pobierz

Transkrypt

pobierz

PODNIESIENIE JAKOŚCI KSZTAŁCENIA AKADEMICKIEGO W ZAKRESIE GEODEZYJNEGO URZĄDZANIA OBSZARÓW WIEJSKICH
W OPARCIU O DOŚWIADCZENIA PRAKTYKI I SZKOLNICTWA WYŻSZEGO BAWARII
PRACA ZBIOROWA POD REDAKCJĄ JACKA M. PIJANOWSKIEGO
Rola technologii geoinformacyjnych w planowaniu i gospodarce
przestrzennej
Dr inż. Jakub Wojkowski
Katedra Ekologii, Klimatologii i Ochrony Powietrza
Wprowadzenie
Przez setki lat otaczającą nas przestrzeń
człowiek
opisywał
za
pomocą
tradycyjnych metod kartograficznych.
Gwałtowny rozwój gospodarczy, technologiczny i informatyczny spowodował powstanie społeczeństwa informacyjnego dla którego najpopularniejszym
sposobem opisu przestrzeni geograficznej stały się komputerowe systemy informacji
geograficznej (ang. Geographical Information
System, GIS), nazywane także systemami
informacji przestrzennej (SIP).
Upowszechnienie teledetekcji pozwoliło na znaczące przyspieszenie procesu
pozyskiwania danych przestrzennych.
W początkowym bowiem okresie
podstawowym źródłem danych przestrzennych dla systemów GIS były istniejące mapy papierowe, które poddawano digitalizacji. Rozwój technologii
satelitarnej, fotogrametrii i teledetekcji,
powstanie GPS, a także szersze wykorzystanie
stosowanych wcześniej zdjęć lotniczych
sprawiły, że tworzone obecnie systemy informacji przestrzennej wykorzystują jako główne
źródło danych geometrycznych zdjęcia lotnicze i satelitarne, nie zaś przetworzone mapy
analogowe.
Większość definicji określa GIS jako system
informatyczny na który składają się różne
metody postępowania z danymi przestrzennie
odniesionymi do powierzchni Ziemi. W
szerszym pojęciu GIS należy traktować jako
zespół współdziałających ze sobą elementów
na
które
składa
się
odpowiednio
skonfigurowana baza danych przestrzennych
(geograficznych) i opisowych, oprogramowanie umożliwiające przeprowadzenie analiz
przestrzennych, sprzęt komputerowy, specjaliści obsługujący system i znający metody
przetwarzania danych oraz klienci czyli
odbiorcy przetworzonej już informacji.
Systemy GIS umożliwiają gromadzenie danych
przestrzennych i opisowych, ich uporządkowanie w logicznej strukturze, weryfikowanie, integrowanie, manipulowanie oraz
wszechstronną analizę i wizualizację. Unikalność GIS polega nie tylko na możliwości
łączenia danych przestrzennych i atrybutów
opisowych pochodzących z różnych źródeł,
lecz przede wszystkim na możliwości wykonywania złożonych analiz przestrzennych oraz
na możliwości tworzenia różnorodnych modeli
zjawisk i symulacji procesów zachodzących w
środowisku. Danymi wejściowymi do sytemu
GIS są zazwyczaj informacje źródłowe w
postaci różnotematycznych map, zobrazowań
teledetekcyjnych, wyników bezpośrednich
pomiarów geodezyjnych, oraz wszelkich
innych rodzajów informacji w postaci liczbowej i tekstowej. Wynikiem przeprowadzonej analizy, symulacji, modelowania lub skierowanego do bazy danych zapytania będzie
zwykle mapa, wykres lub tabela.
W dzisiejszych czasach GIS stał się najbardziej
dynamicznie rozwijającym się kierunkiem
informatyki. Jego rozkwit spowodowany jest
przede wszystkim postępem w informatyce i
metodach zarządzania bazami danych,
upowszechnieniem Internetu oraz spadkiem
cen sprzętu komputerowego i oprogramowania. Ogromne znaczenie dla rozwoju GIS
odegrała teledetekcja lotnicza i satelitarna. W
2001 roku szacowano liczbę użytkowników
systemów GIS na około 2 mln [Gotlib i
in. 2007].
Do podstawowych zadań rozwiązywanych
przez systemy GIS należą następujące
zagadnienia:
W połowie 2007 roku, 4 lata po premierze
Google Earth, liczba użytkowników tego systemu przekroczyła 250 mln, a obecnie szacowana jest już na ponad 500 mln.
Lokalizacja – CO się tu znajduje?
47
np. co się znajduje w miejscu o współrzędnych N 52°10’ i E 18°51’?
Warunki – GDZIE mają miejsce podane warunki?
np. gdzie znajduje się potencjalny teren
pod lokalizację składowiska odpadów komunalnych?
