Index of /rozprawy2/10747

Pełen tekst

(1)Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska. Rozprawa doktorska. ZASTOSOWANIE GIS W PLANOWANIU PRAC URZĄDZENIOWO-ROLNYCH NA OBSZARZE WOJEWÓDZTWA MAŁOPOLSKIEGO. mgr inż. Beata Szafrańska. Promotor: Prof. dr hab. inż. Urszula Litwin. Kraków 2014.

(2) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. „Cele… powinny być jak horyzonty, tak aby osiągając jedne, zawsze widzieć nowe”. Agnieszka Lisak. Za opiekę, dobrą radę i wszelką pomoc w trakcie przygotowywania niniejszej rozprawy kieruję wyrazy podziękowania pod adresem mojej promotor, Pani Prof. dr hab. inż. Urszuli Litwin. Dziękuję też rodzinie – za wsparcie i wyrozumiałość.. 2.

(3) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. Praca powstała przy współudziale środków pochodzących z projektu „Doctus – Małopolski fundusz stypendialny dla doktorantów” współfinansowanego ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.. I acknowledge that during the work on my thesis I have been a scholarship fellow of the "Doctus – Małopolski fundusz stypendialny dla doktorantów” project cofunded by EU funds within European Social Fund. 3.

(4) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. SPIS TREŚCI 1. Wstęp………………………..……………………………………………………………………...5 2. Uzasadnienie podjęcia tematu……………………………………………………….……………7 2.1. Cel i zakres pracy…………………………………………………………………………….....7 2.2. Teza pracy………………………………………………………………………………………9 2.3. Określenie problemu badawczego…………………………………………………………….10 3.. Zastosowanie GIS………………………………………………………...……………………...22. 4.. Dane przestrzenne………..……………………………………………………………………...24 4.1. Dane przestrzenne ich aktualność i wiarygodność…………………………………………..24 4.2. Źródła danych………………………………………………………………………………..27 4.3. Założenia systemowe………………………………………………………………………..33. 5.. Metodyka badań………………..……………………………………………………………......35 5.1. Analizy danych przestrzennych……………………………………………………………...35 5.2. Eksploracja danych i odkrywanie wiedzy w bazach danych………………………………..37 5.3. Statystyczne metody badań struktur przestrzennych………………………………………...39 5.4. Analizy taksonomiczne jako narzędzie regionalizacji………………………………………44 5.4.1. Metody grupowania…………………………………………………………………..47 5.4.2. Metody porządkowania obiektów………………...…………………………………..49 5.5. Ocena efektywności metod taksonomicznych………..……………………………………..51. 6.. Prace urządzeniowo-rolne……..………………………………………………………………..53 6.1. Definicja prac urządzeniowo-rolnych……..………………………………………………...53 6.2. Merytoryczny zakres cech diagnostycznych………………………………………………...55. 7.. Charakterystyka obszaru badań………………………………………………….……………65 7.1. Opis przedmiotu badań…………………………………………………………………..….65 7.2. Analiza danych wykorzystanych w badaniach………………………………………..…….67. 8.. Badania………..…………………………………………………………………………………84 8.1. Wyniki statystycznej analizy danych………………………………………………………..84 8.2. Zastosowanie metod taksonomicznych w analizie czynników głównych…………………..97 8.3. Wyniki metody wzorcowej…………………………………………..…………………….109 8.4. Wyniki metody bezwzorcowej……………………………………………………………..122. 9.. Podsumowanie i wnioski………...…………………………………….……………………….128 Literatura……………………………………………………………………………………….131 Spis rysunków……………..…...……………………………………………………………….139 Spis tabel……………………...…...……………………………………………………………141 Tabele…………………...………………………………………………………………………142. 4.

(5) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. 1. Wstęp GIS, czyli systemy informacji geograficznej, których alternatywną nazwą są systemy informacji przestrzennej (SIP), umożliwiają tworzenie, przechowywanie, prezentację oraz analizę danych odniesionych przestrzennie i tworzenie tzw. przestrzennych baz danych. Upowszechnianie technik komputerowych, szeroki zakres narzędzi GIS oraz łatwy dostęp do cyfrowych danych mapowych sprawia, że administracja publiczna coraz skuteczniej wykorzystuje możliwości GIS. Systemy informacji przestrzennej są środkiem do podejmowania decyzji o charakterze prawnym, administracyjnym i gospodarczym oraz pomocą w planowaniu i rozwoju. Składają się z bazy danych o terenie, utworzonej dla określonego obszaru oraz metod i technik systematycznego zbierania, aktualizowania i udostępniania danych. Podstawą SIP jest jednolity sposób identyfikacji przestrzennej danych, służący również do ich łączenia z danymi innych systemów [Gaździcki 1990, Maguire 1991]. W pracy przedstawiono zastosowania narzędzi GIS do rozwiązania problemu badawczego, jakim jest wskazanie gmin z obszaru województwa małopolskiego predestynowanych do wykonania prac urządzeniowo-rolnych w kolejności ich priorytetowej realizacji. Podstawową funkcją systemów informacyjnych jest wspomaganie procesu decyzyjnego, którego dotyczy tematyka podjętej pracy. Literatura przedmiotu posługuje się dwoma pojęciami: prace urządzeniowo-rolne i prace geodezyjnourządzeniowe. Przez prace urządzeniowo-rolne należy rozumieć działania polegające na wykorzystaniu metod geodezyjnych w projektowaniu i realizacji zabiegów urządzeniowych w terenie na potrzeby rolnictwa. Prace te obejmują przedsięwzięcia o charakterze glebowo-przyrodniczym, technicznoorganizacyjnym, ekonomicznym i prawno-administracyjnym realizowane w celu racjonalnego ukształtowania rolniczej przestrzeni produkcyjnej. Geodezyjne urządzanie terenów wiejskich obejmuje więc wszelkiego rodzaju działania i zabiegi techniczno-organizacyjne, które z uwzględnieniem lokalnych uwarunkowań przyrodniczych, ekonomicznych, prawnych i społecznych wpływają na organizację rolniczej przestrzeni produkcyjnej, czyli części terenów rolnych bezpośrednio związanych z produkcją rolniczą. Rolnicza przestrzeń produkcyjna pojmowana jest obecnie jako fragment krajobrazu naturalnego, włączając w to komponenty biologiczne i techniczne pochodzenia antropogenicznego, w których przypadku podstawową funkcją jest gospodarka rolna [Cymerman i Hopfer 1979, Mazurski 1986]. Zastosowanie technologii GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych opiera się na utworzeniu i odpowiednim przygotowaniu aktualnych danych geoinformacyjnych, pozwala również na integrację danych odniesionych do różnych jednostek przestrzennych i mających różne źródło. Merytoryczny i tematyczny zakres danych geodezyjno-kartograficznych niezbędny do wskazania w województwie małopolskim prac urządzeniowo-rolnych stanowi zasób systemu informacji przestrzennych. Pozyskanie wiarygodnych i aktualnych danych, właściwa diagnoza stanu 5.

(6) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. istniejącego, wykonanie odpowiednich analiz przestrzennych, przy zastosowaniu odpowiednich rozwiązań technologicznych i metod statystycznych, tworzy podstawę prezentowanych w pracy badań. Autorka podjęła się opracowania dla całego obszaru województwa małopolskiego modelowego rozwiązania, mającego na celu utworzenie zintegrowanego, otwartego system zarządzania przestrzenią, opartego na danych kartograficznych i opisowych, zawierających informacje odnośnie do m.in.: struktury agrarnej i struktury władania, jakości i przydatności rolniczej gleb, stopnia ich degradacji wskutek erozji wodnej oraz aktualnego sposobu użytkowania gruntów i monitorowania zmian zachodzących na obszarze województwa. Złożoność czynników mających wpływ na rozwój rolnictwa oraz ich wzajemne relacje zależne od struktury przestrzennej, a także ich zmienność w czasie decydują o specyfice warunków gospodarowania. Prowadzi to do opracowania nowych rozwiązań ułatwiających szybkie i racjonalne podejmowanie decyzji na poziomie regionalnym. Najpopularniejszą metodą wspomagającą podejmowanie decyzji jest analiza wielokryterialna. Została ona zdefiniowana przez Malczewskiego [1999] jako narzędzie decyzyjne i matematyczne służące do rozwiązywania złożonych problemów. Metoda owa pozwala na agregowanie wielu kryteriów, na podstawie których jest rozwiązywany problem przez ekspertów wykorzystujących swoją wiedzę. Według Litwin i in. [2009] wartościowanie krajobrazu uwarunkowane jest tym, czy dysponuje się zasobem informacji, który pozwala na dokonanie regionalizacji analizowanego obszaru. Punkt wyjścia stanowiłoby więc dokonanie oceny i waloryzacji krajobrazu oraz regionalizacji, której wynikiem będzie wyznaczenie obszarów jednorodnych pod względem wartości krajobrazu. Stosując metody eksploracji danych, których zadaniem jest wyznaczenie obszarów homogenicznych pod względem przyjętego do badań zestawu cech diagnostycznych, wykonano wielokryterialną analizę, mającą na celu utworzenie rankingu terenów problemowych ze względu na zdefiniowane kryteria. Wyniki analizy służą za podstawę do realizacji zadania, jakim jest poprawne i celowe wskazanie obszarów predestynowanych do. przeprowadzenia zabiegów urządzeniowo-. rolnych. Z uwagi na znaczne potrzeby województwa małopolskiego w zakresie zmian strukturalnych, wysokie koszty przeprowadzenia prac urządzeniowo-rolnych oraz bardzo ograniczone możliwości finansowe, należy z dużą dokładnością i pełną odpowiedzialnością wskazać obszary priorytetowe tych prac.. 6.

