Działalność naukowa i dydaktyczna w zakresie leśnej geomatyki na Wydziale Leśnym Akademii Rolniczej w Poznaniu

DZIA£ALNOŒÆ NAUKOWA I DYDAKTYCZNA

W ZAKRESIE LEŒNEJ GEOMATYKI

NA WYDZIALE LEŒNYM

AKADEMII ROLNICZEJ W POZNANIU

RESEARCH AND TEACHING IN THE FIELD

OF FOREST GEOMATICS

AT THE FACULTY OF FORESTRY

OF THE AGRICULTURAL UNIVERSITY OF POZNAÑ

Pawe³ Strzeliñski

Katedra Urz¹dzania Lasu, Akademia Rolnicza im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu S³owa kluczowe: nauka, dydaktyka, geomatyka, leœnictwo, Poznañ

Keywords: science, teaching methods, geomatics, forestry, Poznañ

Historia geomatyki na Wydziale Leœnym w Poznaniu

Historia badañ i prac projektowych zwi¹zanych z systemami informacji przestrzennej na Wydziale Leœnym Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu ma swoje korzenie ju¿ w pocz¹tkach lat 70. Wówczas to, przy wspó³pracy Zak³adu Urz¹dzania Lasu Instytutu Badawczego Leœnictwa i Katedry Urz¹dzania Lasu na Wydziale Leœnym AR w Poznaniu realizowany by³ projekt badawczy dotycz¹cy wykorzystania metod informatycz-nych w urz¹dzaniu lasu. W efekcie powsta³ projekt systemu informatycznego leœnictwa (SIL). Pocz¹tkowo system ten mia³ byæ wykorzystywany w urz¹dzania lasu, jednak z cza-sem, w trakcie rozbudowy i doskonalenia zosta³ wykorzystany w budowie Systemu Infor-matycznego Lasów Pañstwowych (SILP) (Miœ i in., 2001).

W tym okresie, a konkretnie w roku akademickim 1975/1976 na Wydziale Leœnym, prof. dr hab. Edward ¯ó³ciak w ramach wyk³adów z przedmiotu Urz¹dzanie lasu prezentuje tema-tykê zastosowania fotogrametrii w inwentaryzacji lasu. Wyk³ady te s¹ przez prof. E. ¯ó³ciaka prowadzone do roku akademickiego 1988/1989.

Drugim etapem rozwoju geomatyki na Wydziale Leœnym AR w Poznaniu jest po³owa lat 90., kiedy to pod kierunkiem prof. Ryszarda Misia z Katedry Urz¹dzania Lasu jego doktoran-ci (Pawe³ Strzeliñski i Andrzej Wêgiel) rozpoczynaj¹ cykl szkoleñ, maj¹cy na celu wdro¿enie w Katedrze technologii geomatycznych.

Trzeci etap to zainicjowanie w 1999 roku dzia³añ zmierzaj¹cych do powstania na Wydzia-le Leœnym Pracowni SIP i Fotogrametrii. Pracownia ta powstaje w 2001 roku, a jej kierow-nikiem zostaje dr in¿. Pawe³ Strzeliñski. Jednoczeœnie podjête zostaj¹ starania o utworzenie Regionalnego Centrum Edukacyjnego Systemów Informacji Przestrzennej. Niestety wnioski z³o¿one do Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Œrodowiska i Gospodarki Wodnej oraz Ko-mitetu Badañ Naukowych nie zosta³y zaakceptowane.

W roku 2001 zespó³ autorów – prof. dr hab. Ryszard Miœ, dr in¿. Pawe³ Strzeliñski i mgr in¿. Andrzej Wêgiel wydaje podrêcznik „Systemy informacji geograficznej w leœnictwie i ochronie œrodowiska” (Miœ i in., 2001).

Równie¿ w 2001 roku w Katedrze Urz¹dzania Lasu, pod kierunkiem prof. dr. hab. Ryszarda Misia powstaje pierwsza praca magisterska z zakresu geomatyki „Leœna mapa numeryczna jako przyk³ad zastosowania SIP w leœnictwie”. Autorem jest Dariusz Gajewski, student Wy-dzia³u Leœnego na kierunku gospodarka leœna, który uzyska³ za ni¹ II nagrodê w konkursie „Wykorzystanie technik komputerowych w technologiach, projektowaniu i us³ugach” zorgani-zowanym przez Federacjê Stowarzyszeñ Naukowo-Technicznych NOT w Poznaniu. Mgr in¿. Dariusz Gajewski jest obecnie doktorantem Katedry Urz¹dzania Lasu AR w Poznaniu.