Tendencje – O ILE nastąpiła zmiana w czasie?
np. o ile zmieniła się wartość nieruchomości w ciągu ostatniego roku?
Prawidłowości – JAK mają się do siebie
pewne zjawiska?
np. jaki wpływ na wielkość erozji wodnej
gleb ma rodzaj pokrycia i użytkowania terenu?
Modelowanie – CO się stanie JEŚLI ...?
np. co się stanie jeśli poziom wody w rzece
wzrośnie o 1 m?
dziedzinach współczesnego życia. Stąd bierze
się różnorodność terminów określających
systemy przetwarzające informacje geograficzne, jak geomatyka, geoinformatyka, geotechnologia, system informacyjny baz danych
geograficznych, system danych geograficznych, system informacji przestrzennej. Każde z
tych terminów przybliża w pewien sposób
funkcje realizowane przez poszczególne systemy. Obecnie istnieją wielozadaniowe systemy GIS ogólnego zastosowania jednakże w
praktyce najczęściej spotykane są systemy
wyspecjalizowane i ukierunkowane na bardzo
wąską grupę zastosowań.
GIS w planowaniu i gospodarce
przestrzennej
W dzisiejszych czasach praktycznie nie ma już
takich obszarów w których systemy geoinformatyczne nie znalazłyby zastosowania.
Dziedziną, w której GIS może mieć szerokie
pole zastosowań jest planowanie i gospodarka
przestrzenna. Obecnie w Polsce technologie
GIS wykorzystywane są przede wszystkim w
procesie tworzenia dokumentacji planistycznej, głównie jako narzędzie do gromadzenia i
prezentacji danych przestrzennych oraz uzyskanych wyników. Należy jednak podkreślić, że
w planowaniu i gospodarce przestrzennej
dużo bardziej użytecznym byłoby wykorzystanie technologii GIS jako systemy wspomagające podejmowanie decyzji (DSS – Decision
Support System). Rolą takiego systemu jest
pomoc przy podjęciu decyzji, w której należy
wybrać najlepszą opcję spośród możliwych
alternatyw. System DSS pozwala przeprowadzić analizy przestrzenne, z uwzględnieniem wielu kryteriów, prowadzących do
wyodrębnienia poszukiwanych obszarów. Ta
sfera wykorzystania technologii GIS jest jedną
z najtrudniejszych, ponieważ wymaga od
użytkownika dużego doświadczenia w
posługiwaniu się systemem GIS, jak też wiedzy
potrzebnej do budowy poprawnego modelu
teoretycznego do analizy bądź symulacji
[Łabaj 2006]. W Polsce z powodu niewielkiej
ilości narzędzi przeznaczonych do procesu DSS
oraz jak na razie małego zainteresowania tym
Analizy wykonywane w systemach GIS
pozwalają na natychmiastową wizualizację
oraz łatwą modyfikację parametrów i danych
wejściowych, a także śledzenie zmieniających
się rezultatów. Dlatego czyni to z GIS
doskonałe narzędzie do modelowania zjawisk i
procesów przyrodniczych, gospodarczych i
społecznych.
Obszary zastosowań GIS
System GIS jest z powodzeniem wykorzystywany wszędzie tam, gdzie istotna jest
prezentacja danego zagadnienia w odniesieniu
przestrzennym. Na początku lat 50-tych XX
wieku jedynym użytkownikiem technologii GIS
było
wojsko.
Szerokie
wykorzystanie
systemów GIS datuje się dopiero na wczesne
lata 80-tych XX wieku. Pierwszymi cywilnymi
użytkownikami systemów geoinformacyjnych
byli geolodzy i leśnicy jednak w niedługim
czasie możliwości systemów GIS szybko
docenione zostały między innymi w systemach
lokalizacyjnych, planowaniu i gospodarce
przestrzennej, gospodarce wodno-ściekowej,
monitoringu
zanieczyszczeń,
ochronie
środowiska, ochronie zdrowia, administracji,
geomarketingu, edukacji i nauce. Jako
narzędzia usprawniające proces podejmowania decyzji, systemy GIS znajdują dziś
zastosowanie praktycznie we wszystkich
48
problemem, system GIS jest słabo rozwinięty
w sferze wspomagania decyzji.
Przykłady zastosowań GIS w
planowaniu i gospodarce przestrzennej
Planowanie przestrzenne jest dziedziną, która
zajmuje się organizacją przestrzeni geograficznej na użytek człowieka. Jest ono podstawą
działania gminy, stanowiącą bazę dla działań
rozwojowych. W miejscowych planach zagospodarowania przestrzennego wyznacza się
tereny rozwojowe dla różnorodnych funkcji, w
tym dla prowadzenia działalności gospodarczej
oraz budownictwa mieszkaniowego. Samorząd
gminy odpowiada za ochronę posiadanych
zasobów przyrodniczych i kulturowych. Coraz
częściej analizuje się też zjawiska społeczne.
