie). Prof. Andrzej Ciołkosz wraz zespołem (G. Rudowski, B. Halemba,
A. Sas, Z. Goljaszewski) uczestniczył także w licznych pracach terenowych służących do realizacji lotniczych badań termalnych, m.in. w nocnych pomiarach temperatury na obszarze południowej Warszawy i Gór Świętokrzyskich. Ze względu
na unikatowość kamery termalnej w Polsce w latach siedemdziesiątych była ona
także wykorzystywana do badań nie związanych bezpośrednio z analizą środowiska przyrodniczego, takich jak zastosowanie w medycynie czy kryminalistyce.
W 1976 roku zespół pod kierunkiem prof. Andrzeja Ciołkosza otrzymał nagrodę Ministra Nauki, Szkolnictwa Wyższego i Techniki za opracowanie technologii
kartowania termalnego zanieczyszczenia rzek i zbiorników wodnych. Problematyka badań termalnych wód była także przedmiotem Jego pracy habilitacyjnej,
obronionej w 1975 roku.
Począwszy od 1976 roku prof. Andrzej Ciołkosz prowadził wraz z zespołem (Z. Bochenek, M. Iracka, W. Bychawski, A. Nowosielski, Z. Goljaszewski,
R. Gronet) kompleksowe badania środowiska przyrodniczego w Górnośląskim
Okręgu Przemysłowym. Badania były prowadzone we współpracy z Instytutem
Podstaw Inżynierii Środowiska PAN w Zabrzu; dotyczyły one określania skutków
oddziaływania zakładów przemysłowych na środowisko. W pracach stosowano
różne techniki teledetekcyjne: zdjęcia panchromatyczne, podczerwone, spektrostrefowe, jak również obrazy termalne. Podobne badania realizowano dla innych
dużych obiektów przemysłowych: kopalni odkrywkowych węgla brunatnego w Turoszowie i Bełchatowie, niejednokrotnie w trudnych warunkach terenowych.
W połowie lat siedemdziesiątych Instytut Geodezji i Kartografii otrzymał
pierwsze zdjęcia satelitarne, zarejestrowane przez skaner satelity do badań środowiska Landsat. Zdjęcia te posłużyły m.in. do analizy rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń na obszarze Górnego Śląska i utworzenia pierwszej mapy użytkowania
ziemi w skali 1: 500 000, opracowanej na podstawie interpretacji zdjęć przez zespół pod kierownictwem Profesora.
Zakres i innowacyjność prac wykonywanych w Pracowni Fotointerpretacji,
a następnie w Zakładzie Interpretacji Zdjęć Lotniczych i Satelitarnych (1974),
kierowanym przez prof. Andrzeja Ciołkosza, zaowocowały powołaniem w IGiK
z dniem 1 stycznia 1976 roku Ośrodka Przetwarzania Obrazów Lotniczych i Satelitarnych – OPOLiS. Ośrodek składał się w pierwszym okresie rozwoju z czterech
55
Katarzyna Dąbrowska-Zielińska
Zakładów: Fotointerpretacji, Produkcji Doświadczalnej, Fotogrametrii i Kartografii i liczył w szczytowym okresie rozwoju ponad 50 osób – pracowników naukowych i inżynieryjno-technicznych. W jego strukturze działało wówczas sześć
pracowni: Rolno-Leśna, Hydrograficzna, Fizjograficzna, Metod Numerycznych,
Zdjęć i Reprodukcji, Systemów Analogowo-Cyfrowych oraz Laboratorium Fotograficzne.
Wiadomość o prowadzonych na szeroką skalę działaniach młodego, przystojnego docenta Andrzeja Ciołkosza rozeszła się po całej Polsce. Chęć pracy
w OPOLiS zgłaszali absolwenci różnych uczelni i wydziałów w Polsce. Zaczęli
pracować geografowie, geodeci, leśnicy, matematycy, fizycy, rolnicy i informatycy,
chcąc uczestniczyć w pionierskich pracach teledetekcyjnych. Te czasy wspominają
jako najwspanialszą intelektualną przygodę życia, którą przeżyli dzięki pracom
u boku młodego docenta.
Dzięki intensywnym działaniom prof. Andrzeja Ciołkosza na arenie międzynarodowej oraz w wyniku wizyty w czołowych ośrodkach teledetekcji w Stanach
Zjednoczonych i Kanadzie, OPOLiS został wyposażony w 1978 roku w pierwszy w Europie Wschodniej system do cyfrowego przetwarzania obrazów firmy
OVAAC8. Jednocześnie pracownicy OPOLiS przeszli szkolenia w zakresie metod analizy obrazów w czołowych ośrodkach teledetekcji w Europie Zachodniej,
Stanach Zjednoczonych i Kanadzie. Głównym obiektem prac w pierwszej fazie
rozwoju Ośrodka były różne problemy środowiska przyrodniczego i jego ochrony.
Wykonano w tym okresie wiele map użytkowania ziemi, bazujących na zdjęciach
lotniczych i satelitarnych, służących m.in. do monitorowania zagrożeń i zmian
środowiska, wywoływanych zarówno czynnikami naturalnymi, jak i działalnością
człowieka. Jednym z takich spektakularnych zastosowań było wykorzystanie materiałów teledetekcyjnych do określenia zasięgu powodzi we wschodniej Polsce
w 1979 roku przez zespół pod kierunkiem Profesora.