W 2003 roku w Katedrze Urz¹dzania Lasu dokonane zostaj¹ pierwsze zakupy pakietów GIS-ArcView i ERMapper. Zostaje zakupiony tak¿e nowy sprzêt komputerowy z oprogra-mowaniem do wydzia³owej pracowni oraz do sali dydaktycznej przy Katedrze Urz¹dzania Lasu. Od tego momentu badania oraz dydaktyka z zakresu systemów informacji przestrzen-nej na Wydziale Leœnym w Poznaniu zaczynaj¹ rozwijaæ siê coraz bardziej intensywnie.

Dydaktyka z zakresu geomatyki

Po blisko 10-letniej przerwie, od czasu zakoñczenia wyk³adów z fotogrametrii prowadzo-nych przez prof. dr. hab. Edwarda ¯ó³ciaka z Katedry Urz¹dzania Lasu, przedmioty z zakresu geomatyki ponownie pojawi³y siê na Wydziale Leœnym w Poznaniu w roku akademickim 1997/ 1998. Wówczas to dla studentów na kierunku ochrona œrodowiska (specjalizacja: ochrona œrodowiska leœnego) na Wydziale Rolniczym uruchomiono przedmiot (najpierw w randze fa-kultetu, nastêpnie w randze przedmiotu koñcz¹cego siê egzaminem) „Systemy INFO w ochro-nie œrodowiska”. Pocz¹tkowo wyk³ady z tego przedmiotu by³y prowadzone przez prof. dr. hab. Ryszarda Misia z Katedry Urz¹dzania Lasu. Æwiczenia prowadzili wówczas mgr in¿. Pawe³ Strzeliñski i mgr in¿. Andrzej Wêgiel (równie¿ z Katedry Urz¹dzania Lasu). Od roku akademickiego 2003/2004 wyk³ady s¹ prowadzone przez P. Strzeliñskiego. Zajêcia te czê-œciowo prowadzone s¹ przy wspó³pracy z brzeskim oddzia³em Biura Urz¹dzania Lasu i Geo-dezji Leœnej, najczêœciej na zasadzie jednodniowych wyjazdów studentów, w trakcie których, prezentowane s¹ technologie wykorzystywane przez Biuro w pracach urz¹dzeniowych.

Epizodycznie zajêcia z przedmiotu „Systemy INFO w ochronie œrodowiska” zrealizowa-ne by³y tak¿e przy wspó³pracy z Laboratorium GIS i Teledetekcji (na Wydziale Leœnym AR w Krakowie). Dziêki uprzejmoœci kierownika Laboratorium – dr. in¿. Piotra Wê¿yka, w roku 2002 odby³y siê ca³odniowe zajêcia z zakresu obs³ugi oprogramowania ArcView, analiz tele-detekcyjnych z wykorzystaniem cyfrowych stacji fotogrametrycznych VSD-AGH oraz po-miarów GPS. Prowadz¹cymi byli dr in¿. Piotr Wê¿yk oraz mgr in¿. Krystian Kozio³ (równie¿ pracownik Wydzia³u Leœnego AR w Krakowie).

W semestrze letnim 2001 roku dla studentów Wydzia³u Leœnego uruchomiono fakultet „Mapa numeryczna w nadleœnictwie”. Prowadzony on jest przez dr. in¿. Paw³a Strzeliñskie-go i dr. in¿. Andrzeja Wêgla z udzia³em zapraszanych prelegentów – g³ównie pracowników Biura Urz¹dzania Lasu i Geodezji Leœnej (BULiGL).

