Broszura informacyjna NMT (polski i angielski)

Broszura informacyjna NMT (polski i angielski)

Numeryczny Model Terenu
jako element zadania: System
Monitoringu Ryzyka Powodziowego
Zadanie pod nazwą „System monitoringu ryzyka powodziowego (SMoRP)” jest realizowane
w ramach Projektu „Kompleksowe zabezpieczenie przeciwpowodziowe Żuław – Etap I
– Regionalny Zarząd Gospodarki Wodnej w Gdańsku” jako część realizacji postanowień
„Programu Żuławskiego – 2030”.
„Program Żuławski – 2030” został zatwierdzony w maju 2010 r. przez Ministra Środowiska jako dokument strategiczny, którego nadrzędnym celem jest zwiększenie skuteczności ochrony przeciwpowodziowej stymulującej
wzrost potencjału dla zrównoważonego rozwoju Żuław – regionu o wyjątkowych walorach dziedzictwa
kulturowego, krajobrazowego i przyrodniczego, z dużym potencjałem gospodarczym i turystycznym, jednakże
uznanego za jeden z najbardziej zagrożonych powodziami obszarów kraju.
Projekt planowany do współfinansowania przez Unię Europejską ze środków
Europejskiego Funduszu Spójności w ramach Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko
Dla infrastruktury i środowiska
Numeryczny Model Terenu jako element zadania:
System Monitoringu Ryzyka Powodziowego
Projekt „Kompleksowe zabezpieczenie przeciwpowodziowe Żuław – Etap I
– Regionalny Zarząd Gospodarki Wodnej w Gdańsku”
Digital Terrain Model as a component of the
Flood Risk Monitoring System
Objective titled “Flood risk monitoring system (FRMoS)” is implemented as part of the Project:
“Comprehensive flood protection of Żuławy – Stage I – Regional Board of Water Management
in Gdańsk”, as a part of implementation of the provisions of “Program Żuławski – 2030”.
“Program Żuławski – 2030” was approved in May 2010 by the Minister of Environment as a strategic document
whose superior goal is to enhance the effectiveness of flood protection which stimulates the increase
in the potential for the sustainable growth of Żuławy – a region of exceptional cultural, landscape
and environmental heritage merits, with a great economic and tourist potential, yet regarded as one
of the Poland’s areas that are under the greatest flood threat.
Instytucja Zarządzająca
Instytucja Pośrednicząca
Instytucja Wdrażająca
Beneficjent
Ministerstwo Rozwoju
Regionalnego
Ministerstwo Środowiska
Narodowy Fundusz
Ochrony Środowiska
i Gospodarki Wodnej
Regionalny Zarząd
Gospodarki Wodnej
w Gdańsku
www.mrr.gov.pl
ul. Wspólna 2/4,
00-926 Warszawa;
tel. (22) 461 30 00
www.mos.gov.pl
ul. Wawelska 52/54,
00-922 Warszawa;
tel. (22) 57-92-900
www.nfosigw.gov.pl
ul. Konstruktorska 3a,
02-673 Warszawa;
tel. (22) 45 90 100
www.gdansk.rzgw.gov.pl
ul. Fr. Rogaczewskiego 9/19,
80-804 Gdańsk;
[email protected]
tel. (58) 3261888
Digital Terrain Model as a component of the
Flood Risk Monitoring System
Project: “Comprehensive flood protection of Żuławy – Stage I
– Regional Board of Water Management in Gdańsk”
Zadanie pod nazwą „System monitoringu ryzyka powodziowego (SMoRP)” jest
realizowane w ramach Projektu „Kompleksowe zabezpieczenie przeciwpowodziowe
Żuław – Etap I – Regionalny Zarząd Gospodarki Wodnej w Gdańsku” jako część realizacji
postanowień „Programu Żuławskiego – 2030”.
System monitoringu ryzyka powodziowego (SMoRP) – jako jedno z zadań Etapu I – obejmuje cały obszar „Programu Żuławskiego – 2030”, to znaczy 2150 km2. Obszar ten w całości
znajduje się w zlewniach zarządzanych przez Regionalny Zarząd Gospodarki Wodnej w Gdańsku. Obejmuje on deltę Wisły, na którą składają się Żuławy Gdańskie (o powierzchni około 390
km2), Żuławy Wielkie (około 830 km2) i Żuławy Elbląskie (około 480 km2); niziny nadwiślańskie
(Nizina Kwidzyńska, Nizina Walichnowska i Nizina Opaleńska) o powierzchni około 250 km2
oraz niziny nadzalewowe (Wybrzeże Staropruskie i Nizina Tolkmicka) – około 50 km2. Administracyjnie teren ten leży w granicach dwóch województw: pomorskiego i warmińsko-mazurskiego
(do pierwszego z nich należy około 80% tego obszaru), 10 powiatów i 39 gmin. Ze względu na
to, że zagrożenie powodziowe może powstawać poza obszarem Żuław, planowane w programie
działania dotyczą nie tylko terenu Żuław, lecz także oddziałujących na ten obszar zlewni cieków
wpływających na Żuławy i przepływających przez ich obszar (poza Wisłą).