Wynika z tego że w planowaniu przestrzennym bada się wiele elementów przyczyniających się do zrównoważonego rozwoju,
zatem jest to dziedzina, którą technologia GIS
może w znacznym stopniu wspomóc. Można
nie tylko wspomagać proces planowania, ale
wykonywać też zaawansowane analizy
przestrzenne. Dotychczasowe wykorzystanie
systemu GIS w planowaniu przestrzennym
polega głównie na gromadzeniu dokumentów
opisujących politykę przestrzenną gminy.
Dzięki temu można zintegrować poszczególne
strategie (gospodarczą, przestrzenną, społeczną, plany rewitalizacji, ochrony dziedzictwa
przyrodniczego i kulturowego, plany zarządzania kryzysowego). Takie zebranie informacji w
jednym miejscu umożliwia i ułatwia podejmowanie różnego rodzaju decyzji, widząc jednocześnie zasięg inicjatyw zrealizowanych,
realizowanych i planowanych na terenie
gminy. Użycie oprogramowania GIS daje też
możliwość
przygotowania
prezentacji
kartograficznej i multimedialnej. Graficzne
przedstawienie wielu zjawisk i odpowiednie
udostępnienie tych informacji mieszkańcom,
za pośrednictwem Internetu, pozwala na
łatwiejsze włączenie się do procesu planowania lokalnej społeczności. Można także
przeprowadzać okresowe monitorowanie
realizacji poszczególnych zadań poprzez
wprowadzanie informacji o zmianach jakie
zaszły i zaprezentowanie ich w kontekście
przestrzennym. Zatem jak na razie głównymi
zadaniami GIS w planowaniu przestrzennym
jest
prezentowanie,
koordynowanie,
monitorowanie oraz weryfikowanie polityki
przestrzennej gminy [IRM 2007].
W skali ogólnopolskiej do praktycznych
przykładów wykorzystania GIS w planowaniu i
gospodarce przestrzennej zaliczyć można:
Krajowy System Informacji Geograficznej
(KSIG). Baza ta obejmuje dane geograficzne
opisujące obszar Polski i stanowi referencyjny
rejestr państwowy dla wszystkich instytucji
zajmujących się zarządzaniem przestrzenią
kraju. KSIG powstał w celu ujednolicenia i
zintegrowania referencyjnych baz danych
przestrzennych dla obszaru całego kraju.
Stanowi również zestaw procedur i technik
służących systematycznemu pozyskiwaniu,
aktualizowaniu, przetwarzaniu i udostępnianiu
tych danych.
Rys. 16. Składniki Krajowego Systemu Informacji
Geograficznej (źródło: www.gislab.ar.wroc.pl)
Dane są zebrane w bazach danych przestrzennych, nadzorowanych przez Główny
Urząd Geodezji i Kartografii oraz służby
geodezyjne kraju. Zasób systemu bazuje na
istniejących zasobach ośrodków dokumentacji
geodezyjnej i kartograficznej oraz na nowo
powstałych zasobach, rozwiązaniach technicznych, organizacyjnych i prawnych zapewniających dostęp do informacji geograficznej
najwyższej jakości.
Składniki KSIG stanowią następujące bazy
danych:
BDO – Baza Danych Ogólnogeograficznych,
o stopniu szczegółowości odpowiadającym
skali 1:250 000 i mniejszym, w której zgromadzone są dane ogólnogeograficzne –
49
zgeneralizowana postać danych topograficznych, służące do prezentacji na mapach
małoskalowych podstawowych obiektów i
zjawisk geograficznych. Może ona służyć w
zarządzaniu środowiskiem przyrodniczym
do określania położenia obiektów i zjawisk,
a także odnoszenia ich zarejestrowanych
stanów do jednej z następujących grup
obiektów zawartych w tej bazie: jednostek
administracyjnych, miejscowości, wybranych form pokrycia terenu, odcinków cieków wodnych, zbiorników wodnych, obszarów chronionych i odcinków dróg krajowych. Przykładem takich obiektów mogą
być stacje pomiarowe monitoringu środowiska. W ramach monitoringu środowiska,
w tematycznych bazach danych gromadzone są ogromne zasoby danych z wynikami pomiarów prowadzonych w punktach
czy na powierzchniach monitoringowych.
Dotyczą one jakości powietrza, wód w rzekach, jeziorach, stanu wód podziemnych,
chemizmu gleb, natężenia hałasu, stanu lasów oraz stanu przyrody. Analiza i interpretacja wyników tych pomiarów z wykorzystaniem technik GIS umożliwia wnioskowanie o zmianach zachodzących w poszczególnych komponentach środowiska przyrodniczego.