Na przełomie lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych rozwijana była intensywnie problematyka wykorzystania wielospektralnych zdjęć satelitarnych
do analizy stanu zdrowotnego drzewostanów. Metodykę określania uszkodzeń
drzewostanów na przykładzie obiektu badawczego w Sudetach Zachodnich udoskonalano we współpracy bilateralnej z pracownikami naukowymi Amerykańskiej Służby Leśnej – USDA Forest Service (R. Allison, G. Lund, H. Lachowski,
B. Clarke), której inicjatorem był prof. Andrzej Ciołkosz. W pierwszej połowie
lat osiemdziesiątych zostały zrealizowane wzajemne wizyty naukowe w Polsce
i Stanach Zjednoczonych, które zaowocowały wymianą doświadczeń w zakresie
technologii badania obszarów leśnych. Równocześnie prof. Andrzej Ciołkosz był
inicjatorem pomiarów powierzchni upraw kamerą wielospektralną podwieszoną
pod balonem (wraz z A. Uhrynowskim i Z. Goljaszewskim) oraz zdjęć termalnych powierzchni upraw.
56
Profesor Jan Andrzej Ciołkosz – działalność naukowa w Instytucie Geodezji i Kartografii
Wszyscy pracownicy mówią o niezwykłej charyzmie Profesora, o Jego
udzielającym się entuzjazmie w zastosowaniu nowych zdjęć i najnowszych
technik satelitarnych. W tych czasach występowały duże trudności techniczne.
Profesor doskonale nawiązywał kontakty z innymi entuzjastami teledetekcji,
np. z pracownikami Wojskowej Akademii Technicznej. Dzięki ukazującym się
publikacjom nieustannie zgłaszały się nowe instytucje zainteresowane badaniami teledetekcyjnymi. Przed realizacją nowego przedsięwzięcia teledetekcyjnego
wszyscy z OPOLiS zbierali się razem i dyskutowali nad wykonaniem programu
i podziałem zadań.
W 1984 roku prof. Andrzej Ciołkosz odwiedził Australię w związku z odbywającą się tam Konferencją Kartograficzną. Byłam wówczas doktorantką na
Uniwersytecie w Canberze. Na Uniwersytecie w Sydney czekano na Jego referat
o zastosowaniach teledetekcji satelitarnej w Europie. Referat przyjęty był z dużym
zainteresowaniem i niemałym zaskoczeniem, iż tyle można było osiągnąć w Europie Wschodniej. Był doskonałym mecenasem tego, co osiągał Instytut, w czasach
kiedy nie było łatwo o postęp w tej dziedzinie.
W 1989 roku w wyniku bardzo udanego wystąpienia prof. Andrzeja Ciołkosza w Ministerstwie Rolnictwa w Warszawie, Instytut Geodezji i Kartografii podpisał umowę o realizacji tematu Zastosowanie teledetekcji do szacowania biomasy
łąk w Polsce. Projekt ten był projektem Food and Agriculture Organization (FAO)
oraz United Nations Development Programme (UNDP). Dzięki zakupionym
przez FAO sprzętom do badań zdalnych oraz terenowemu samochodowi – zespół
OPOLiS rozwinął i zastosował nową metodę monitorowania łąk, co spotkało się
z dużym zainteresowaniem placówek zagranicznych i podpisaniem przez Instytut
nowych tematów międzynarodowych. Profesor Andrzej Ciołkosz odwiedził wówczas Amerykański Departament Rolnictwa (USDA) w Waszyngtonie i jego tereny
badawcze w Phoenix i Beltsville.
Od lat dziewięćdziesiątych Profesor zaczął zabiegać o zainstalowanie stacji
odbioru satelity National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)
o dużej częstotliwości rejestracji – upatrując w tym przyszłość dla badań teledetekcyjnych dla rolnictwa. Dzięki współpracy z Kanadyjskim Centrum Teledetekcji (CCRS) w latach 1995–1998 została opracowana metoda prognozy upraw z zastosowaniem zdjęć satelitarnych NOAA i wówczas została zainstalowana w IGiK
stacja odbioru zdjęć. W latach dziewięćdziesiątych prowadzona była współpraca
z NOAA w ramach Funduszu Marii Curie będąca początkiem obecnie prowadzonej tematyki związanej z występowaniem zjawiska suszy rolniczej.
Od 2001 roku Profesor sprawuje funkcję Sekretarza Naukowego w IGiK,
a od roku 2008 jest Zastępcą Dyrektora do spraw Nauki, pozostał zainteresowany
pracami naukowymi szczególnie bliskiej Mu teledetekcji. Nadal czynnie uczestniczy w nowoczesnych badaniach nad zastosowaniem teledetekcji w środowisku.
57
Katarzyna Dąbrowska-Zielińska
Współpracuję z Profesorem Ciołkoszem od roku 1979 roku, kiedy poznałam
Go na spotkaniu naukowym w Instytucie Kształtowania Środowiska. Zostałam
tak jak inni młodzi naukowcy porwana Jego entuzjazmem do poznawania środowiska metodami zdalnymi. Od tego momentu rozpoczęłam pracę w Instytucie Geodezji i Kartografii, w którym do dnia dzisiejszego istnieją nieograniczone
możliwości przemieniania entuzjazmu w postęp nad zastosowaniem teledetekcji.
Niniejszy tekst został uzupełniony o informacje, które uzyskałam podczas
rozmowy, przeprowadzonej z byłymi i obecnymi Pracownikami Instytutu Geodezji i Kartografii: dr Z. Bochenkiem, dr R. Gronetem, mgr Z. Goljaszewskim
i dr A. Sasem.
Katarzyna Dąbrowska-Zielińska, prof. dr hab.
Instytut Geodezji i Kartografii
Warszawa
58