(7) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. 2. Uzasadnienie podjęcia tematu 2.1. Cel i zakres pracy Celem ogólnym pracy jest: Dobór, implementacja i analiza danych pochodzących z różnych poziomów zarządzania przestrzenią w celu wyznaczenia priorytetowych obszarów do wykonania prac urządzenioworolnych.. Naukowym celem pracy jest wyznaczenie gmin predestynowanych do wykonania prac urządzeniowo-rolnych dla obszaru województwa małopolskiego przy zastosowaniu narzędzi GIS i analiz grupowania. Cele szczegółowe, jakie postawiła sobie autorka pracy, można sformułować następująco.. Cele pośrednie:  Analiza istniejącego stanu dotychczas wykonanych opracowań w zakresie projektowania prac urządzeniowo-rolnych.  Dobór odpowiednich cech diagnostycznych.  Utworzenie brakujących map, stanowiących źródło danych przestrzennych.  Analizy przestrzenne danych jakościowych.  Statystyczna analiza danych i zastosowanie odpowiednich metod taksonomicznych do określenia obszarów homogenicznych w województwie małopolskim.  Wizualizacja wyników badań i omówienie wniosków z przeprowadzonych badań. Sformułowane tutaj cele dotyczące analiz obszarów wiejskich województwa małopolskiego pod względem określonych cech diagnostycznych do wykonania prac urządzeniowo-rolnych można sprowadzić do dwóch zadań klasyfikacyjnych: 1) grupowanie gmin, 2) liniowe porządkowanie gmin. Do osiągnięcia zamierzonego celu głównego, wykorzystano nowoczesne techniki i metody numeryczne umożliwiające pozyskanie aktualnych danych oraz wykonanie wielowariantowych analiz wraz z ich prezentacją graficzną. Niezbędne dane do analiz zostały zgromadzone, zintegrowane i zharmonizowane z różnych formatów, typów i poziomów zarządzania przestrzenią. W stworzonej przez autorkę bazie danych systemu znalazły się między innymi informacje o podziale 7.

(8) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. administracyjnym województwa, użytkowaniu ziemi, jakości gleb, waloryzacji rolniczej przestrzeni produkcyjnej oraz wybrane dane opisowe pochodzące z ewidencji gruntów i budynków. System GIS umożliwił pozyskanie i zgromadzenie niezbędnych danych zawierających części opisowe i graficzne oraz ich wizualizację, natomiast zastosowane metody taksonomii numerycznej pozwoliły na wykonanie różnorodnych analiz, które doprowadziły autorkę do osiągnięcia celów metodycznych założonych w pracy. Wyniki badań stanowią podstawę systemu wspomagającego podejmowanie decyzji na szczeblu regionalnym i lokalnym. Badaniami objęto najmniejsze jednostki administracyjne - 167 gmin położonych na terenie województwa małopolskiego. Są to gminy wiejskie oraz obszary wiejskie gmin miejsko-wiejskich. Potrzeba wskazania obszarów priorytetowych na terenie województwa małopolskiego wynika z poziomu realizowanego zadania jakim jest „programowanie i koordynacja prac urządzenioworolnych”, przypisane marszałkowi województwa zgodnie z art. 7 c, pkt 4 ustawy z dnia 17 maja 1989 r. – Prawo geodezyjne i kartograficzne [Ustawa… 1989]. Do obszarów niesklasyfikowanych należą gminy miejskie, ze względu na charakter i funkcję tych obszarów. Dane przestrzenne i opisowe, na podstawie których powinny zostać wytypowane obszary kwalifikujące się jako pierwsze do przeprowadzenia prac urządzeniowo-rolnych, znajdują się zarówno w wojewódzkim, jak i w powiatowym zasobie geodezyjnym i kartograficznym. Pozyskanie danych z różnych poziomów uogólnienia, dobór odpowiedniej dokładności, z jaką były tworzone dane, oraz ich. przetworzenie. stanowiły. podstawę. do. wyznaczenia. o wytypowaniu obszarów problemowych.. 8. 17. cech,. które. zdecydowały.

(9) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. 2.2. Teza pracy Realizacja nakreślonego wyżej celu pracy pociąga za sobą konieczność postawienia następującej hipotezy badawczej: Zasadne jest wyznaczenie priorytetowych obszarów do wykonania prac urządzeniowo-rolnych poprzez przetworzenie wybranych danych przestrzennych, które ze względu na swoją różnorodność i rodzaj wymagają analiz w systemach GIS oraz geowizualizacji w postaci mapy. Mapa jako baza danych opisująca rozmieszczenie i wzajemne relacje wybranych elementów rzeczywistości geograficznej jest materiałem źródłowym do określenia wartości przyjętych do analizy cech diagnostycznych, a także formą wizualizacji, która w sposób ilościowy i jakościowy przedstawia strukturę przestrzenną badanych cech. Zarządzanie jest procesem ciągłego podejmowania decyzji i tworzenia warunków realizacji decyzji. Jest to działanie świadome, polegające na nielosowym i nieprzypadkowym wyborze alternatywy możliwej do realizacji. Podstawową barierę przy podejmowaniu decyzji w zakresie zarządzania przestrzenią na szczeblu regionalnym i lokalnym stanowi brak właściwych i wiarygodnych danych, a także problem ich pozyskania i integracji, np. z powodu różnorodności skal map czy problemów z dostepem do danych zarządzanych i tworzonych na różnych poziomach administracyjnych. Za przykład może posłużyć mapa topograficzna i mapa ewidencji gruntów. Według Gaździckiego [2002] zaspokojenie potrzeb w zakresie informacji - gromadzenie, przetwarzanie i rozpowszechnianie danych - umożliwiają systemy informacyjne. W sytuacji, gdy dane mają jakikolwiek związek z przestrzenią, właściwym narzędziem jest system informacji przestrzennej rozumiany jako system przetwarzania, gromadzenia, weryfikowania, integrowania, analizowania, transferowania i udostępniania danych przestrzennych. W pracy podjęto się próby zastosowania GIS w analizach przestrzennych umożliwiających tworzenie i przetwarzanie istniejących danych źródłowych, a także w integracji danych i prezentacji wyników analiz. Zamiarem jest budowa, przy wykorzystaniu nowoczesnych technik komputerowych, zintegrowanych zbiorów danych dostosowanych do aktualnych potrzeb i służących wspomaganiu procesów decyzyjnych.. 9.

(10) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. 2.3. Określenie problemu badawczego Zagadnienia badawcze oraz przedsięwzięcia inwestycyjne związane z geodezyjnym urządzaniem terenów rolnych obejmują bardzo szeroki wachlarz problemów odnoszących się do rozwoju przestrzennego i społeczno-gospodarczego obszarów wiejskich respektującego wymóg zachowania ich walorów przyrodniczych [Dzikowska i in. 2007]. Sobolewska-Mikulska [2011] definiuje rozwój obszarów wiejskich jako równoczesny, kompleksowy rozwój społecznogospodarczy, uwzględniający obok problematyki rolnej również kwestie leśne i rekreacyjne oraz wszystkie możliwe i społecznie uzasadnione sposoby użytkowania ziemi, z uwzględnieniem zasad ochrony środowiska i kształtowania krajobrazu. Rozwój obszarów wiejskich zakłada dbałość i kultywowanie wartości łączących się z pełnieniem przez obszary wiejskie funkcji związanych z odrębnością kulturową, folklorystyczną i krajobrazowo-środowiskową. Hopfer i Urban [1997] systematyzują poglądy na temat istoty urządzeń rolnych, dzieląc owe poglądy na dwie różne grupy: 1. Pierwsza grupa dotyczy geodezyjnego urządzania terenów rolnych. Jest częścią geodezji obejmującą zakres: ujęcia struktur terenowych, przeprowadzania klasyfikacji gruntów i jej geodezyjnego przedstawiania, projektowania, ujęcia na mapie i wytyczenia nowych struktur terenowych. 2. Druga grupa uwzględnia w szerszym zakresie planowanie i projektowanie zmian w strukturach terenowych. W planach takich powinny znaleźć swój wyraz różne aspekty społeczne, gospodarcze oraz ekologiczne; należy zapewnić możliwość wyboru najlepszego wariantu. Wyboru dokonuje społeczność lokalna, która żyje i pracuje w przestrzeni dla niej urządzanej. Ogólnie można powiedzieć, że celem powyższych zabiegów jest tworzenie optymalnych warunków prowadzenia działalności produkcyjnej w rolnictwie i leśnictwie, które uzyskuje się między innymi w wyniku poprawy: . jakości użytków gruntowych, poprzez dostosowanie (w wyniku transformacji użytków) sposobu ich wykorzystania do istniejących warunków glebowo-rolniczych,. . układu i jakości sieci dróg transportu rolnego oraz warunków dostępności do działek,. . istniejącego układu granic działek, poprzez dostosowanie go do nowego układu komunikacyjnego, systemu urządzeń melioracji wodnych, rzeźby terenu itp.. . rozłogu działek gruntowych, a więc ich przestrzennego rozmieszczenia w ramach gospodarstw rolnych,. . struktury obszarowej gospodarstw rolnych i występujących w ich ramach działek.. 10.