Kolejne dwa przedmioty dla studentów Wydzia³u Leœnego (kierunek gospodarka leœna) zosta³y uruchomione w semestrze letnim 2002 roku (równie¿ semestr letni). By³y to: „SIP i fotogrametria” (dla studentów IV roku) oraz „SIP w urz¹dzaniu lasu” (dla studentów IV roku – magistrantów z bloku urz¹dzania lasu). Wyk³ady z przedmiotu „SIP i fotogrametria” od jego uruchomienia prowadzone s¹ przez Paw³a Strzeliñskiego.

Zajêcia z przedmiotu „SIP w urz¹dzaniu lasu”, prowadzone pocz¹tkowo wspólnie przez Paw³a Strzeliñskiego i Andrzeja Wêgla (od 2004 roku wy³¹cznie przez Andrzeja Wêgla), realizowane s¹ g³ównie we wspó³pracy i na terenie oddzia³ów BULiGL w Poznaniu i Brzegu.

Tabela l. Wykaz przedmiotów i fakultetów z zakresu geomatyki realizowanych na Wydziale Leœnym AR w Poznaniu

a w z a N Wydzia,³ k e n u r e i k Semestr kW³ayd-y cÆzewni-ia Katedra e n z c y t a m o e g y t o i m d e z r P P I S i ai rt e m a r g o t o F elœn,ygosp. el.œ VIII 15 15 Urz¹dzanaiLasu P I S i ai rt e m a r g o t o F Leœn,yoch.rœ.rl X 15 30 Urz¹dzanaiLasu a k si w o d o r œ ei n o r h c o w O F N I y m e t s y S Rolnciz,yoch.rœ.r VIII 15 15 Urz¹dzanaiLasu e n z c y t a m o e g y t e tl u k a F ei w t ci n œ el d a n w a n z c y r e m u n a p a M Leœn,ygosp.b.œ VIII 15 – Urz¹dzanaiLasu u s al u i n a z d ¹ z r u w P I S Leœn,ygosp.fe.œ x 15 – Urz¹dzanaiLasu i k y t a m o e g i m a t n e m e l e z y t o i m d e z r P u s al a j c a z y r a t n e w n I Leœn,ygosp. el.œ VII 15 35 Urz¹dzanaiLasu a k si w o d o r œ ei n o r h c o w ei n a w o l e d o M Rolnciz,yoch.rœ.r IX 30 30 In¿yneiriiLeœnej h c a n e c o i u g n ir o ti n o m w ei n a w o l e d o M h c y w o k si w o d o r œ Rolnciz,yoch.rœ.r VIII 15 15 In¿yneiruLeœnej e n n e z rt s e z r p ei n a w o n al P Leœn,yoch.rœ.rl VII 15 15 Urz¹dzanaiLasu u s al ei n a w o r a d o p s o g a z e n j y c a e r k e R Leœn,yoch.rœ.rl VII 15 15 Urz¹dzanaiLasu u s al ei n a z d ¹ z r U Leœn,ygosp.el.œ VIII 15 91 Urz¹dzanaiLasu u s al ei n a z d ¹ z r U Leœn,yoch.rœ.rl VIII 30 45 Urz¹dzanaiLasu u s al ei n a z d ¹ z r U LeœnyZSZ VII 15 15 Urz¹dzanaiLasu i k y t a m o e g i m a t n e m e l e z y t e tl u k a F e n z c y t k a r p ai n ei n d a g a z – t e m e t n I Leœn,ygosp.el.œ VIII 15 – Urz¹dzanaiLasu h c y n l o r o p w ó t n u r g ai n ei s el a Z Leœn,yoch.rœ.rL VIII 15 – Urz¹dzanaiLasu Wyjaœnienia skrótów:

W trakcie spotkañ z pracownikami Biura studenci zapoznawani s¹ z technologi¹ systemów informacji przestrzennej dla nadleœnictw i parków narodowych.

Przedmiot „SIP i fotogrametria”, prowadzony dotychczas na kierunku gospodarka leœna, uruchomiony zostanie w zimowym semestrze 2004 roku równie¿ dla studentów na kierunku ochrona œrodowiska z Wydzia³u Leœnego. Wyk³ady bêd¹ prowadzone przez Paw³a Strzeliñ-skiego.