VMAP2 – baza danych wektorowych, o
stopniu szczegółowości odpowiadającym
skali 1:50 000. Zawiera dane topograficzne
uporządkowane w następujące grupy: granice, przemysł, obiekty użyteczności publicznej, transport, informacje lotnicze, fizjografia, rzeźba terenu, hydrografia, roślinność. Służy do prezentacji na mapach
treści topograficznej.
TBD – baza danych topograficznych o stopniu szczegółowości odpowiadającym skali
1:10 000.
Ortofotomapa – baza zdjęć lotniczych i zobrazowań satelitarnych. Stanowi jeden z
podstawowych zasobów wykorzystywanych do analiz zmian pokrycia terenu na
danym obszarze.
EGiB – baza danych katastralnych zawierająca informację o ewidencji gruntów i budynków.
Mapa zasadnicza w skalach od 1:500 do
1:5 000, będąca podstawą tworzenia EGiB
oraz TBD.
GEOPORTAL. Projekt geoportal.gov.pl to
portal internetowy zgodny z dyrektywą
INSPIRE, którego zadaniem jest zapewnienie
dostępu do danych przestrzennych o dużej
wiarygodności, możliwie wysokiej aktualności
oraz dokładności odwzorowania obiektów i
zjawisk w przestrzeni.
Rys. 17. Projekt GEOPORTAL (źródło:
www.geoportal.gov.pl)
Udostępnia on użytkownikom dane i usługi
geoprzestrzenne
poprzez
wyszukanie
żądanych informacji. Baza ta obejmuje dane
geograficzne opisujące obszar Polski i stanowi
referencyjny rejestr państwowy dla wszystkich
instytucji zajmujących się zarządzaniem
przestrzenią kraju. Obecna wersja Geoportalu
bazuje na interaktywnej przeglądarce map z
narzędziami umożliwiającymi wyszukiwanie i
analizowanie informacji przestrzennych.
W
ramach
projektu
geoportal.gov.pl
zaimplementowane zostały już następujące
bazy danych przestrzennych:
Dane o charakterze katastralnym – baza ta
zawieraj informacje dotyczące położenia,
granicy, oznaczenia i powierzchni działek
ewidencyjnych. Obecnie zasięg przestrzenny usługi dostarczającej w/w danych
obejmuje około 99% powierzchni Polski.
Udostępnione dane w synchronizacji z innymi bazami z geoportalu umożliwiają
przeprowadzenie wielu analiz w tym na
przykład w sytuacji zakupu nieruchomości
czy ocenie przydatności gospodarczej.
Baza Danych Obiektów Topograficznych –
baza ta jest ogólnokrajowym systemem
gromadzenia i zarządzania danymi topograficznymi o dokładności i treści zbliżonej
50
do poziomu informacyjnego map topograficznych w skali 1:10 000. Wektorowa Baza
Danych Obiektów Topograficznych zawiera
takie dane jak: drogi i koleje, hydrografie
(rzeki, kanały, strumienie, jeziora), kompleksy pokrycia terenu (lasy, tereny zabudowane), budowle i urządzenia itd. W
Geoportalu dostępne są informacje między
innymi dotyczące budynków i punktów adresowych, które stanowią podstawę informacji dla wspomagania systemów służb ratowniczych, straży pożarnej, policji, czy zarządzania architekturą i nieruchomościami.
Ortofotomapa – baza ta zawiera zbiór
zdjęć lotniczych i zobrazowań satelitarnych.
Prezentuje w rzeczywisty sposób stan pokrycia i zagospodarowania terenu. Stanowi
jeden z podstawowych zasobów wykorzystywanych do analiz zmian pokrycia terenu
na danym obszarze. Zastosowana rozdzielczość ortofotomapy daje możliwość precyzyjnego identyfikowania różnych obiektów
co przyczynia się do jej częstego wykorzystywania jako tło dla planowania przestrzennego lub do tworzenia opracowań
tematycznych.
Mapa topograficzna – baza ta przedstawia,
za pomocą ujednoliconych, standardowych
oznaczeń, szczegółową topografię terenu,
w tym na przykład rzeźbę terenu, hydrografię, zabudowę, tereny leśne, drogi,
zbiorniki wodne i inne elementy topograficzne. Dostępne są również mapy topograficzne w formie rastrowej, będące skanami topograficznych map analogowych.
Mapa zasadnicza w skalach od 1:500 do
1:5 000, będąca podstawą tworzenia EGiB
oraz TBD.
Państwowy Rejestr Granic – baza ta zawiera informacje o przebiegu granic administracyjnych.
Państwowy Rejestr Nazw Geograficznych
– baza ta obejmuje nazwy miejscowości i
obiektów fizjograficznych.
Numeryczny Model Terenu – baza ta
przedstawia rzeźbę terenu i hipsometrię.
Metadane zbiorów i usług danych przestrzennych.
zachowanie
zarówno
zagrożonych
wyginięciem siedlisk przyrodniczych jak i
gatunków roślin i zwierząt w skali Europy.