(11) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. Są to głównie zabiegi, w wyniku których następuje zmiana: 1. Sposobu użytkowania gruntu:  czasowe wyłączenie obszarów z produkcji rolniczej, co najczęściej dotyczy gleb o średniej jakości;  całkowite wyłączenie z produkcji rolniczej gleb o niskiej jakości poprzez zalesienia i zakrzaczenia;  regulację stosunków wodnych w glebie (poprzez melioracje odwadniające i nawadniające) lub inne niż rolnicze wykorzystanie użytków rolnych o słabej przydatności rolniczej gleb. 2. Sposobu gospodarczego wykorzystania przestrzeni rolniczej:  korekta (lub zaprojektowanie nowego) układu sieci dróg, w tym dróg dojazdowych do pól;  nowy podział przestrzeni rolniczej (scalenie i wymiana gruntów) na działki gruntowe w. przypadku. dużego. ich. rozdrobnienia,. przestrzennego. rozrzucenia. (rozłogu),. nadmiernego wydłużenia itp. lub w razie zaburzenia dotychczas istniejącego ładu przestrzeni rolniczej w wyniku takich działań inwestycyjnych jak budowa autostrady, nowy układ dróg, melioracja rowami otwartymi itp., rozcinających istniejące działki gruntowe na części lub ograniczających, a niekiedy nawet uniemożliwiających dostęp do części działek odciętych w wyniku realizacji tych inwestycji. 3. Sposobu organizacji produkcji, między innymi poprzez zmianę wielkości gospodarstw, projektowanie masywów oraz pól płodozmianowych itp. Wymienione wyżej prace urządzeniowo-rolne mogą być realizowane jako oddzielne, cząstkowe zabiegi poprawiające jedynie wybrane elementy struktury przestrzennej, ale mogą być również prowadzone w sposób kompleksowy, tak by rozwiązać całościowo problemy zmian strukturalnych, doprowadzając do optymalnego wykorzystania przestrzeni rolniczej (Wstępna ocena zapotrzebowania na prace urządzeniowo-rolne dla potrzeb rolnictwa w województwie małopolskim na lata 2003–2006 [UMWM 2002b]). Takie kompleksowe ujęcie zmian strukturalnych uwzględnione zostało w procedurze scalania gruntów w trybie ustawy z dnia 26 marca 1982 r. o scalaniu i wymianie gruntów [Ustawa… 1982], która uwzględnia cały szereg zabiegów strukturalnych, takich jak: . poprawa struktury obszarowej gospodarstw rolnych,. . zmniejszenie liczby działek w poszczególnych gospodarstwach rolnych,. . redukcja liczby działek o kształtach niedogodnych do uprawy mechanicznej,. . wydzielenie gruntów ekwiwalentnych dla rolników w niewielkiej odległości od siedziby gospodarstwa rolnego,. . wytyczenie i urządzenie funkcjonalnej sieci dróg dojazdowych do gruntów rolnych i leśnych dostosowanej do współcześnie stosowanych maszyn rolniczych,. . zapewnienie każdej poscaleniowej działce dostępu do drogi o charakterze drogi publicznej, 11.

(12) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. . dostosowanie granic działek do systemu urządzeń melioracji wodnych oraz rzeźby terenu,. . wydzielenie niezbędnych gruntów na cele infrastruktury technicznej i społecznej w ramach postępowania scaleniowego, bez procedury wywłaszczeniowej,. . tworzenie warunków przestrzennych dla procesu zwiększenia lesistości kraju,. . likwidacja zaniedbanych wspólnot gruntowych,. . opracowanie dla scalanych obszarów dokumentacji katastralnej o aktualnie wymaganych parametrach technicznych przy racjonalnie uzasadnionych nakładach finansowych,. . aktualizacja gleboznawczej klasyfikacji gruntów,. . stworzenie warunków do synchronizowania w sposób systemowy dokumentacji katastralnej z księgami wieczystymi. Narzędziem. porządkującym. przestrzeń. są. niewątpliwie. prace. urządzeniowo-rolne,. a w szczególności scalanie i wymiana gruntów. Jedynie systematyczna i długookresowa polityka samorządu województwa w zakresie urządzania obszarów wiejskich, prace scaleniowo-wymienne prowadzone kompleksowo, połączone nierozłącznie z zagospodarowaniem poscaleniowym, służą wielofunkcyjnemu rozwojowi obszarów wiejskich. Oprócz tworzenia korzystniejszych warunków gospodarowania w rolnictwie, dają szansę mieszkańcom na poprawę jakości życia na wsi, umożliwiają rozwój lokalny dostosowany do aktualnych potrzeb oraz oczekiwań mieszkańców i użytkowników tej przestrzeni, uwzględniając przy tym wymóg ochrony zasobów środowiska naturalnego i kulturowego. Małopolska wieś potrzebuje wielofunkcyjnego zrównoważonego rozwoju. Oznacza to, iż w sposób harmonijny rozwijać się winny funkcje: gospodarcza, społeczna i środowiskowa województwa. Według Surowiec [1985] na obecnym etapie rozwoju prac urządzeniowo-rolnych, zwanych kompleksowym urządzaniem obszarów wiejskich, sporządzanie bilansu rodzaju i zakresu niezbędnych prac stanowi istotny element, który określa z jednej strony rozmiar owych prac, wysokość kosztów oraz stopień wymaganego zaangażowania sił i środków, z drugiej zaś strony wskazuje na dysproporcje w stopniu urządzania poszczególnych obszarów (gmin, obrębów) oraz na korekty konieczne do wprowadzenia w planach społeczno-gospodarczego rozwoju tych obszarów. Istotnym elementem przy ustalaniu potrzeb prac urządzeniowo-rolnych i ich realizacji jest zachowanie odpowiedniego toku postępowania jednostek planistycznych, administracyjnych i wykonawczych. Realizacja zabiegów urządzeniowo-rolnych dokonuje się zgodnie z dokładnie zaplanowanym harmonogramem przedsięwzięć. Uporządkowanie kolejności realizacji oraz finansowania tych przedsięwzięć wymaga planowania na trzech poziomach szczegółowości [Więckowicz i in. 2003]. Proces. planowania. i. wykonania. prac. urządzeniowo-rolnych. jest. skomplikowany,. a w jego realizacje zaangażowane są samorządy terytorialne (rys. 2.1). Podstawowy i decydujący głos ma samorząd województwa, który rozpoczyna proces od tworzenia, gromadzenia i przetwarzania danych geodezyjno-kartograficznych służących do analiz w celu podjęcia właściwej decyzji 12.