Funkcjonowanie systemu przyrodniczo-technicznego Żuław jest bezpośrednio uzależnione od poprawnego działania infrastruktury ochrony przeciwpowodziowej, zgodnego
z zasadami zrównoważonego rozwoju, zarówno w aspekcie środowiskowym, jak i społeczno-gospodarczym. Funkcjonowanie to nabiera szczególnego znaczenia w świetle prognozowanych globalnych i regionalnych zmian klimatycznych, które mogą spowodować
wzrost zagrożenia powodziowego wywołanego zwiększeniem częstotliwości występowania ekstremalnych zjawisk klimatycznych i hydrologicznych oraz podwyższaniem poziomu wód Bałtyku. Wzrost zagrożenia wynika także ze zwiększonej presji urbanizacyjnej
na terenach bezpośrednio sąsiadujących z Żuławami.
Ujście rzeki Szkarpawy do Zalewu .
Wiślanego – Ortofotomapa .
Objective titled “Flood risk monitoring system (FRMoS)” is implemented as part
of the Project: “Comprehensive flood protection of Żuławy – Stage I – Regional
Board of Water Management in Gdańsk”, as a part of implementation of the
provisions of “Program Żuławski – 2030”.
The flood risk monitoring system (FRMoS) – as one of the objectives of
Stage I – embraces the entire area of “Program Żuławski – 2030”, that is
2,150 km2. This area is located entirely within the drainage basins managed
by the Regional Board of Water Management in Gdańsk. It embraces the
delta of the Vistula which comprises Żuławy Gdańskie (with area of circa
390 km2), Żuławy Wielkie (circa 830 km2) and Żuławy Elbląskie (circa
480 km2); lowlands by the Vistula (Kwidzyn Lowland, Walichnowy Lowland and Opalenie Lowland) with area of circa 250 km2 and lowlands by
the Vistula Lagoon (Old Prussian Coast and Tolkmicko Lowland) – circa
50 km2. As far as administrative division is concerned, this area lies in two
voivodeships: Pomeranian and Warmian-Masurian (circa 80% of the area
is located in the former), 10 counties and 39 communes. Due to the fact
that flood risk may occur outside Żuławy region, the actions planned in
the program concern not only the Żuławy area, but also such drainage
basins comprising watercourses flowing in and through Żuławy (apart
from the Vistula) that affect the area.
The operation of the natural and engineering system of Żuławy is
directly contingent upon the proper operation of the flood control infrastructure, which in accordance with the principles of sustainable growth,
both in the environmental and the socio-economic aspect. This operation
assumes particular importance in the light of the forecast global and regional
climate changes, which may result in an increased flood risk caused by an
increased incidence of extreme climatic and hydrologic phenomena and an
increased water level of the Baltic. The increased danger results also from the
Szkarpawa river mouth into Vistula.
increased urbanisation pressure on the areas immediately adjacent to Żuławy.
Lagoon – Orthophotomap.
3
4
Gdańska Głowa Sluice – Orthophotomap
The following are the conditions for effective flood protection for the relevant area:
• protection of 250,000 residents of Żuławy against flood
risk, at the same time enabling fuller fulfilment of the local community aspirations,
• operation of intensive large-industry development of the
areas located in the vicinity of Gdańsk, Elbląg, Tczew and
Kwidzyn and important service infrastructure corridors
(road, railway, pipe, power), running adjacent to the valley
of Vistula and its delta and between Gdańsk and Elbląg,
• preservation of natural resources, embracing in particular the most valuable soils for the Polish agriculture (I
and II valuation class), the natural and artificial hydrographical network with the relic reservoir of Drużno
lake and groups of natural habitats, plant and animal
species related to water environments and dependant
on water, in particular located in the valley of Vistula,
• better protection and restoration of material cultural
heritage structures, heritage structures and complexes that
are most valuable on the scale of Europe and Poland (in
particular the Teutonic castle in Malbork, Gdańsk within
the Mediaeval walls and Wisłoujście fortress, Mediaeval
churches of Żuławy, hydro-engineering structures, postMennonite houses related to settlement in Żuławy) as well as
archaeological systems and structures (e.g. trade and harbour
settlement of Truso of circa 8th century),
• preservation of the very valuable cultural landscape of polderised
nature, with exceptionally dispersed and simultaneously dense rural
development, remnants of windmills and pumping stations, as well
as drainage woodlots fulfilling the climatic and hydrological functions.