Rys. 18. Interaktywna mapa NATURA 2000
(źródło: natura2000.gdos.gov.pl)
Podstawą prawną NATURA 2000 były dwie
dyrektywy Unii Europejskiej w sprawie
ochrony dzikich ptaków oraz w sprawie
ochrony siedlisk przyrodniczych oraz dzikiej
fauny i flory, które zostały transponowane do
polskiego prawa, głównie do ustawy o
ochronie przyrody. W ramach wdrażania
wspomnianych dyrektyw opracowano w
Polsce system informatyczny umożliwiający
inwentaryzację obszarów włączonych do sieci
NATURA 2000. System ten wykorzystuje
narzędzia GIS i pozwala na zapoznanie się z
lokalizacją poszczególnych siedlisk oraz
zadawanie zapytań do bazy danych. Głównymi
materiałami wyjściowymi do opracowania
systemu NATURA 2000 była baza pokrycia i
użytkowania terenu CORINE oraz archiwum
zdjęć satelitarnych z lat 2004-2005, a także
dane wektorowe pochodzące z nadleśnictw,
obszarów chronionych i Państwowego
Rejestru Granic.
Mapa hydrograficzna Polski (HYDRO). Baza ta
przedstawia warunki obiegu wody w
powiązaniu ze środowiskiem przyrodniczym.
Jest sporządzona na podstawie terenowego
kartowania hydrograficznego, którego celem
była lokalizacja i graficzna interpretacja na
podkładzie topograficznym wszystkich obiektów wodnych oraz zjawisk hydrologicznych.
System NATURA 2000. Celem utworzenia
Europejskiej
Sieci
NATURA 2000
było
51
kim czasie map zagrożeń i zagospodarowania
powodziowego, określenie stref zagrożenia
powodziowego, wyznaczenie głębokości zalewu, identyfikowanie zagrożonych obiektów.
Możliwość przeprowadzenia symulacji jeszcze
przed wystąpieniem powodzi pozwala na
przeanalizowanie scenariuszy powodziowych i
sporządzenie studium ochrony przeciwpowodziowej, a także wykonanie profilaktycznych
prac zabezpieczających i opracowanie optymalnych akcji ewakuacyjnych i ratunkowych.
Rys. 19. Mapa hydrograficzna Polski (źródło:
www.gislab.ar.wroc.pl)
System Ewidencji Działek Rolnych (LPIS).
Jednym z największych geodezyjnych przedsięwzięć ostatniego dziesięciolecia była budowa Systemu Identyfikacji Działek Rolnych
(LPIS, Land Parcel Identification System) przez
Agencję Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa w ramach programu IACS. Jego celem
jest jednoznaczna dla całego kraju identyfikacja i określenie położenia deklarowanych
przez rolników działek rolnych, a także
kontrola prawidłowości zadeklarowanych powierzchni upraw tj. sprawdzenie uprawnień do
dopłat. System ten odgrywa kluczową rolę w
procesie przyznawania polskim rolnikom dopłat z Unii Europejskiej. Projekt LPIS obejmował wykonanie wektorowej mapy obszaru
całego kraju zawierającej: granice działek
ewidencyjnych, kontury użytków, kontury klasyfikacyjne oraz wektorową warstwę tak zwanych pól zagospodarowania. Do zbudowania
bazy niezbędne było również opracowanie
cyfrowej ortofotomapy kraju, która miała
między innymi umożliwiać identyfikację pól
zagospodarowania. W finalnej postaci LPIS,
zgodnie z wytycznymi unijnymi, stał się systemem możliwym do eksploatacji w
technologii GIS [Orlińska 2004]. Zaletą systemu GIS jest również możliwość pomiaru
powierzchni uprawnionych do dopłat na
mapie i ortofotomapie w systemie. Takie
podejście pozwala na identyfikację przyczyn
zaistniałych rozbieżności oraz rozwiązanie
problemów wynikających z weryfikacji danych
z wniosku z danymi zawartymi w systemie
bezpośrednio u źródła. Technologie systemów
informacji geograficznej dają agencjom
płatniczym szerokie możliwości wytwarzania
informacji niezbędnej do wspomagania decyzji
Wykonawcą i administratorem bazy danych
jest Główny Urząd Geodezji i Kartografii.
Tematyczne warstwy mapy obejmują informację o topograficznych działach wodnych,
wodach powierzchniowych i podziemnych,
wypływach wód podziemnych, przepuszczalności gruntu, obiektach gospodarki wodnej
oraz punktach pomiarów hydrometeorologicznych. Mapa hydrograficzna Polski może
stanowić podstawę do interpretacji zagadnień
obiegu wody, zasobności i bilansu wodnego
oraz sposobu użytkowania i ochrony zasobów
wodnych. Dostarcza również cennych
informacji o obiektach wodnych, procesach
hydrologicznych oraz strukturze i stanie
zlewni.