(13) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. o wyborze gmin branych pod uwagę w pierwszej kolejności. Marszałek województwa klasyfikuje obszary charakteryzujące się różnym stopniem jakości warunków środowiskowych oraz sporządza dla wybranej gminy „Program prac urządzeniowo-rolnych”, na podstawie którego z kolei są wybierane obiekty (obręby lub ich części) do wykonania prac scaleniowo-wymiennych. Kolejnymi opracowaniami są „Studium skutków scalania gruntów” oraz „Założenia do projektu scalenia gruntów wraz z oceną oddziaływania na środowisko”, które obejmują swoją analizą szczegółowe kryteria oceny efektywności wykonania scaleń na wskazanym obszarze, czyli stanowią uszczegółowienie zapisów zawartych w „Programie prac urządzeniowo-rolnych”. Wybór gmin traktowanych priorytetowo, gdy chodzi o przeprowadzenie prac urządzeniowo-rolnych, jest pierwszym i podstawowym krokiem do wyboru obszarów koniecznych do wykonania scaleń. Obowiązek planowania i wyboru obszarów problemowych spoczywa na samorządzie województwa. współpracującym. z. samorządem. gminnym. (wójt).. Rola. wójta. w ustawie o scalaniu i wymianie gruntów nie została określona. Wójt gminy jest jednak niezastąpionym ciałem doradczym – ze względu na najlepszą znajomość obszaru, którego dotyczy proces, oraz problematyki zawartej w miejscowym planie zagospodarowania przestrzennego uchwalanego przez radę gminy. Programy prac urządzeniowo-rolnych [Woch i Nowocień 2003] uzupełniają treść planów zagospodarowania przestrzennego o następujące istotne zagadnienia: . scalenie gruntów,. . korekta sieci dróg publicznych i wewnętrznych – rolniczych,. . transformacja (zmiana) sposobu użytkowania gruntów, głównie gruntów ornych na użytki leśne i zielone,. . lokalizacja terenów budowlanych w ramach rozluźnienia systemu zabudowy oraz obszarów rekreacyjnych i innych,. . zwiększenie zakresu zadań z dziedziny ochrony przyrody,. . rekonstrukcja terenów zajętych pod wodę.. Według Wierzchowskiego [1995] niewyartykułowany w ustawie o zagospodarowaniu przestrzennym program (plan) urządzeniowo-rolny winien być uszczegółowieniem ustaleń dotyczących gruntów przeznaczonych w studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego na cele gospodarki rolnej, tym samym stać się jednym z elementów systemu planowania.. 13.

(14) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. Czynniki uwzględniane w analizach: I. Ocena uwarunkowań własnościowych II. Analiza struktury agrarnej III. Ocena uwarunkowań glebowych IV. Ocena zmian sposobu użytkowania gruntów. ANALIZA (EKSPLORACJA DANYCH). WYBÓR GMIN TRAKTOWANYCH PRIORYTETOWO PRZY WYKONANIU PRAC URZĄDZENIOWO-ROLNYCH. WOJEWÓDZTWO (marszałek). Realizacja „Programu prac urządzeniowo-rolnych” wybór obiektów do wykonania prac scaleniowowymiennych na podstawie „Programu prac urządzeniowo-rolnych”. Wykonanie opracowań szczegółowych dla obiektu wytypowanego do scaleń gruntów: •„Studium skutków scalania lub wymiany gruntów” •„Założenia do projektu scalania gruntów wraz z oceną oddziaływania na środowisko”. Zadania, jakie wykonuje: •Złożenie wniosku o pomoc unijną dla obszaru wytypowanego do prac scaleniowo -wymiennych •Przeprowadzenie procedury administracyjnej •Rozliczenie przyznanej pomocy. POWIAT (starosta). Zadania jakie wykonuje: •Konsultacje z lokalna społecznością •Organ doradczy dla marszałka i starosty. GMINA (wójt, burmistrz, prezydent miasta). Rys 2.1. Harmonogram szczegółowości. przedsięwzięć. prac. urządzeniowo-rolnych. na. trzech. poziomach. Sobolewska-Mikulska [2012] uważa natomiast, że odpowiedzialność merytoryczna związana z typowaniem terenów wiejskich przewidzianych do opracowania Projektu Planu Rozwoju Obszarów 14.

(15) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. Wiejskich powinna być przedmiotem uzgodnień z wójtami, starostami oraz marszałkami województw w zakresie koordynacji z istniejącymi lub przewidzianymi do opracowania czy aktualizacji „Studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego gminy”. Rolę starosty w procesie realizacji prac urządzeniowo-rolnych ograniczył ustawodawca [Ustawa... 1982] do przeprowadzenia procedury administracyjnej oraz do występowania jako beneficjent środków do złożenia wniosku o przyznanie pomocy i rozliczenia projektu. Niewątpliwie reforma administracji publicznej nałożyła na województwa odpowiedzialność za ich rozwój społeczny i gospodarczy. Planowanie i kreowanie intraregionalnej polityki rozwoju zostało zapisane w następujących kompatybilnych dokumentach: . Strategia rozwoju województwa i wynikających z niej programów wojewódzkich.. . Plan zagospodarowania przestrzennego województwa.. Dokumenty te powinny mieć związek z: . Narodową Strategią Rozwoju Regionalnego (NSRR), strategiami sektorowymi oraz Narodowym Planem Rozwoju (NPR) i Długofalową Strategią Rozwoju Regionalnego Kraju (DSRRK),. . Koncepcją Przestrzennego Zagospodarowania Kraju (KPPZK), czyli z dokumentami kreującymi politykę interregionalną, zgodnie z ustawą o zasadach wspierania rozwoju regionalnego [Hopfer i in. 2001]. Cel. generalny. zagospodarowania. przestrzennego. województwa. małopolskiego. to:. „Harmonijne gospodarowanie przestrzenią, jako podstawa dynamicznego i zrównoważonego rozwoju województwa”. Do zadań samorządu województwa należy kształtowanie i prowadzenie regionalnej polityki przestrzennej. Podstawowy instrument tej polityki stanowi Plan Zagospodarowania Przestrzennego Województwa Małopolskiego (PZWM) przyjęty przez Sejmik Województwa Małopolskiego w 2003 r. Głównym zadaniem PZWM jest określenie celów oraz zasad i kierunków gospodarowania przestrzenią województwa, które stanowią rozwinięcie długofalowej polityki regionalnej, określonej w Strategii Rozwoju Województwa Małopolskiego. Za ważne zadanie uznać należy również stworzenie optymalnych warunków przestrzennych do realizacji przyjętych w SRWM priorytetów inwestycyjnych, a także programów krajowych i wojewódzkich [Strategia… 2011]. Według Brożka [2005] w kompetencji samorządów wojewódzkich (marszałek województwa) leży polityka regionalna oraz strategiczne aspekty rozwoju obszarów wiejskich i rolnictwa. Ustawa o samorządzie województwa, art. 14 ust. 1, pkt 6 [Ustawa… 1998], mówi, że samorząd województwa wykonuje zadanie o charakterze wojewódzkim, w szczególności m.in. w zakresie modernizacji terenów wiejskich. Polega ona na zabiegach, które pozwolą na unowocześnianie obszarów wiejskich. Zabiegi te mają charakter: glebowo-przyrodniczy, technicznoorganizacyjny, ekonomiczny oraz prawno-administracyjny i wykonywane są w celu racjonalnego. 15.

(16) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. kształtowania rolniczej przestrzeni produkcyjnej, pozwalającej na efektywne zarządzanie produkcją żywności i prowadzenie jej zgodnie z dyrektywami Unii Europejskie. Zgodnie z art. 7 c, pkt 4 ustawy Prawo geodezyjne i kartograficzne [Ustawa… 1989] do zadań marszałka województwa należy w szczególności: analiza zmian w strukturze agrarnej oraz programowanie i koordynacja prac urządzeniowo-rolnych. Jednocześnie art. 3 ust. 4 ustawy o scalaniu i wymianie gruntów [Ustawa… 1982], stanowi: „Prace scaleniowo-wymienne koordynuje i wykonuje samorząd województwa przy pomocy jednostek organizacyjnych…”. Zadanie to stanowi jeden z najistotniejszych priorytetów Strategii Rozwoju Województwa Małopolskiego na lata 2011–2020 (SRWM). Wpisuje się również w inne dokumenty strategiczne planujące zrównoważony rozwój obszarów wiejskich, t.j.: Strategię zrównoważonego rozwoju wsi, rolnictwa i rybactwa na lata 2012– 2020,. Regionalną. Strategię. Innowacji. Województwa. Małopolskiego. 2008–2013,. Plan. Zagospodarowania Przestrzennego Województwa Małopolskiego czy Program Ochrony Środowiska Województwa Małopolskiego na lata 2007–2014. Ogólnopolskim problemem jest brak regionalnych programów kompleksowego urządzenia terenu, a nawet inwentaryzacji potrzeb w tym zakresie. Konieczne jest rozpoznanie struktury przestrzennej wsi, gdyż nie można prowadzić racjonalnej polityki w odniesieniu do obszarów wiejskich, nie mając pełnego obrazu występujących tam zjawisk. Pionierskie w tym zakresie były opracowania dotyczące rolniczej przestrzeni produkcyjnej przygotowane w IUNG w Puławach pod kierunkiem prof. Tadeusza Witka. Następnie w latach 1986–1990 w ramach Resortowego Problemu Badawczo-Rozwojowego Ministerstwa Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej realizowano program „Urządzanie rolniczej przestrzeni produkcyjnej” zwany potocznie „Ankietą Wrocławską” z uwagi na to, że ośrodkiem koordynującym był Instytut Planowania i Urządzania Terenów Wiejskich Akademii Rolniczej we Wrocławiu. Na podstawie tych danych zawartych w opracowaniu „Obszary wiejskie i grunty rolnicze w Polsce – wyniki badań ankietowych – 1988” sporządzono mapę „Potrzeb scalenia gruntów według gmin w roku 1988”. Już wtedy istniało duże zapotrzebowanie na informację szczegółową o wsiach i obszarach wiejskich. Bezpośrednim celem badań było stworzenie informatycznej bazy danych dotyczących zagospodarowania obszarów wiejskich, udokumentowanie stanu rozwoju krajobrazu wiejskiego, wykazanie przestrzennych wad i ograniczeń determinujących rozwój poszczególnych sektorów rolnictwa, udokumentowanie wykonanych oraz niezbędnych do wykonania prac urządzeniowo-rolnych i prac z zakresu organizacji i krajobrazu. Według Akińczy i Maliny [2007] brak jest aktów prawnych kompleksowo normujących sporządzanie programów urządzeniowo-rolnych oraz systematyzujących zależności pomiędzy poszczególnymi rodzajami prac. Oznacza to, że gminy nie mają prawnego obowiązku sporządzenia takich planów. Tymczasem ich zakres i tematyka ujmują przestrzeń wiejską w sposób kompleksowy. W województwie dolnośląskim programy urządzeniowo-rolne nazywane są planami urządzenioworolnymi i są przyjmowane uchwałą rady gminy jako zadania do realizacji. W ten sposób stają się 16.