The accomplishment of the superior goal, that is to enhance the effectiveness of flood protection which stimulates the increase in the
potential for the sustainable growth, will permit accomplishing results in the socio-cultural, economic and partly in the environmental
sphere. This goal will be accomplished in particular by the following:
• improvement of recognition of flood risk and capacities to counteract it,
with use of the best available technologies and tools, as well as in accordance with the requirements of the national and EU legislation,
• increase in the significance of the “natural” methods of flood protection,
• increase in the awareness of the flood risk and the methods of counteracting
it among local communities and representatives of the administration and
institutions,
• improvement of organisational structures of flood protection and flood risk
management at the regional and local level,
• alteration, reconstruction and construction of flood protection engineering
structures.
Warunkami zapewniającymi skuteczną ochronę przeciwpowodziową tego
obszaru są:
• ochrona ćwierćmilionowej ludności Żuław przed zagrożeniem powodziowym,
jednocześnie umożliwiająca pełniejszą realizację aspiracji społeczności lokalnych,
• funkcjonowanie intensywnego zagospodarowania wielkoprzemysłowego obszarów położonych w rejonie Gdańska, Elbląga, Tczewa i Kwidzyna oraz ważnych
korytarzy infrastruktury technicznej (drogowej, kolejowej, rurociągowej, elektroenergetycznej), przebiegających w sąsiedztwie doliny Wisły i jej delty oraz między
Gdańskiem i Elblągiem,
• zachowanie zasobów przyrodniczych, obejmujących w szczególności najbardziej
wartościowe dla rolnictwa gleby w Polsce (I i II klasa bonitacyjna), naturalnej i sztucznej sieci hydrograficznej wraz z reliktowym zbiornikiem jeziora Drużno oraz zespołów
siedlisk przyrodniczych, gatunków roślin i zwierząt związanych ze środowiskami wodnymi i od wód zależnych, szczególnie położonych w dolinie Wisły,
• lepsze zabezpieczenie i rewaloryzacja materialnych obiektów dziedzictwa kulturowego, najcenniejszych w skali Europy i Polski zespołów i obiektów zabytkowych
(w szczególności zamek krzyżacki w Malborku, Gdańsk w obrębie murów średniowiecznych i Twierdza Wisłoujście, kościoły średniowieczne Żuław, obiekty hydrotechniczne, związane z osadnictwem żuławskim domy pomennonickie) oraz
systemy i obiekty archeologiczne (np. osada handlowo-portowa Truso z około
VIII wieku),
• zachowanie bardzo wartościowego krajobrazu kulturowego, o spolderyzowanym charakterze, z wyjątkowo rozproszonym i jednocześnie zwartym budownictwem wiejskim, pozostałościami wiatraków i pompowni oraz zadrzewieniami melioracyjnymi pełniącymi funkcje klimatyczne i hydrologiczne.
Realizacja celu nadrzędnego, czyli zwiększenie skuteczności ochrony
przeciwpowodziowej stymulującej wzrost potencjału dla zrównoważonego rozwoju pozwoli na osiągnięcie efektów w sferze społecznokulturowej, gospodarczej, a częściowo także ekologicznej. Cel ten
będzie realizowany w szczególności poprzez:
• poprawę rozpoznania zagrożenia powodziowego i możliwości
przeciwdziałania mu, przy wykorzystaniu najlepszych dostępnych
technologii i narzędzi oraz zgodnie z wymaganiami prawodawstwa
krajowego i wspólnotowego,
• zwiększenie znaczenia „naturalnych” metod ochrony przeciwpowodziowej,
• zwiększenie wśród społeczności lokalnych oraz przedstawicieli
administracji i instytucji świadomości zagrożenia powodziowego
i sposobów przeciwdziałania jego występowaniu,
• poprawę struktur organizacyjnych ochrony przeciwpowodziowej i zarządzania ryzykiem powodziowym na szczeblu regionalnym i lokalnym,
• przebudowę, odbudowę i budowę przeciwpowodziowych
urządzeń technicznych.
Śluza Gdańska Głowa – Ortofotomapa
5
The Regional Board of Water Management in Gdańsk,
as one of the beneficiaries of the Stage I of the “Program
Żuławski – 2030”, has been implementing the project titled
“Comprehensive flood protection of Żuławy – Stage I
– Regional Board of Water Management in Gdańsk.”