Znajomość obszarów które w wyniku powodzi
mogą zostać zalane jest podstawą działań z
zakresu ochrony przeciwpowodziowej. Wykorzystanie nowoczesnych technologii GIS zapewnia szybkie przetwarzanie danych i prognozowanie zasięgu oraz potencjalnych skutków wystąpienia powodzi. Głównym elementem systemu osłony przeciwpowodziowej jest
monitoring
hydrologiczno-meteorologiczny
oraz poprawny model symulacyjny. Opracowanie takiego modelu wymaga zgromadzenia
informacji o ukształtowaniu rzeźby terenu
(cyfrowy model terenu) i parametrach hydrologicznych. Prognozowanie powodziowe wymaga budowy systemu GIS o ściśle sprecyzowanej funkcjonalności, rozszerzonej o modelowanie hydrodynamiczne oraz zgromadzenia danych sytuacyjno-wysokościowych o
bardzo dużej precyzji. W wyniku analiz GIS
możliwe jest opracowanie w stosunkowo szyb-
52
Wiele miast zdecydowało się na opracowanie
własnych geoportali. Równie istotne jest
zarządzanie i analiza danych przestrzennych
na szczeblu regionalnym. Wojewódzki portal
internetowy wykorzystujący technologię GIS
zapewnia władzom wspomaganie procesu
decyzyjnego oraz ułatwia społeczeństwu
dostęp do geoinformacji. Jest to praktyczny
przykład
realizacji
idei
społeczeństwa
informacyjnego przy równoczesnej promocji
regionu.
o przyznaniu płatności w ramach różnych
schematów pomocowych.
Rys. 20. Przykład weryfikacji działek w systemie
LPIS (źródło: [Orlińska i Wasilewska 2004])
Są pomocne również dla rolników w
określeniu uprawnień do wnioskowania o
pomoc z różnych tytułów. Mapy ewidencyjne,
ortofotomapy, granice naturalne pokrycia
terenu (lasy, zadrzewienia, zakrzewienia),
granice administracyjne i inne granice (np.
parków
krajobrazowych),
zdefiniowane
obiekty terenowe, mapy nachyleń terenu,
obiekty przyrodnicze umieszczone w systemie
identyfikacji działek rolnych mogą być
wykorzystywane przez agencje płatnicze do
ustalenia zasięgów terytorialnych gruntów
potencjalnie uprawnionych do dopłat i do
obsługi wniosków o przyznanie płatności, czyli
weryfikacji
danych
podanych
przez
beneficjenta w oparciu o zgromadzone w
systemie dane.
Rys. 21. Przykład „słonecznej” mapy katastralnej
(źródło: geoportal.wuppertal.de)
Bardzo ciekawym i innowacyjnym przykładem
wykorzystania technologii GIS w skali lokalnej
jest tak zwany kataster słoneczny (Solarkataster). Z przykładami takimi autor niniejszego artykułu zapoznał się podczas wyjazdów
studialnych do Niemiec. W Polsce nie ma
jeszcze takich zastosowań.
Słoneczny kataster tworzony jest dla terenów
zabudowanych. Jest on mapą przedstawiającą
warunki insolacyjne powierzchni dachowej
budynków. Mapy te pozwalają właścicielom
nieruchomości ocenić opłacalność inwestycji
montażu kolektorów lub baterii słonecznych.
Podpowiadają także, na której części dachu
najlepiej je zainstalować. Dzięki nim można się
dowiedzieć, ile może nas kosztować montaż
tego typu urządzeń oraz ile energii cieplnej lub
elektrycznej będą one w stanie generować.
Dane te wyliczane są na podstawie
numerycznego modelu pokrycia terenu i
szczegółowego modelu zabudowy, który
pozyskuje się na ogół przy użyciu lotniczego
skaningu laserowego. W szacowaniu dopływu
promieniowania słonecznego do powierzchni
dachowej wykorzystuje się specjalistyczne
Poza wyżej przestawionymi ogólnokrajowymi
przykładami wykorzystania technologii GIS w
planowaniu i gospodarce przestrzennej,
pojawia się coraz więcej zastosowań tych
systemów w skali regionalnej i lokalnej.
Wymienić tu należy przede wszystkim
miejskie, powiatowe i wojewódzkie systemy
informacji przestrzennej.
Systemy geoinformatyczne tworzone w skali
lokalnej (poszczególnych miast czy gmin)
ułatwiają lokalnym władzom zarządzanie
danymi przestrzennymi, a poprzez ich
udostępnienie w sieci pozwalają na dostęp do
geoinformacji szerokiemu gronu użytkowników.
53
modele obliczeniowe zaimplementowane do
systemu GIS oraz dane klimatologiczne.
Dostęp do tego typu portali jest w Niemczech
bezpłatny, gdyż opracowywane są one ze
środków lokalnych samorządów.