(17) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. prawem lokalnym. Jest to jedyne województwo w Polsce, które wprowadziło w życie tego rodzaju rozwiązania prawne. Z chwilą wejścia w życie ustawy o samorządzie województwa [Ustawa… 1998] zostało określone zadanie art. 7 c, pkt 4 w Prawie geodezyjnym i kartograficznym [Ustawa… 1989], gdzie marszałkowi województwa powierzono „analizę zmian w strukturze agrarnej oraz programowanie i koordynację prac urządzeniowo-rolnych”, a także „monitorowanie zmian w sposobie użytkowania gruntów oraz ich bonitacji”. W roku 2000 Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi opracowało wytyczne „Analiza zmian w strukturze agrarnej” oraz „Monitorowanie zmian w sposobie użytkowania gruntów oraz ich bonitacji na obszarach wiejskich”, które zawierają wskazania pomocne przy podejmowaniu i koordynacji działań umożliwiających równomierny rozwój obszarów wiejskich, a także przeprowadzenia prac urządzeniowo-rolnych. Wytyczne mają charakter dokumentu doradczego, wspierającego organy samorządu wojewódzkiego w realizacji ustawowych zadań. Zgodnie z przywołanymi wyżej wytycznymi zasady opracowania monitoringu zmian w strukturze użytkowania gruntów oraz ich bonitacji na obszarach wiejskich powinny być oparte na odpowiedniej bazie danych umożliwiającej badanie zachodzących procesów i szybkie podejmowanie działań stanowiących adekwatną reakcję na rozwój danego regionu. Do monitorowania zmian w sposobie użytkowania gruntów oraz ich bonitacji na obszarach wiejskich przyjęto przejrzyste i mierzalne kryteria i wskaźniki: . bonitacja gruntów,. . struktura użytkowania gruntów,. . kompleksy rolniczej przestrzeni przydatności gleb,. . powierzchnie. gruntów. przeznaczonych. w. miejscowych. planach. zagospodarowania. przestrzennego na: zalesienia, strefy ochronne, użytki ekologiczne i przeznaczone na inne cele niż rolne (w tym powierzchnie terenów zalewowych). Tak gromadzona baza danych winna umożliwić porównywanie – w określonych przedziałach czasowych (co 2 lata) – rzeczywistych efektów z przyjętymi programami, co z kolei pozwoli stwierdzić potrzeby w zakresie opracowania określonych planów niezbędnych do osiągnięcia prawidłowego rozwoju danego obszaru województwa [Wytyczne … 2000]. Niestety, wytyczne nie korespondują ze stanem faktycznym, gdy chodzi o zaawansowanie wprowadzania w życie numerycznej części graficznej ewidencji gruntów i budynków w województwie małopolskim. Słabością polskiego rolnictwa, szczególnie w południowej części kraju, jest rozdrobnienie struktury obszarowej gospodarstw. Zdecydowały o tym czynniki historyczne, przyrodnicze i ekonomiczno-społeczne oraz w dużym stopniu tradycja. Podstawowym celem wspomnianych wyżej wytycznych było przeprowadzenie analiz aktualnych zmian zachodzących w użytkowaniu gruntów, klasyfikacji gleboznawczej, władania gruntami i rozdrobnieniu gruntów na obszarach wiejskich. 17.

(18) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. Zgodnie z owymi wytycznymi w zależności od posiadanych lub przewidywanych środków na realizacje zadania należy przyjąć jako podstawową jednostkę gminę, a opracowanie wykonać dla obrębów ewidencyjnych. Zarząd Województwa Małopolskiego 29 lipca 2002 r. uchwałą nr 461/02 podjął decyzję o wykonaniu zadania „Opracowanie programu prac geodezyjno-urządzeniowych na potrzeby rolnictwa w województwie małopolskim na lata 2003–2006”; miała ona na celu przybliżenie problematyki prac urządzeniowo-rolnych oraz zasad planowania i określania stopnia ważności tych prac, z uwzględnieniem ustaleń zawartych w strategiach rozwoju gmin. Realizację zadania ujęto w dwóch etapach: Etap I – Wstępna ocena zapotrzebowania na prace geodezyjno-urządzeniowe dla potrzeb rolnictwa w województwie małopolskim. Etap II – Program prac geodezyjno-urządzeniowych dla potrzeb rozwoju obszarów wiejskich w województwie małopolskim. Program prac geodezyjno-urządzeniowych na potrzeby rolnictwa w województwie małopolskim opracowany został w wyniku konsultacji przeprowadzonych w formie pisemnej z organami samorządu terytorialnego jako zbiorcze zestawienie informacji zawartych w wypełnionych przez gminy ankietach. Na podstawie nadesłanych ankiet, w których określono działania, jakie gmina zamierza podjąć w latach 2003–2006 w zakresie inwestycji poprawiających warunki prowadzenia działalności rolniczej z uwzględnieniem ustaleń zawartych w strategii rozwoju gminy oraz możliwości starania się o fundusze przedakcesyjne Unii Europejskiej, określono gminy wymagające wykonania prac urządzeniowo-rolnych. Podstawą do realizacji zadania w formie tabelarycznej i mapowej, było 150 odpowiedzi na ankiety rozesłane do 178 gmin (126 gmin odpowiedziało na nie w sposób prawidłowy, natomiast 24 gminy udzieliły niekompletnych informacji lub takich, których nie dało się zinterpretować zgodnie z założeniami autora ankiety). Opracowanie prezentuje: . charakterystykę prac urządzeniowo-rolnych, które uwzględniono w ankiecie,. . możliwości finansowania prac urządzeniowo-rolnych, Zgodnie ze wskazówkami dotyczącymi wypełniania ankiet każda gmina:. . wybierała spośród szesnastu zabiegów urządzeniowo-rolnych pięć mających największą szansę realizacji (ze względu na przewidywaną możliwość ich finansowania) w kolejnych latach objętych programem;. . określała wielkość (rozmiar, zasięg) każdego z planowanych na dany rok zabiegów;. . przypisywała każdemu z wybranych do realizacji zabiegów stopień ważności poprzez określenie w sposób uznaniowy, które z wybranych zabiegów są dla gminy ważniejsze, a które mniej ważne (Program prac geodezyjno-urządzeniowych dla potrzeb rozwoju obszarów wiejskich w województwie małopolskim na lata 2003–2006 [UMWM 2002a]). 18.