This Project comprises the following objectives:
• Flood risk monitoring system – objective no. M
• Alteration of Motława riverbed – objective no. A44
• Alteration of Vistula mouth – objective no. B02
• Reconstruction of groins in the Vistula – objective no. B03
• Alteration of Wąska riverbed – objective no. DE74
• Alteration of Dzierzgoń riverbed – objective prepared
as a reserve objective no. DE73
Gdańska Głowa Sluice – Digital Terrain Model
The Project is consistent with the objectives of the
National Development Strategy (NDS), National Strategic Framework of Reference (NSFR) and the Operational
Programme Infrastructure and Environment (OPI&E) as to
the provision and development of environmental infrastructure for the purpose of reducing environmental hazards. The
Project’s impact is on the above-regional and national scale.
It also fits in the Development Strategy of the Pomeranian
Voivodeship and the Socio-Economic Development Strategy of
the Warmian-Masurian Voivodeship.
6
The aim of the Project is to reduce the flood risk in Żuławy Wiślane by performing necessary works related to the reconstruction and
upgrade of the flood control systems in Żuławy, including the improvement of the condition of floodbanks, the efficient operation of the drainage system, the maintenance of appropriate depth in Vistula riverbed,
which permits the operation of icebreakers together with the drainage
of raised water into the Bay of Gdańsk. The effect of the implementation
of the project will be the reduction of the flood risk, the protection of the
existence and property of the residents as well as of the pursued economic
activity.
Regionalny Zarząd Gospodarki Wodnej w Gdańsku, jako jeden z beneficjentów I Etapu „Programu Żuławskiego – 2030”, realizuje projekt pod nazwą „Kompleksowe zabezpieczenie przeciwpowodziowe Żuław – Etap I – Regionalny
Zarząd Gospodarki Wodnej w Gdańsku”. Na Projekt ten składają się następujące
zadania:
• System monitoringu ryzyka powodziowego – zadanie nr M
• Przebudowa koryta rzeki Motławy – zadanie nr A44
• Przebudowa ujścia rzeki Wisły – zadanie nr B02
• Odbudowa ostróg na rzece Wiśle – zadanie nr B03
• Przebudowa koryta rzeki Wąskiej – zadanie nr DE74
• Przebudowa koryta rzeki Dzierzgoni – zadanie przygotowywane jako rezerwowe
nr DE73
Projekt jest zgodny z celami Strategii Rozwoju Kraju (SRK), Narodowych Strategicznych Ram Odniesienia (NSRO) oraz Programu Operacyjnego Infrastruktura
i Środowisko (POIiŚ) w zakresie zapewnienia i rozwoju infrastruktury środowiska dla
ograniczenia ryzyka zagrożeń ekologicznych. Projekt ma oddziaływanie w skali ponadregionalnej i krajowej. Wpisuje się również w Strategię Rozwoju Województwa
Pomorskiego oraz Strategię Rozwoju Społeczno-Gospodarczego Województwa
Warmińsko-Mazurskiego.
Celem Projektu jest zmniejszenie ryzyka powodziowego na obszarze
Żuław Wiślanych poprzez wykonanie niezbędnych prac związanych z odbudową i modernizacją systemu zabezpieczeń przeciwpowodziowych na
Żuławach, w tym poprawa stanu wałów przeciwpowodziowych, sprawne
funkcjonowanie systemu odwodnieniowego, utrzymanie odpowiedniej
głębokości w nurcie Wisły, umożliwiającej pracę lodołamaczy wraz
z odprowadzeniem wód wezbraniowych do Zatoki Gdańskiej. Efektem
realizacji projektu będzie zmniejszenie zagrożenia powodziowego,
zabezpieczenie egzystencji i majątku ludzi oraz prowadzenia działalności gospodarczej.
System Monitoringu Ryzyka Powodziowego (SMoRP) jest zintegrowany z wdrożeniem dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady
Europy – Dyrektywy 2007/60/WE z dnia 23 października 2007 r.
w sprawie oceny ryzyka powodziowego i zarządzania nim (zwanej Dyrektywą Powodziową), a także nadrzędnego aktu prawnego regulującego gospodarowanie wodami w Polsce, tj. ustawy
z dnia 18 lipca 2001 r. Prawo Wodne (Dz.U. 2005 r. nr 239,
poz. 2019) wraz z późniejszymi zmianami oraz aktami wykonawczymi. Głównym celem SMoRP jest rozpoznanie i ocena
ryzyka powodziowego na obszarze objętym programem oraz
identyfikacja słabych miejsc pod względem ochrony przeciwpowodziowej.