Elementy geomatyki pojawiaj¹ siê tak¿e na wyk³adach i æwiczeniach z 8 innych przed-miotów oraz na wyk³adach z 2 fakultetów (tab. 1). Spoœród oœmiu wymienionych przedmio-tów, tylko dwa prowadz¹ wyk³adowcy spoza Katedry Urz¹dzania Lasu. Na Wydziale Le-œnym zajêcia takie realizowane s¹ jedynie przez pracowników z Katedry In¿ynierii Leœnej.

Kolejne przedmioty bêd¹ wprowadzane sukcesywnie ze zmianami programów studiów dla wydzia³ów leœnych.

Prace magisterskie

Od czasu obrony (w 2001 roku) przez D. Gajewskiego pierwszej pracy magisterskiej z zakresu geomatyki, do chwili obecnej w Katedrze Urz¹dzania Lasu wypromowano ³¹cznie szeœciu magistrantów:

m pod kierunkiem prof. dr. hab. Ryszarda Misia:

– Gajewski Dariusz, 2001. Leœna mapa numeryczna jako przyk³ad zastosowania SIP w leœnictwie

m pod kierunkiem dr. in¿. Paw³a Strzeliñskiego:

– Pawe³ Szyd³owski, 2003. Zastosowanie systemu informacji przestrzennej w ocenie wp³ywu grodzenia upraw na szkody od zwierzyny

– £ukasz Poczekaj, 2003. Porównanie przydatnoœci przegl¹darek leœnej mapy nume-rycznej Mapan 1.1 i Mapnik 2.0 do pracy w nadleœnictwie

m pod kierunkiem dr. in¿. Andrzeja Wêgla:

– Dariusz Rutkowski, 2003. Wykorzystanie systemów informacji przestrzennej do pro-jektowania turystycznych szlaków komunikacyjnych na przyk³adzie Nadleœnictwa Z³otów

– Boles³aw Garwoliñski, 2004. Zakres i mo¿liwoœci zastosowania map numerycznych i map analogowych w nadleœnictwie

– Pawe³ Oleszkiewicz, 2004. Wykorzystanie systemów informacji przestrzennej w edu-kacji ekologicznej na przyk³adzie Nadleœnictwa Zlotów

Kolejne dwie prace s¹ na koñcowym etapie realizacji:

– Przemys³aw Tomczak, 2004. Waloryzacja funkcji lasu w Nadleœnictwie Wa³brzych, z wykorzystaniem technologii SIP (pod kierunkiem R. Misia)

– Filip Radtke, 2005. Waloryzacja funkcji lasu w Nadleœnictwie Wa³brzych obrêb G³u-szyca, z wykorzystaniem technologii SIP (pod kierunkiem P. Strzeliñskiego). Obok realizacji prac typowo „geomatycznych”, pracownicy Katedry Urz¹dzania Lasu wspomagaj¹ równie¿ magistrantów innych katedr – g³ównie poprzez udostêpnienie oprogra-mowania oraz konsultacje z zakresu wykorzystania i analiz baz danych z nadleœnictw, a tak¿e parków narodowych.

Badania

Na Wydziale Leœnym AR w Poznaniu w zasadzie nie prowadzi siê specjalistycznych ba-dañ z zakresu geomatyki. Natomiast systemy informacji przestrzennej i elementy teledetekcji oraz fotogrametrii s¹ wykorzystywane jako narzêdzia analityczne w badaniach prowadzo-nych przez poszczególne katedry.

Ze wzglêdu na posiadane oprogramowanie, badania wykorzystuj¹ce metody geomatycz-ne prowadzogeomatycz-ne s¹ g³ównie w Katedrze Urz¹dzania Lasu oraz w Katedrze In¿ynierii Leœgeomatycz-nej.

W Katedrze In¿ynierii Leœnej, w ramach pracy doktorskiej „Ocena zdolnoœci retencyj-nych siedlisk leœretencyj-nych Parku Krajobrazowego Puszcza Zielonka”, realizowanej przez mgr. in¿. Sylwestra Grajewskiego (pod kierunkiem prof. dr. hab. Antoniego Milera), dla obiektu badawczego (teren Parku) wykonano m.in. uproszczony system informacji przestrzennej.