(19) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. Charakterystyka zawarta w ankiecie obejmuje następujące elementy: 1. Powierzchnie planowane do scalenia (na gruntach będących w zasięgu autostrady, we wsiach o wysokich klasach bonitacyjnych lub cechujących się dużymi powierzchniami gospodarstw i znacznym rozdrobnieniem działek, z innych powodów – należało podać, z jakich). 2. Poprawa stanu dróg (powierzchnia obszaru objętego nową siecią dróg, długość dróg do utwardzenia). 3. Tereny do zalesienia (ze względu na jakość gleb, ze względu na zagrożenie erozją, według przewidywanych wniosków). 4. Gleby nadmiernie uwilgotnione (do zalesienia, do transformacji na łąki, do melioracji, do czasowego wyłączenia z produkcji). 5. Tereny do czasowego wyłączenia ze względu na klasę. 6. Powiększanie powierzchni gospodarstw (grunty AWRSP do sprzedaży, w trybie procedury scaleniowej). 7. Inne prace – należało podać jakie. Z dotychczasowych rozważań wyłaniają się zdaniem autorki podstawowe problemy metodyczne wiążące się ze zrealizowanym zadaniem „Opracowanie programu prac geodezyjnourządzeniowych na potrzeby rolnictwa w województwie małopolskim na lata 2003–2006”: 1. Uznaniowy charakter oceny zapotrzebowania na prace urządzeniowo-rolne zależny każdorazowo od osoby wypełniającej ankietę. 2. Uzależnienie potrzeby i pilności wykonania prac urządzeniowo-rolnych od możliwości finansowych budżetu gminy. 3. Niekompletność opracowania – brak danych dla 30% gmin, które nie odpowiedziały na ankiety lub udzieliły odpowiedzi, ale informacje w nich zawarte były niemożliwe do interpretacji. 4. Podstawą informacji zawartych w ankietach nie były wiarygodne dane geodezyjnokartograficzne – brak określenia jednorodnego, wspólnego źródła danych niezbędnych do wypełnienia ankiet. 5. Brak informacji na temat stanu wiedzy, doświadczenia oraz kierunkowego wykształcenia osób wypełniających ankiety – liczba wypełniających ankiety odpowiada liczbie gmin. Według wyżej wymienionego opracowania oraz wniosków złożonych przez wójtów na wykonanie prac urządzeniowo-rolnych w latach 2004–2012 wybrano do realizacji i wykonano „Program prac urządzeniowo-rolnych” dla gmin małopolskich przedstawionych na rys. 2.2.. 19.

(20) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. Rys. 2.2. Realizacja Programów prac urządzeniowo-rolnych w województwie małopolskim w latach 2004–2012 Dotychczasowe analizy opierające się na danych ankietowych obejmujące najmniejszą jednostkę – gminę, stały się niewystarczające do precyzyjnego określenia obszarów, na których miały być wykonywane prace urządzeniowo-rolne. Z tą myślą przystąpiono w 2010 r. do wykonania szczegółowych analiz struktury agrarnej dla całej powierzchni województwa małopolskiego na podstawie danych ewidencji gruntów i budynków [Szafrańska 2011]. Prawidłowa realizacja zadań ustawowych określonych w art. 7c, pkt. 4 Prawa geodezyjnego i kartograficznego [Ustawa… 1989] jako właściwe dla marszałka województwa, jest według autorki, możliwa jedynie poprzez stworzenie spójnego i otwartego systemu wiarygodnych danych geodezyjnokartograficznych, zintegrowanych z różnych poziomów zarządzania przestrzenią – zarówno lokalnych, jak i regionalnych – obejmujących m.in. informacje na temat: struktury agrarnej, jakości i przydatności rolniczej gleb, stopnia ich degradacji erozją, obszarów o niekorzystnych warunkach gospodarowania oraz aktualnego sposobu użytkowania gruntów i monitorowania zmian zachodzących na obszarze województwa. System – rozumiany jako uporządkowany zespół wzajemnie powiązanych danych i informacji o ustalonej strukturze oraz organizacji – rozpatrywany jako całość może stanowić narzędzie wspomagające procesy decyzyjne rozwoju regionalnego. Integracja danych źródłowych polegać powinna na unifikacji pojęć odnoszących się do obiektów, zjawisk i procesów zachodzących 20.

(21) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. na obszarze całego województwa małopolskiego, a przede wszystkim ujednoliceniu pod względem formatów, układów odniesienia, stopnia szczegółowości, generalizacji danych pochodzących z różnych źródeł i poziomów zarządzania przestrzenią. Według Pyki [2001] bardzo ważne moduły SIP stanowią na pewno ewidencja gruntów i budynków oraz geodezyjna ewidencja sieci uzbrojenia terenu. Są to moduły absolutnie źródłowe, o usankcjonowanym prawnie monopolu swojego zakresu tematycznego. Równie ważnym, ale już nie tak kompleksowym źródłem informacji są mapy podstawowe, opracowywane przez służby geodezyjne i kartograficzne. Dane przestrzenne to najczęściej współrzędne geometryczne, natomiast dane opisowe odniesione do danych przestrzennych tworzą pliki tekstowe zawierające informacje o obiektach (jakość gleb, rodzaj wykorzystania terenu i inne). Bazy danych i modele budowane za pomocą GIS pozwalają na uchwycenie nowych, często niemożliwych do dostrzeżenia dla standardowych metod, związków między procesami a zjawiskami zróżnicowanymi w czasie i przestrzeni. Zastosowanie narzędzi GIS (zarówno tych prostych, jak i najbardziej zaawansowanych) jest tylko jednym z wielu warunków koniecznych do zbudowania systemu informacji geograficznej. Do pełnej implementacji systemu GIS niezbędne są aktualne i wiarygodne dane przestrzenne i opisowe. System informacji przestrzennej jest bowiem opracowywany na potrzeby konkretnego użytkownika z wykorzystaniem narzędzi informatycznych i danych źródłowych adekwatnych do celu opracowania. GIS umożliwia połączenie wiedzy ogólnej ze szczegółową informacją o charakterze przestrzennym [Gotlib i in. 2007]. Podstawą budowanego systemu informacji przestrzennej dla województwa powinny być wiarygodne dane pochodzące z ewidencji gruntów i budynków, pozyskane ze starostw powiatowych, informacje płynące z interpretacji zdjęć lotniczych i satelitarnych oraz dostępne dane geodezyjnokartograficzne, mogące zasilić budowany system informacji przestrzennej. Stworzona tak baza danych służyć powinna do realizacji zadań związanych z modernizacją terenów wiejskich, programowaniem i koordynacją prac urządzeniowo-rolnych.. 21.

(22) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. 3.. Zastosowanie GIS GIS to zintegrowany i otwarty na nowe rozwiązania zestaw narzędzi komputerowych,. przeznaczonych do analiz różnorodnych danych przestrzennych. Składa się on najczęściej z czterech podsystemów [Urbański 2011]: 1. Wprowadzania danych z różnych źródeł i ich transformacji do postaci umożliwiającej wspólną analizę, 2. Organizowania, przechowywania i zarządzania danymi, 3. Analizowania danych, estymacji i modelowania, 4. Tworzenia produktów w postaci tablic, rysunków i map. Zastosowanie technologii GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych opiera się na stworzeniu i odpowiednim przygotowaniu aktualnych danych geoinformacyjnych będących danymi źródłowymi, pozwala zaś na integrację danych odnoszących się do różnych jednostek przestrzennych i pochodzących z rozmaitych źródeł. Systemy geoinformacyjne służą do opisu, wyjaśniania i prognozowania rozkładu przestrzennego zjawisk geograficznych. GIS stanowi zarówno dział oprogramowania, jak i nauki, z wypracowaną metodyką rozwiązywania problemów badawczych i sprawdzoną metodą przetwarzania danych przestrzennych, dostarczającą narzędzi, takich jak pomiary kartometryczne i analizy danych [Longley i in. 2008]. Podstawy naukowe dla GIS opracowuje geoinformatyka, która korzysta z nowych możliwości związanych z rozwojem sieci komputerowych. Lepsze techniki informatyczne to lepsze oprogramowanie GIS i większa liczba zastosowań. Problemami, przed jakimi staje użytkownik GIS chcący uzyskać wyniki wartościowe z naukowego punktu widzenia, to m.in.: niedoskonałość świata rzeczywistego, nieokreślone granice, obciążone błędami dane, niepewność danych i modeli. Geoinformatyka poszukuje także metod opisu oddziaływania człowieka na środowisko i uwarunkowań przestrzennych gospodarczej działalności człowieka. Jedna z definicji określa GIS jako systemy informacyjne, których podstawową funkcją jest wspomaganie procesu decyzyjnego oraz zarządzania. Tu warto zaznaczyć, że administracja publiczna [Bielecka 2006] jest jednym z największych konsumentów informacji geograficznej. Na poziomie wojewódzkim zadania administracji publicznej wymagają dostępu do wielu danych gromadzonych na poziomie powiatów i gmin, a następnie ich integracji i generalizacji. Informacja geograficzna potrzebna jest do usprawnienia planowania i monitoringu rozwoju regionalnego. Ponadto dla wielu zastosowań niezbędne okazują się informacje pozyskiwane z wielospektralnych i wieloczasowych, wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych. Zasadniczy czynnik określający przydatność GIS stanowią dane przestrzenne. Mogą one być zebrane przez użytkownika samodzielnie bądź pochodzić z istniejących zasobów baz danych 22.