The Flood Risk Monitoring System (FRMoS) is integrated with the implementation of the Directive of the European Parliament and the Council of
Europe – Directive 2007/60/EC of 23 October 2007 on the assessment and
management of flood risks (called the Flood Directive), as well as the superior
legal act governing the water management in Poland, i.e. the Act of 18 July
2001 – Water Law (Dz.U. 2005 no. 239, item 2019) as amended and with
secondary legislation. The primary aim of FRMoS is to recognise and assess the
flood risk on the area covered by the programme and to identify places that
are vulnerable in terms of flood protection.
Na podstawie danych pozyskanych z systemu zostanie sporządzona lista działań priorytetowych, mających zasadnicze
znaczenie dla poprawy stanu ochrony przeciwpowodziowej
Żuław.
Based on the data obtained from the system, a list of priority objectives will
be prepared which are of fundamental significance for the improvement of the
flood protection status of Żuławy.
Śluza Gdańska Głowa .
– Numeryczny Model Terenu .
7
LIDAR (Light Detection and Ranging)
LIDAR (ang. Light Detection and Ranging)
The primary and necessary source of information
for the correct implementation of the FPMoS assumptions is the accurate digital terrain model together with
the up-to-date orthophotomap. The only economically profitable technology permitting quick preparation
of a terrain model with accuracy that is appropriate
for the hydraulic modelling is the airborne laser scanning – LIDAR. Due to the use of the digital platform
for data acquisition, the Project will be enhanced in
particular with the following materials:
• digital terrain model (DTM),
• digital surface model (DSM),
• classified point cloud,
• orthophotomap.
Podstawowym i niezbędnym źródłem informacji
dla poprawnego wykonania założeń SMoRP jest
dokładny numeryczny model terenu wraz z aktualną ortofotomapą. Jedyną opłacalną ekonomicznie technologią pozwalającą w szybkim czasie na
opracowanie modelu terenu o odpowiedniej do
modelowania hydraulicznego precyzji jest lotniczy
skaning laserowy LIDAR. Dzięki wykorzystaniu
cyfrowej platformy pozyskiwania danych Projekt
wzbogaci się o takie materiały jak:
• numeryczny model terenu (NMT),
• numeryczny model pokrycia terenu (NMPT),
• sklasyfikowana chmura punktów,
• ortofotomapa.
Airborne laser scanning is an advanced remote
measuring method, which permits accurate measurement or terrain surface obtained in the form of the
so-called point cloud being a representation of its elevation. The idea of the operation of airborne laser
scanning is based on accurate determination of distance between the instrumentation located onboard
the aircraft and terrain points with randomly selected
sampling rate.
8
The advantages of the applied method include the
following:
P
MGG
–
Aero
er
tor of las
ntrac
The co
• considerable independence from weather conditions
• conducting measurement at great cloud coverage
– also at night
• laser beam penetrating the vegetation covering
• better speed and accuracy of measuring in comparison to classical photogrammetry, not to mention field land survey measurement
The Contractor – Tarnów-based MGGP Aero – used
the LiteMapper 6800i system by Germany-based IGI for
the implementation. It comprises a Riegl LMS-Q680i
laser scanner operating based on continuous wave
measurement with the innovative Multi-Time-Around
function permitting obtaining data from a higher ceiling, and a Hasselblad H3D-39 digital camera.
The Riegl LMS-Q680i scanner is capable of making measurements with speed of up to 266,000 points
per second at the accuracy even as great as 2 cm. This
device was installed on a Cessna T206H NAV III aircraft and is controlled by AeroControl software.
MGGP Aero used Riegl RiProccess, RiWorld and
TerraScan software by TerraSolid for the operation
with the point cloud, classification and creating digital
terrain models and surface models.
Lotniczy skaning laserowy jest nowoczesną, zdalną
metodą pomiarową, która pozwala na dokładny pomiar
powierzchni terenu pozyskany w postaci tzw. chmury
punktów, stanowiącej reprezentację jego wysokości.
Idea działania lotniczego skaningu laserowego opiera
się na precyzyjnym określeniu odległości pomiędzy
aparaturą znajdującą się na pokładzie statku powietrznego, a punktami terenu z dowolnie wybraną gęstością
próbkowania.