W ramach programu Leonardo da Vinci
„Uczenie się przez całe życie” (nr projektu:
2010-1-PL1-LEO03-10109), dotyczącego „Podniesienia jakości kształcenia akademickiego w
zakresie geodezyjnego urządzania obszarów
wiejskich w oparciu o doświadczenia praktyki i
szkolnictwa wyższego Bawarii”, kadra
naukowo-dydaktyczna WIŚiG UR w Krakowie
wzięła udział w stażu w Bawarii – kraju
związkowego Niemiec. Udział w stażu i
wymiana doświadczeń była dla autora
niniejszego artykułu bardzo dobrą okazją do
zapoznania się ze strukturami administracyjnymi gospodarki przestrzennej Bawarii,
problemami planowania przestrzennego na
szczeblu gminy jak i w skali całego regionu
oraz nowoczesnym kształceniem uniwersyteckim.
Potrzeby kształcenia w zakresie
nowych technologii geoinformacyjnych
na Wydziale Inżynierii Środowiska i
Geodezji UR w Krakowie
Dyscypliny naukowe rozwijane na Wydziale
Inżynierii Środowiska i Geodezji (WIŚiG)
Uniwersytetu Rolniczego (UR) w Krakowie są
dziedzinami wiedzy stosowanej, które w
oparciu o nauki techniczne, przyrodnicze,
prawne i ekonomiczne tworzą podstawy do
racjonalnego
gospodarowania
zasobami
przyrody. Badania i prace naukowe prowadzone na WIŚiG UR w Krakowie mają charakter bardzo interdyscyplinarny, bezpośrednio związany z problematyką oceny stanu
środowiska przyrodniczego i kulturowego,
prognozowania, zapobiegania i naprawy
skutków oddziaływania człowieka na środowisko. Badania te dotyczą w szczególności
planowania i opracowywania analiz przestrzennych zjawisk gospodarczych i społecznych, tworzenia lokalnych strategii rozwoju, planowania infrastruktury technicznej,
analizy zanieczyszczenia i przekształcenia
środowiska przyrodniczego, jak również opracowywania metod i rozwiązań technicznoorganizacyjnych służących do zarządzania i
ochrony jego zasobów.
Wizytę studialną w Bawarii wzbogacały liczne
spotkania z przedstawicielami Bawarskiego
Ministerstwa ds. Wyżywienia, Rolnictwa i
Leśnictwa, Urzędu ds. Rozwoju Obszarów
Wiejskich Górnej, Środkowej i Dolnej Bawarii,
a także władzami samorządowymi i
burmistrzami miast. Podczas tych spotkań,
przedstawiając konkretne przykłady prac
urządzeniowych w terenie, zwracano uwagę
na wykorzystanie systemów geoinformatycznych w praktyce zawodowej.
Podczas wizyty na Uniwersytecie Technicznym
w Monachium szczegółowo przedstawiona
została problematyka badawczą z zakresu
geodezji, GIS, planowania i zagospodarowania
przestrzennego, rozwoju obszarów wiejskich i
gospodarki gruntami. Uczestników projektu
Leonardo da Vinci zapoznano dokładnie z
metodami działania niemieckiej uczelni,
technikami
kształcenia
i
programem
nauczania. Wielokrotnie w trakcie wykładów i
dyskusji podkreślana była rola i znaczenie GIS
jako nieodzownego narzędzia informatycznego wykorzystywanego w nowoczesnej gospodarce i planowaniu przestrzennym.
Zgodnie ze standardami nauczania opracowanymi przez Ministerstwo Edukacji i Nauki,
absolwenci WIŚiG powinni posiadać wiedzę
dającą podstawy do rozwiązywania problemów technicznych, technologicznych i organizacyjnych związanych z ochroną, wykorzystaniem i przekształcaniem zasobów środowiskowych – zarówno w środowisku przestrzeni
wiejskiej jak i w zurbanizowanej. Współcześnie
wykształcony inżynier w realizacji stojących
przed nim zadań, powinien posiadać umiejętności korzystania z nowoczesnych technologii
informatycznych GIS jako podstawowego narzędzia do przeprowadzania analiz przestrzennych.
Z przedstawionego programu nauczania dla
kierunku Geodezja i Geoinformacja wynika, że
na studiach I stopnia, w trakcie 6 semestrów
nauki, studenci tego kierunku mają 5
obowiązkowych przedmiotów bazujących na
systemach geoinformacyjnych w łącznej liczbie
aż 346 godzin ! Do przedmiotów tych należą:
54
Wprowadzenie do geoinformatyki (112 godzin),
Grafika komputerowa i wizualizacja (38 godzin),
Cyfrowe przetwarzanie danych (38 godzin),
Geoinformatyka (128 godzin),
Państwowy GIS i kataster nieruchomości
(30 godzin).
oprogramowaniem, często niedostępnym w
formie demonstracyjnej.