(23) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. przestrzennych. Wymiana danych przestrzennych jest podstawą szybko rosnącego rynku, na którym działają instytucje państwowe, samorządowe i przedsiębiorcy. Jakość danych zależy od stopnia pokrycia badanego obszaru, zdolności reprezentacji złożonej natury świata przyrodniczego, aktualności, wiarygodności i dostępności. Systemy informacji geograficznej [Gotlib i in. 2007] pozwalają nie tylko na gromadzenie i udostępnianie danych przestrzennych i związanych z nimi atrybutów opisowych, lecz przede wszystkim na ich przetwarzanie. Analiza zgromadzonych informacji jest podstawowym celem budowy GIS – umożliwia zrozumienie prawidłowości w przestrzennym rozmieszczeniu zjawisk i ich współzależności oraz ułatwia podejmowanie decyzji. Przez pojecie „analiza” należy rozumieć zarówno elementarne zapytania do bazy danych przestrzennych, określenie współzależności i relacji topologicznych między różnymi warstwami informacyjnymi, jak i konstruowanie złożonych modeli decyzyjnych.. Rzetelna. analiza. przestrzenna. oparta. na. wiarygodnych,. precyzyjnych. i aktualnych danych georeferencyjnych oraz konsultacje społeczne uwzględniające wyniki tej analizy pozwoliłyby na uniknięcie dramatycznych konsekwencji natury społecznej i ekonomiczno-prawnej, zarówno dla lokalnej społeczności, jak i dla kraju. Metodyka analizy informacji przestrzennych, podobnie jak metodyka modelowania danych na różnych poziomach uogólnienia, wywodzi się z wielowiekowego dorobku kartografii. Problemu definiowania schematu analiz przestrzennych nie można sprowadzić wyłącznie do kwestii stosowania nowoczesnych narzędzi informatycznych i wydajnych systemów obliczeniowych. Jednym z najistotniejszych osiągnięć tzw. orientacji poznawczej w kartografii jest stworzenie w latach 60. XX wieku koncepcji modelu i modelowania kartograficznego umożliwiającej obrazowanie czasoprzestrzennych struktur informacyjnych opisujących wielowymiarową rzeczywistość [Makowski 2005]. Modelowanie danych przestrzennych według Gotlib [2007] stanowi sposób opisu przestrzeni geograficznej, a także proces poznawczy oparty na analizie zależności między różnymi komponentami środowiska. przyrodniczego. oraz. analizie. wpływu. różnorodnych. czynników. naturalnych. i antropogenicznych. Za cechę charakterystyczną systemów informacji przestrzennej, należy uznać możliwość wizualizacji danych geograficznych w postaci mapy. Wizualizacja kartograficzna pozwala na bezpośrednie i łatwe uchwycenie wielu zależności między obiektami, a także określenie charakteru zjawisk opisanych w bazie danych. Jest to najlepszy sposób na prezentację wyników analiz wykorzystujących bazę danych geograficznych, a także wygodny interfejs dostępu do informacji przestrzennych. Interfejs ten umożliwia kierowanie działaniami użytkownika, począwszy od wyboru obszaru zainteresowania w przestrzeni, poprzez wskazywanie obiektów, na których system powinien wykonać operacje, aż po odczytywanie komunikatów wysyłanych z systemu.. 23.

(24) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. 4. Dane przestrzenne 4.1. Dane przestrzenne ich aktualność i wiarygodność Według Gaździckiego [1990] każdy system informacji geograficznej lub terenowej stanowi swoisty model otaczającej nas rzeczywistości, model, w którym pierwszorzędne znaczenie mają zależności przestrzenne między elementami świata realnego. Model ten może być statyczny, niezmienny w czasie lub dynamiczny, odzwierciedlający zachodzące zmiany. Obiekty są wzajemnie powiązane relacjami, które również określane są swoimi atrybutami. Wyróżniamy atrybuty:  przestrzenne, określające położenie, wielkość i geometryczny kształt obiektów oraz ich topologiczne relacje;  nieprzestrzenne (opisowe), określające inne właściwości obiektów oraz ich relacje nietopologiczne. Wartości atrybutów są danymi w systemie informacji przestrzennej. Dane oraz zawarte w nich informacje dzielą się na przestrzenne i opisowe, podobnie jak wyżej opisane atrybuty. Dane przestrzenne GIS [Hejmanowska 2005], podobnie jak wszystkie inne dane, stanowią podstawę działania systemów i powinny być gromadzone w bazie, zgodnie z obowiązującymi w świecie standardami. Głównym celem standaryzacji jest minimalizacja problemów związanych z wymianą danych pomiędzy systemami, co okazuje się niezwykle ważne w przypadku istnienia wielu baz danych tworzonych przez różne instytucje. W Polsce sprawa standaryzacji jest obecnie ważna z uwagi na tworzone systemy GIS, szczególnie w kontekście budowania Infrastruktury Danych Przestrzennych w ramach programu europejskiego INSPIRE (Infrastructure for Spatial Information in Europe). Celem programu INSPIRE jest zapewnienie łatwego dostępu do wiarygodnych informacji przestrzennych. Niewątpliwie w każdym systemie informacji przestrzennej pozyskiwanie danych ma pierwszorzędne znaczenie, a punktem wyjścia jest tu zdefiniowanie obiektów pod względem semantycznym i przestrzennym, określenie przestrzennych i opisowych atrybutów obiektów oraz wskazanie wymagań jakościowych, które powinny być spełnione przez dane jako wartości atrybutów [Gaździcki 1990]. Jakość danych GIS [Hejmanowska 2006] definiowana jest za pomocą szeregu standardów: ISO/TC 211, CEN TC287, DIGEST, OEEP, ISPRS, FIG, ISO/DIS 19113. Zgodnie z ostatnim z nich jakość można scharakteryzować za pomocą: kompletności, spójności logicznej, dokładności przestrzennej, czasowej i tematycznej. Jakość danych, zgodnie z ISO/DIS 19113, charakteryzują następujące parametry: . kompletność – obecność lub brak obiektu, atrybutu, relacji;. 24.

(25) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. . spójność logiczna – stopień zgodności z logicznymi regułami struktury danych, poprawność przypisania atrybutów i relacji (struktura danych może być pojęciowa, logiczna lub fizyczna);. . dokładność przestrzenna – dokładność położenia obiektu;. . dokładność czasowa – dokładność czasowa atrybutów i czasowe zależności pomiędzy obiektami;. . dokładność tematyczna – dokładność atrybutów ilościowych, poprawność atrybutów opisowych (nieilościowych) oraz dokładność klasyfikacji obiektów i relacji między nimi. Wszystkie wyżej wymienione parametry charakteryzujące jakość wpływają na możliwość. wykorzystania danych we wspomaganiu decyzji. Jednym z najistotniejszych czynników wpływających na jakość danych jest ich aktualność, a tym samym zgodność zawartości informacji w systemach ze stanem faktycznym w terenie. Nieustające zmiany głównie w zakresie użytkowania gruntów, stosunków własnościowych, podziałów gruntów, inwestycji infrastrukturalnych czy zmian granic jednostek samorządów terytorialnych są zasadniczym powodem „starzenia” się baz danych i powodują ich bezużyteczność. Dezaktualizacja jest tym większa im dokładniejszych i bardziej szczegółowych danych ona dotyczy. Aktualizowanie informacji geograficznych polega przede wszystkim na wprowadzeniu do istniejących baz danych zmian zgodnych ze stanem faktycznym. Z nieaktualnością danych w zakresie użytkowania gruntów zmierzyła się autorka pracy. Sposób użytkowania i zagospodarowania terenu jest jedną z podstawowych cech diagnostycznych mających wpływ na właściwy wybór obszarów do wykonania prac urządzeniowo-rolnych. Najdokładniejsze informacje w tym zakresie pochodzą z ewidencji gruntów i budynków, jako powiatowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego, prowadzonego w ramach kompetencji przez starostę na mocy art. 7d Prawa geodezyjnego i kartograficznego [Ustawa… 1989]. Jednocześnie ustawodawca narzucił wszystkim podmiotom ujawnionym w ewidencji obowiązek zgłaszania wszelkich zmian i dostarczania niezbędnych dokumentów potwierdzających owe zmiany, a będących podstawą do aktualizacji danych zawartych w ewidencji gruntów i budynków. O trudnościach w utrzymaniu aktualności ewidencji w urzędowych bazach danych decydują często względy ekonomiczno-finansowe, czyli brak koniecznych funduszy. Duży wpływ na jakość danych ma częstotliwość dokonywanej aktualizacji, która zależy od szczegółowości danych, tempa zachodzących zmian oraz potrzeb regionu, którego dotyczy. Zgodnie z wytycznymi, dla terenów o wysokim stopniu zurbanizowania przewiduje się pięcioletni okres aktualizacji, natomiast dla terenów rolnych i leśnych (gdzie zmiany w sposobie użytkowania są istotne z punktu wykonywanych przez autorkę badań) okres dziesięcioletni. Z doświadczenia wiadomo, że terminy te ulegają wydłużeniu lub skróceniu, w zależności od potrzeb. Brak aktualnych i wiarygodnych danych stał się podstawowym argumentem na rzecz opracowania numerycznej mapy użytkowania gruntów 2010–2011 oraz mapy zmian sposobu użytkowania gruntów dla całego obszaru województwa małopolskiego obejmującej zakres owych zmian mających miejsce w latach 1986–2011, opracowanej 25.