Do zalet zastosowanej metody zaliczyć można:
• znaczną niezależność od warunków atmosferycznych
• przeprowadzenie pomiarów przy dużym zachmurzeniu – także w nocy
• przenikanie wiązki lasera przez pokrywę roślinną
• większą szybkość i dokładność wykonania pomiarów
w porównaniu z klasyczną fotogrametrią, nie wspominając już o geodezyjnych pomiarach terenowych
Wykonawca – firma MGGP Aero z Tarnowa –
wykorzystał do realizacji system LiteMapper 6800i
niemieckiej firmy IGI. Składa się on ze skanera
laserowego Riegl LMS-Q680i, pracującego w oparciu o pomiar fali ciągłej z nowatorską funkcją MultiTime-Around umożliwiającą pozyskiwanie danych
z wyższego pułapu lotu oraz kamery cyfrowej
Hasselblad H3D-39.
Skaner Riegl LMS-Q680i ma możliwość wykonywania pomiarów z prędkością do 266 tys.
punktów na sekundę przy dokładności sięgającej
nawet 2 cm. Urządzenie to było zamontowane na
samolocie Cessna T206H NAV III i kontrolowane
przez oprogramowanie AeroControl.
Do pracy z chmurą punktów, klasyfikacji i tworzenia numerycznych modeli terenu i pokrycia
terenu firma MGGP Aero wykorzystała oprogramowanie Riegl RiProccess, RiWorld oraz TerraScan
firmy TerraSolid.
ata processing
scanning and d
wa r z a
i przet
rowego
e
s
la
ia
n
a
MGGP Aero – Wykonawca skanow
.
nych
nia da
9
10
11
Stora
outhern Ring Road of Gdańsk (under construction).
tos and the S
fineria Lo
a
R
f
o
r
servoi
ge re
Digital Terrain Model and Surface Model (DTM and DSM)
Those products are outcomes of the classification of
the point cloud obtained with use of laser scanning.
Advanced algorithms perform filtration and classification of input data, attributing each measurement
point to one of the classes. The “terrain” class incorporates those measurements for which the laser spot
reached the ground. It is worth emphasising here that
the unique feature of each scanner consists in measuring all reflections from obstacles (recording the
so-called continuous wave) and the penetration of
laser beam through foliage covering. The next stage
of DTM creation is the interpolation of raster grid be-
tween the points determined earlier as terrain. Scanning rate reaching up to 8 pt/m2 in the Project permits creating a product with spatial resolution of 1x1
m, which is more accurate by a class than the best
airborne photogrammetry product and is absolutely
incomparable with the classical land survey measurement, e.g. every 500 metres.
Two scanning rate standards were assumed for the
Project – 4 and 8 pt/m2. The higher parameters describe a highly urbanised terrain, that is, the cities of
Elbląg and Gdańsk with their vicinities – in total 527
km2 out of 3087.5 km2 of the whole.
Zbiornik
b wo
dniowa o
retencyjny Rafinerii Lotos oraz połu
a (w
dańsk
dnica G
).
wi e
budo
Numeryczny Model Terenu i Pokrycia Terenu (NMT I NMPT)
Produkty te są wynikiem klasyfikacji chmury punktów otrzymanej za pomocą skanowania laserowego.
Zaawansowane algorytmy dokonują filtracji i klasyfikacji danych wejściowych, przypisując każdy punkt
pomiarowy do jednej z klas. Klasa „teren” zawiera
w sobie te pomiary, dla których plamka laserowa dotarła do gruntu. Warta podkreślenia jest tu unikalna cecha
użytego skanera polegająca na pomiarze wszystkich
odbić od przeszkód (rejestracja tzw. fali ciągłej) oraz
przechodzenie wiązki laserowej przez pokrywę liści.
Kolejnym etapem tworzenia NMT jest interpolacja siat-
ki rastrowej pomiędzy punktami określonymi wcześniej
jako teren. Gęstość skanowania sięgająca w Projekcie
do 8 pkt/m2 pozwala stworzyć produkt o rozdzielczości
przestrzennej wynoszącej 1x1 m, który jest o klasę bardziej dokładny od najlepszego produktu fotogrametrii
lotniczej i całkowicie nieporównywalny z klasycznym
pomiarem geodezyjnym np. co 500 metrów.
Dla Projektu przyjęto dwa standardy gęstości skanowania – 4 i 8 pkt/m2. Wyższe parametry opisują teren silnie
zurbanizowany, to znaczy miasta Elbląg i Gdańsk wraz
z okolicami – łącznie 527 km2 z 3087,5 km2 całości.
12
13
ar Tuga
stem ne
itch sy
d
e
g
a
Drain
river.
ugą.
eką T
nad rz
h
c
y
jn
lioracy
ałów me
System kan
Orthophotomaps
An orthophotomap is a map whose content is rendered with use of a photographic image. Usually these
are combined aerial photographs or satellite scenes, processed with use of differential methods and presented
with reference to the coordinate system of the adopted
cartographic projection. In other words, it is a cartometric set of processed photographs adapted to a uniform
scale and fit onto the control network points.