Podsumowanie
Jak wynika z przedstawionych w niniejszym
artykule przykładów wykorzystania GIS,
obszarów zastosowań w samej tylko gospodarce i planowaniu przestrzennym może
być bardzo wiele. Potwierdzają to również
doświadczenia zdobyte podczas wizyty studialnej w Bawarii. Technologie geoinformatyczne
można bez wątpienia uznać za nośnik rozwoju
planowania i gospodarki przestrzennej. Stworzyły one bowiem na niespotykaną dotąd
skalę, możliwość gromadzenia danych
przestrzennych, ułatwiły ich udostępnianie i
dystrybucję chociażby poprzez sieć Internet.
Na WIŚiG UR w Krakowie również prowadzone
są przedmioty bazujące na systemach
geoinformacyjnych. Do przedmiotów tych
należą:
Systemy informacji o środowisku,
Pozyskiwanie informacji o terenie,
Teledetekcja stosowana,
Geograficzne systemy informacji przestrzennej.
Zakres tematyczny powyższych przedmiotów
jest niestety ograniczony z uwagi na stosunkowo małą liczbę godzin dydaktycznych.
Dla porównania łączna liczba godzin
dydaktycznych przedmiotów bazujących na
systemach geoinformacyjnych jest ponad 3krotnie mniejsza niż na Uniwersytecie
Technicznym w Monachium. Na sytuację tą
dodatkowo wpływa brak wyposażenia sal
komputerowych
w
najnowocześniejsze
specjalistyczne oprogramowanie GIS. W
związku z powyższym proponowałbym próbę
realizacji następujących zadań:
Mając na uwadze wciąż wzrastające znaczenie
i przyszłość jaka stoi przed systemami
geoinformatycznymi, wydaje się ważnym i
celowym jak największe upowszechnienie
metod i technologii GIS w procesie dydaktycznym. Sprzyja temu profil naukowo-badawczy
WIŚiG UR w Krakowie oraz uniwersalność
informatycznych narzędzi GIS, które z
powodzeniem mogą być wykorzystywane w
przedmiotach zarówno inżynieryjnych jak i
przyrodniczych. Dla studentów powszechniejsze wykorzystanie GIS w przedmiotach
zawodowych (kierunkowych) byłoby możliwością nabycia praktycznych umiejętności i
wyznacznikiem nowoczesnego kształcenia.
podniesienie rangi GIS poprzez wprowadzenie większej liczby godzin ćwiczeń,
nawiązanie współpracy z producentami i
dystrybutorami oprogramowania GIS (szkolenia, warsztaty),
nawiązanie współpracy z firmami komercyjnymi stosującymi technologie GIS (organizacja praktyk studenckich, stażów zawodowych),
pozyskanie środków finansowych (wystąpienie o grant) na zakup komercyjnego
oprogramowania GIS,
utworzenie wydziałowej pracowni GIS wyposażonej w najnowocześniejsze oprogramowanie geoinformatyczne.
Źródła
Gotlib D., Iwaniak A., Olszewski R. 2007. GIS
Obszary zastosowań. Wydawnictwo Naukowe
PWN.Warszawa.
Łabaj A. 2006.Technologia GIS w planowaniu i
realizacji zadań ochronnych w obszarach NATURA
2000. Opracowanie w ramach projektu IUCN
„Natura dla ludzi – ludzie dla Natury”. Kraków.
Orlińska J. 2004. Obsługa schematów pomocowych
przy wykorzystaniu technologii GIS. Maszynopis
Agencji Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa.
Warszawa.
Stworzenie studentom możliwości kontaktu z
nowoczesnym
oprogramowaniem
geoinformatyczynym jest bardzo ważne,
ponieważ
systemy
GIS
są
bardzo
specjalistycznym
i
kosztownym
Orlińska J., Wasilewska Z. 2004. System odniesień
przestrzennych LPIS jako komponent infrastruktury
55
danych przestrzennych. Materiały seminaryjne
„Infrastruktura danych przestrzennych w Polsce i
Europie – strategia, standardy, metadane i
generalizacja”. Główny Urząd Geodezji i Kartografii. Warszawa.
geoportal.wuppertal.de
natura2000.gdos.gov.pl
www.geoportal.gov.pl
www.gislab.ar.wroc.pl
Instytut Rozwoju Miast (IRM). 2007. Przegląd
zastosowań GIS. Systemy informacji przestrzennej –
komu to potrzebne?. ESRI Polska, KrakówWarszawa.
56

pobierz

Transkrypt

Podobne dokumenty

Klimatologia i meteorologia 1. Budowa atmosfery ziemskiej. 2

Bioinformatyka w Ekologii i Epidemiologii Plik

Systemy Informacji Geograficznej GIS

ZAPROSZENIE

Żywioły Ziemi