(26) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. na podstawie zobrazowań satelitarnych Landsat TM i Landsat MSS, a także RapidEye, fotolotniczych (ortofotomapy RGB z lat 2009–2010) oraz Bazy Danych Topograficznych (TBD). Przy wykonywania mapy zmian sposobu użytkowania gruntów dla województwa małopolskiego wykorzystano klasyfikację metodą obiektową (OBIA). Brak aktualnych danych wymusza ich aktualizację bądź utworzenie nowego podkładu kartograficznego, stanowiącego podstawę baz danych. Według Pyki [2005] regionalna baza danych przestrzennych, oprócz tego, że ma służyć władzom regionalnym i instytucjom publicznym, powinna być podstawą wszelkich opracowań kartograficznych. Programy prac urządzeniowo-rolnych służą zapobieganiu erozji i ochronie gruntów najbardziej narażonych na tego typu zagrożenia. Województwo Małopolskie nie dysponowało do roku 2011 odpowiednią informacją na temat procesów erozyjnych dla całego obszaru województwa. Zatem należało sporządzić nową numeryczną mapę zagrożenia gruntów ornych erozją wodną powierzchniową potencjalną i aktualną w skali 1 : 10 000, którą wykonano na podstawie zobrazowań satelitarnych RapidEye z lat 2010–2011 oraz cyfrowych ortofotomap lotniczych (RGB; GSD 0.25 m; 2009–2010). Problem stanowi dokładność opracowań i skala map będących w dyspozycji marszałka województwa, tzn. znajdujących się w zasobie Wojewódzkiego Ośrodka Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej. Mapy w skali od 1 : 10 000 do 1 : 200 000 można uznać w programowaniu prac urządzeniowo-rolnych za przeglądowe. W myśl geodezyjnej zasady „od ogółu do szczegółu”, w sposób analogiczny należy dokonywać oceny obszarów o największych potrzebach zmian strukturalnych. Ponieważ wielkość obszaru scalanych gruntów w przypadku Małopolski wynosi bardzo często 200–1000 ha, wymóg dokładności analizy materiałów kartograficzno-geodezyjnych sprowadza do skali mapy 1 : 5000, a nawet 1 : 2000, stanowiącej zasób Powiatowych Ośrodków Dokumentacji Geodezyjno-Kartograficznych [Szafrańska 2011].. 26.

(27) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. 4.2. Źródła danych Podstawą każdego projektu GIS są, jak już wspomniano, dane [Urbański 2011]. Ich pozyskanie i przetworzenie do spójnej postaci, tworzącej model danych, jest procesem długotrwałym, kosztownym i wymagającym znacznych nakładów pracy. Etap ten decyduje o jakości końcowych rezultatów i zabiera ponad połowę czasu i kosztów projektu. Określenie rodzaju potrzebnych danych wynika z celów badawczych pracy, wskazując na ich obszar i skalę, która odnosi się zarówno do przestrzeni, jak i do czasu. Skala danych wyznacza wymaganą przestrzenną rozdzielczość danych i ich dokładność oraz pożądany i dopuszczalny czas ich pozyskania. Celem badawczym pracy jest wskazanie gmin w kolejności priorytetowego wykonania prac urządzeniowo-rolnych z obszaru całego województwa małopolskiego. Niezbędne dane do wykonania analiz w tym zakresie pochodzą z dwóch poziomów szczegółowości zasobów geodezyjnych i kartograficznych. Poziom województwa obejmuje Bazy Danych Topograficznych (TBD) oraz mapy tematyczne w skali 1 : 5000 i 1 : 10 000. Drugim poziomem szczegółowości danych jest ewidencja gruntów i budynków (EGiB) prowadzona przez starostów lub prezydentów miast na prawach powiatu. Wojewódzki Ośrodek Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej w Krakowie, zajmuje się gromadzeniem, prowadzeniem i udostępnianiem danych. Wojewódzkie bazy zawierające informacje topograficzne gromadzone są w układzie współrzędnych „1992”. „Baza Danych Topograficznych” (TBD) jest urzędową nazwą spójnego pojęciowo w skali kraju systemu gromadzenia danych topograficznych, zarządzania nimi i udostępniania ich, funkcjonującego w oparciu o właściwe przepisy prawne. Określenie „Baza Danych Topograficznych” obejmuje zarówno zasób danych, system informatyczny zarządzania nimi, jak i odpowiedni system finansowania i organizacji. Zakres informacyjny i funkcjonalny oraz poziom technologiczny definiują odpowiednie wytyczne i instrukcje techniczne. TBD stanowi źródło danych nowej jakości w stosunku do dotychczasowych map topograficznych, będące wynikiem ewolucji metod pozyskiwania danych i zarządzania nimi. Proces tworzenia TBD należy rozpatrywać w kontekście kontynuacji dorobku polskiej kartografii topograficznej. Model danych TBD konstruowany jest w oparciu o aparat poznawczy współczesnej topografii i wielowiekowe doświadczenie tej dyscypliny w zakresie terenoznawstwa. TBD stanowić będzie jeden z istotnych elementów szeroko rozumianego Krajowego Systemu Informacji o Terenie [GUGIK 2003].. 27.

(28) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. Rys. 4.1. Przykład wybranych warstw Bazy Danych Topograficznych By określić aktualne przestrzenne zróżnicowanie sposobów użytkowania gruntów w Małopolsce wykonano w 2011 r. mapę zmian sposobu użytkowania gruntów na podstawie scen satelitarnych Landsat 5 TM (rozdzielczość terenowa 30 m), RapidEye (rozdzielczość przestrzenna 5 m), Landsat 4 MSS oraz ortofotomap RGB 2010–2011 (rozdzielczość przestrzenna 0,25 m) [UMWM 2011]. Zakres czasowy opracowania obejmował okresy 1986–1987 oraz 2010–2011, a sporządzono je z zachowaniem kompleksowości danych wyjściowych przy zastosowaniu podejścia obiektowego ich przetwarzania, tj. klasyfikacji OBIA (Object Based Image Analysis). Podstawą analizy obiektowej jest operowanie na homogenicznych zbiorach, tworzących tzw. segmenty odzwierciedlające encje świata rzeczywistego. Dla sklasyfikowanych odpowiednio zobrazowań satelitarnych z okresu 1986–1987 (Landsat) oraz 2010–2011 RapidEye i ortofotomap utworzono hierarchie klas, którą poddano procesowi definiowania reguł opisujących daną klasę. Wynikiem utworzenia i uruchomienia wszystkich reguł klasyfikacyjnych było sklasyfikowanie obiektów powstałych na drodze segmentacji całego obszaru województwa małopolskiego. W kolejnym etapie obraz rastrowy został przekonwertowany do postaci wektorowej oraz wyeksportowany jako shp. Końcowym etapem tworzenia mapy wynikowej było przeprowadzenie analiz przestrzennych na geodanych z analizy OBIA.. 28.

(29) Beata Szafrańska - Zastosowanie GIS w planowaniu prac urządzeniowo-rolnych na obszarze województwa małopolskiego. Rys. 4.2. Mapa zmian sposobu użytkowania gruntów dla gruntów ornych Mapa erozji wodnej gleb będąca elementem WODGiK jest drugim opracowaniem kartograficznym przygotowanym w 2011 r. w celu pozyskania wiarygodnych i jednolitych dla całego województwa małopolskiego informacji na temat ilościowej i jakościowej oceny nasilenia erozyjnej degradacji gleb. Do wykonania mapy wykorzystano takie geodane, jak zobrazowania satelitarne RapidEye, ortofotomapy, Numeryczny Model Terenu w postaci TIN, cyfrową mapę glebowo-rolniczą, warstwę pól zagospodarowania pochodzącą z Systemu Identyfikacji Działek Rolnych (LPIS), cyfrową warstwę budynków i dróg, stanowiącą element TBD oraz cyfrowe warstwy własności terenów Państwowego Gospodarstwa Leśnego Lasy Państwowe. Ocenę nasilenia erozyjnej degradacji gleb przeprowadzono przy użyciu modelowania przestrzennego z wykorzystaniem modelu USLE (Universal Soil Loss Equation), który jest empirycznym równaniem matematycznym, zależnym od takich czynników, jak erozyjność deszczu, podatność gleb na erozję wodną, długość i nachylenie stoku, pokrywa roślinna oraz czynnik zabiegów przeciwerozyjnych. W oparciu o mapy reprezentujące poszczególne czynniki wygenerowano kompozycje przedstawiające w sposób ilościowy erozje potencjalną oraz aktualną. Następnie na podstawie zsumowanego procentowego udziału obszarów rolnych o stopniu erozji 4,5 oraz 6 wyznaczono stopnie pilności ochrony gruntów przed erozja w poszczególnych gminach województwa.. 29.