Najszerzej z tematyk¹ geomatyczn¹ koresponduje tzw. temat badañ w³asnych „Zagadnie-nia optymalizacyjne w urz¹dzaniu lasu z wykorzystaniem systemów informacji przestrzen-nej”, realizowany przez dr. P. Strzeliñskiego w Katedrze Urz¹dzania Lasu. Temat zosta³ zapla-nowany na lata 2004–2009; w jego ramach jest realizowana praca habilitacyjna. Jednym z obecnie testowanych w¹tków badawczych jest wykorzystanie systemów informacji prze-strzennej nadleœnictw do waloryzacji funkcji lasów oraz do planowania urz¹dzeniowego (Miœ i Strzeliñski, 2004; Strzeliñski, 2004).

Badania prowadzone przez Katedrê Urz¹dzania Lasu, wykorzystuj¹ce metody i narzêdzia geomatyczne, s¹ czêsto prowadzone we wspó³pracy z Biurem Urz¹dzania Lasu i Geodezji Leœnej (Oddzia³ w Brzegu oraz Oddzia³ w Poznaniu). Wspó³praca zainicjowana przez prof. R. Misia, dotyczy g³ównie tematyki przebudowy i rekonstrukcji drzewostanów oraz walory-zacji funkcji lasów. Wyniki prac zaprezentowane zosta³y m.in. na konferencjach we Freibur-gu (Miœ i R¹czka, 2003a, 2003b), Ustroniu-Jaszowcu (Miœ i Strzeliñski, 2004), Tale (Miœ i R¹czka, 2004a, 2004b; Strzeliñski, 2004).

Perspektywy rozwoju

Prowadzenie zarówno badañ, jak i dydaktyki z zakresu geomatyki oczywiœcie wymaga odpowiedniego zaplecza w postaci sprzêtu i oprogramowania. Obecnie wyposa¿enie przed-stawia siê nastêpuj¹co:

m Wydzia³owa Pracownia SIP i Fotogrametrii: 9 komputerów (zakup – lipiec 2003) m Sala dydaktyczna Katedry Urz¹dzania Lasu: 8 komputerów (zakup – lipiec 2003) m Oprogramowanie:

– ArcGIS 8.3 – 5 licencji (zakup – 2002/2003) – ERMapper 6.4 – 5 licencji (zakup – 2003) – Mapnik 2.0 – l licencja

– Mapan 1.1 – 1 licencja

Zasoby posiadanego oprogramowania niestety nie gwarantuj¹ wiêkszej liczbie chêtnych studentów dostêpu do najnowszych narzêdzi, pozwalaj¹cych na zaawansowane analizy. W zwi¹zku z tym kszta³cenie podstawowe (w zakresie æwiczeñ kameralnych) odbywa siê g³ównie na bazie programów typu freeware, bêd¹cego najczêœciej przegl¹darkami ró¿nych formatów

gisowskich. W zajêciach wykorzystywane jest tak¿e oprogramowanie zakupione przez Lasy Pañstwowe do transformacji i konwersji wspó³rzêdnych (TraKo); w najbli¿szym czasie bê-dzie wykorzystywane tak¿e oprogramowanie dotycz¹ce aktualizacji (Aktualizator) i kontroli leœnej mapy numerycznej (Kontrola).

Powa¿nym utrudnieniem przy realizacji tematyki z zakresu teledetekcji i fotogrametrii jest brak sprzêtu i oprogramowania umo¿liwiaj¹cego analizy stereoskopowe. W zwi¹zku z tym podjête zosta³y kroki zmierzaj¹ce do nawi¹zania wspó³pracy z firm¹ Intergraph Europe Pol-ska Sp. z o.o. celem skorzystania z oferty na zakup edukacyjnych zestawów fotograme-trycznych ImageStationSSK.

Niezbêdne s¹ tak¿e zakupy œredniej klasy odbiorników GPS, umo¿liwiaj¹ce pomiar pod drzewostanem w czasie rzeczywistym, z dok³adnoœci¹ ok. 3–5 m.