An orthophotomap, contrary to a single aerial photograph, is characterised by:
Ortofotomapy
• orthogonal projection – not central,
• uniform scale for the entire terrain surface – only
objects that protrude from the terrain surface,
e.g. houses, trees, do not have a scale.
For the purposes of the Project, 1137 photographs
with terrain pixel better than 25 cm were obtained with
use of the Intergraph DMC large-format aerial camera.
They were combined into a colour orthophotomap and
cut into sheets corresponding to the division in scale
1:10 000 of the PUWG 1992/19 configuration.
Ortofotomapa to mapa, której treść jest przedstawiona
obrazem fotograficznym. Zwykle są to połączone ze sobą
zdjęcia lotnicze lub sceny satelitarne, przetworzone metodami różniczkowymi i przedstawione w nawiązaniu do
układu współrzędnych przyjętego odwzorowania kartograficznego. Inaczej mówiąc, jest to kartometryczny zestaw przetworzonych zdjęć, dopasowanych do jednolitej
skali i wpasowanych na punkty osnowy geodezyjnej.
Ortofotomapa, w przeciwieństwie do pojedynczego
zdjęcia lotniczego, charakteryzuje się:
• rzutem ortogonalnym – a nie środkowym,
• jednolitą skalą dla całej powierzchni terenu – skali
nie mają jedynie obiekty wystające ponad powierzchnię terenu, np. domy, drzewa.
Na potrzeby Projektu przy pomocy wielkoformatowej kamery lotniczej Intergraph DMC pozyskano
1137 zdjęć z pikselem terenowym lepszym niż 25 cm.
Połączono je w barwną ortofotomapę i pocięto na arkusze odpowiadające podziałowi w skali 1:10 000 układu PUWG 1992/19.
14
15
ńskie by Mar
ławy Gda
u
Ż
n
i
village
nka –
Wiśli
twa Wisła river
Wiślinka – wieś na ob
szarze
h nad
dańskic
Żuław G
łą
ą Wis
Martw
Modelowanie strefy zalewu
Modelling the lagoon zone
The accurate data obtained from the laser scanning
(LIDAR) permit conducting the process of full hydrological modelling based on elevation data, qualitative information on the terrain roughness and the historical data.
After completing the modelling, maps of flood risk
zones, also called flooding zones, will be created as
part of FPMoS, which are necessary for making various administrative and engineering decisions related to
water management, in particular to flood protection.
Flood risk maps serve mainly for analysing the
flood risk and are a component closely related to
flood scenarios, which facilitate making decisions
on actions reducing the flood results when a flood
occurs.
Particular attention was drawn to the accuracy of
data necessary for preparing the flooding zones for the
areas of urban agglomerations, where it is necessary to
have very accurate data.
Precyzyjne dane otrzymane ze skaningu laserowego (LIDAR) pozwalają przeprowadzić proces pełnego modelowania hydrologicznego bazującego na
danych wysokościowych, informacjach jakościowych
o szorstkości terenu oraz danych historycznych.
Po zakończeniu modelowania w ramach SMoRP
powstaną mapy stref zagrożenia powodziowego, zwane
także strefami zalewów powodziowych, niezbędne przy
podejmowaniu wielu decyzji administracyjnych i technicznych związanych z gospodarką wodną, a w szczególności z ochroną przeciwpowodziową.
Mapy zagrożenia powodziowego służą głównie do
analiz zagrożenia powodziowego oraz są elementem
ściśle związanym ze scenariuszami powodziowymi,
które ułatwiają podejmowanie decyzji o działaniach
ograniczających skutki powodzi w czasie jej wystąpienia.
Szczególną uwagę zwrócono na dokładność
danych niezbędnych do opracowywania stref zalewowych dla obszarów aglomeracji miejskich,
gdzie konieczne jest posiadanie bardzo dokładnych
danych.
16
17
o
sk, M
Gdań
tława
bypass
ływ
k, Op
Gdańs
Data information capacity
Accurate elevation data carry a large amount of
information, since there are at least four accurate
measurements per one square metre. Such a large information capacity enables e.g. preparing terrain profiles, which are very important in hydrology, in any
place within the planning boundaries. The measurement accuracy is not worse than 1 metre in flat coordinates, while reaching 30 cm in terms of elevation.
This permits becoming virtually free from the necessity to conduct field inspections and measurements.
wy
Motła
Pojemność informacyjna danych
Data for profiles may be also used of designing future
hydro-engineering and infrastructural structures.
It is also possible to make inventories and measurements of the existing hydro-engineering built
features, together with a partial assessment of their
condition, in the digital elevation maps and orthophotomaps. For example, it is possible to determine the overgrowing rate of drainage ditches for
large areas with a great accuracy.
Precyzyjne dane wysokościowe niosą ze sobą
ogromną ilość informacji. Na każdy metr kwadratowy
powierzchni przypadają bowiem przynajmniej cztery
dokładne pomiary. Tak duża pojemność informacyjna umożliwia chociażby ważne w hydrologii wykonywanie profili terenowych w dowolnym miejscu
w granicach opracowania. Dokładność pomiaru jest
nie gorsza niż 1 metr we współrzędnych płaskich, zaś
wysokościowo sięga 30 cm. Pozwala to praktycznie
uwolnić się od konieczności wizyt i pomiarów tere-
nowych. Dane dla profili mogą być również wykorzystywane do projektowania przyszłych obiektów
hydrotechnicznych i infrastrukturalnych.
Na cyfrowych mapach wysokościowych i ortofotomapach jest również możliwa inwentaryzacja i pomiary istniejących budowli hydrotechnicznych wraz
z częściową oceną ich stanu. Można przykładowo, ze
znaczną precyzją, określić stopień zarastania kanałów
melioracyjnych dla dużych powierzchni.
Zadanie w liczbach
Ujście rzeki Szkarpawy do Zalewu Wiślanego
– Numeryczny Model Terenu
W dniu 11 grudnia 2009 r. w Gdańsku, na podstawie Umowy zawartej pomiędzy beneficjentami Etapu I, jednostką zarządzającą „Programem Żuławskim
– 2030” został Regionalny Zarząd Gospodarki Wodnej w Gdańsku.
W dniu 26 października 2010 r. w Gdańsku została podpisana Umowa pomiędzy Regionalnym Zarządem Gospodarki Wodnej w Gdańsku a konsorcjum firm
reprezentowanym przez MGGP Aero Sp. z o.o. z Tarnowa na wykonanie lotniczego skaningu laserowego wraz z wykonaniem lotniczej ortofotomapy.
Nad terenem opracowania przeprowadzono 17 nalotów fotogrametrycznych,
trwających łącznie 119 godzin i 45 minut.
Pozyskano chmury punktów o łącznej objętości 31 mld pomiarów (z czego jako
teren sklasyfikowanych zostało 19 mld punktów) zajmujące 1,68 TB przestrzeni
dyskowej.
Dla powierzchni 3087,5 km2 została opracowana barwna ortofotomapa o
rozdzielczości 25 cm zajmująca 8,92 GB przestrzeni dyskowej przy kompresji 25krotnej.
Dla powierzchni 3087,5 km2 zostały opracowane Numeryczne Modele
Terenu i Pokrycia Terenu o rozdzielczości 1 m zajmujące 18,50 GB przestrzeni
dyskowej.
Dla powierzchni 3087,5 km2 wykreślono 2785 km linii budowli hydrotechnicznych, takich jak obwałowania.
Nad Projektem przez siedem miesięcy pracował zespół pracowników:
42 osoby czterech narodowości w dwóch krajach UE.
18
The Objective in figures
On 11 December 2009, the Regional Board of Water Management in Gdańsk became the managing entity of “Program Żuławski
– 2030” pursuant to the Contract concluded between the beneficiaries of Stage I in Gdańsk.
On 26 October 2010, the Contract for the performance of the
airborne laser scanning together with the preparation of the aerial
Orthophotomap was concluded in Gdańsk between the Regional Board of Water Management in Gdańsk and the consortium
represented by Tarnów-based MGGP Aero Sp. z o.o.
17 photogrammetry missions were conducted over the planning area, which lasted in total 119 hours and 45 minutes.
Point clouds of total volume of 31 bn measurements (of
which only 19 bn points were classified as terrain) occupying
1.68 TB of drive storage space were obtained.
A colour Orthophotomap of resolution of 25 cm, occupying 8.92 GB of drive storage space at 25-time compression,
was created for the area of 3087.5 km2.
Digital Terrain Models and Surface Models of resolution of
1 m, occupying 18.50 GB of drive storage space, were developed for the area of 3087.5 km2.
2785 km of hydro-engineering built features, such as embankments, were drawn for the area of 3087.5 km2.
The Project was conducted for seven months by a team
composed of 42 persons of four nationalities in two EU member states.
Szkarpawa river mouth into Vistula Lagoon
– Digital Terrain Model