Podjête zostan¹ tak¿e rozmowy z Departamentem Ochrony Przyrody w Ministerstwie Œrodo-wiska celem otrzymania sprzêtu i oprogramowania w ramach wdra¿ania sieci NATURA 2000. Pomyœlny i dynamiczny rozwój geomatyki na Wydziale Leœnym Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu wymaga nie tylko nak³adów finansowych na zakup sprzêtu i oprogramowania. Niezbêdne jest tak¿e powiêkszenie odpowiednio wykszta³conej kadry, reprezentuj¹cej (optymalnie) wszystkie dziedziny nauk leœnych.

Literatura

Miœ. R., Strzeliñski P., Wêgiel A. 2001: Systemy informacji przestrzennej w leœnictwie i ochronie œrodowiska leœnego. Wyd. AR Poznañ.

Miœ R., R¹czka G. 2003a: Conversion of lowland forests in Poland. The Question of Conversion of Conife-rous Forests. International IUFRO Conference. Freiburg im Breisgau, Germany. Freiburger Forstliche Forschung, Heft 47: 62.

Miœ R., R¹czka G. 2003b: Forest reconstruction in Poland. The Question of Conversion of Coniferous Forests. International IUFRO Conference. Freiburg im Breisgau, Germany. Freiburger Forstliche For-schung, Heft 47: 63.

Miœ. R., Strzeliñski P., 2004: Rozmiar pozyskania u¿ytków drzewnych w kraju a spo³eczne funkcje lasu. Konferencja naukowo-techniczna zorganizowana przez GDLP, SITLiD i RDLP Katowice „Stan zasobów drzewnych Lasów Pañstwowych i mo¿liwoœci ich u¿ytkowania”.

Miœ R., R¹czka G. 2004a: The valuation of forest functions as a support tool for forest management planning. International IUFRO Conference on Sustainable Harvest Scenarios in Forest Management. Tale, The Low Tatras, Slovakia.

Miœ R., R¹czka G. 2004b: The resulfs of the valuation of forest functions in Brzeg Forest Dnision, Poland. International IUFRO Conference on Sustainable Harvest Scenarios in Forest Management. Tale, The Low Tatras, Slovakia.

Strzeliñski P. 2004: Research on results of decision about eniargement of protective forests areas in a forest district. International IUFRO Conference on Sustainable Harvest Scenarios in Forest Management. Tale, The Low Tatras, Slovakia.

Summary

The history of research on spatial information systems at the Faculty of Forestry of the Agricultural University of Poznañ went back to the early 1970s. Then, in cooperation with Forest Research Institute, research project, which concerned information methods in forest management, was carried out. As a result, a project of information system of forestry was created.

In the academic year 1975/1976 professor Edward ¯ó³ciak within the lectures of forest management presented issues from the fieid of photogrammetry in forest survey. Professor ¯ó³ciak conducted the above lectures until the academic year 1988/1989.

In the middle of the 1990s, professor Ryszard Miœ from the Faculty of Forestry and his postgraduate students (Pawe³ Strzeliñski and Andrzej Wêgiel) started a series of courses tending towards imple-mentation of geomatic technologies. In 2001 the Laboratory of SIP and Photogrammetry was foun-ded, and dr Pawe³ Strzeliñski became its head.

In 2001 Ryszard Miœ, Pawel Strzeliñski and Andrzej Wêgiel published handbook „Geographic infor-mation systems in forestry and environmental protection”. In the same year the first master`s thesis from the field of geomatics was written „Forest numerical map as an example of SIP use in forestry”. In total seven master`s theses from the field of geomatics had been written in the Forest Management Department by June 2004.

In 2003 Forest Management Department bought the first GIS packets – Arc View and ERMapper and new computers with software for faculty laboratory and a classroom belonging to the Department. Presently at the Faculty of Forestry employees of Forest Management Department conduct three obligatory courses and two optional lectures on geomatics. Additionally, elements of geomatics are taught within eight other obligatory courses and two optional ones. Two courses are organized by Forest Engineering Department, the rest – by Forest Management Department.

At the Faculty of Forestry in Poznañ no specialized research on geomatics is conducted. On the other hand, spatial information systems, remote sensing and photogrammetry are used as analitical instru-ments for research conducted by individual departinstru-ments.

Pawe³ Strzeliñski strzelin@au.poznan.pl www.au.poznan.pl/kul tel. +4861 848 76 67 fax +4861 848 76 62