This is an open access article under the Creative Commons BY-NC-ND license
No II/1/2018, POLISH ACADEMY OF SCIENCES, Cracow Branch, pp. 377-392 Commission of Technical Rural Infrastructure
DOI: https://doi.org/10.14597/INFRAECO.2018.2.1.025
ENA PR
ATN
I E A
STAT
LATA
NTR LI PR
ES
ER
N
U S LA
TUR ST
N
ASPE
IE
ART
ANIA E M RF L
I
NE
3DZHá ûZLąNDáD RDIDá KRFLHU] EG\WD 3XQLDFK SWDQLVáDZ S]RPEDUD 0LFKDá NĊG]ND DDZLG 0URFKHĔ WLWROG NLHZLHP 3DZHá WLąFHN
$*+$NDGHPLD*yUQLF]R+XWQLF]DZ.UDNRZLH
ASSESSMENT OF THE USEFULNESS OF UNMANNED AERIAL
9EHICLES TO INS3ECTION OF EROSI9E 3ROCESSES
ALONG TOURIST TRAILS IN TERMS OF
GEOMOR
3HOLOGICAL MA33ING
SWUHV]F]HQLH
Niniejszy artyku jest pr b okre lenia przydatno ci bezza ogo-wych statk w lataj cych (BSL) do opracowa geomorfologicznych. Ba-dania przeprowadzono w Tatrza skim Parku Narodowym (zielony szlak z My lenickich Turni na Kasprowy Wierch). Jest to obszar, na kt rym procesy morfogenetyczne zachodz z du a intensywno ci . Efektem s liczne formy erozyjne. Do pomiar w zosta u yty wielowirnikowiec wy-posa ony w niemetryczn kamer wiat a widzialnego. Pozyskane dane wykorzystano do wygenerowania wysokorozdzielczej ortofotomapy oraz numerycznego modelu pokrycia terenu (NMPT). W ramach prac tereno-wych przeprowadzono r wnie kartowanie geomorfologiczne badanego obszaru. Na tej podstawie mo liwa by a ocena przydatno ci wygenero-wanych NMPT do bada geomorfologicznych oraz ich korelacja z na-ziemnym kartowaniem geomorfologicznym. Opieraj c si na
pozyska-nych materia ach, podj to pr b oceny skutk w i intensywno ci erozji szlak w turystycznych w tej cz ci Tatr. Do analiz wykorzystano wy-generowan ortofotomap i NMPT (dane aktualne) oraz dane archiwal-ne pochodz ce z lotniczego skanowania laserowego przeprowadzoarchiwal-nego w 2012 r. Interpretacja ww. materia w pozwoli a stwierdzi , e produkty utworzone na podstawie danych pozyskanych z BSL s bardzo pomocne w opracowaniach geomorfologicznych. Korzystaj c z nich, mo na z du dok adno ci okre li stopie erozji na szlakach oraz ich zmiany prze-strzenne, a tak e oceni wizualnie i ilo ciowo stopie przekszta ce terenu (m.in. okre li obj to ci usuni tych pokryw zwietrzelinowych i
materia-u glebowego). Mo liwe jest r wnie wyci gni cie wniosk w o dalszym przebiegu proces w erozyjnych i wyznaczenie obszar w, kt re erozj mog by obj te w niedalekiej przysz o ci. To z kolei pozwoli na takie planowanie przebiegu szlak w oraz ich remont w, aby zminimalizowa wp yw antropopresji spowodowany przez wzmo ony ruch turystyczny. S o a kluc o e bezza ogowe statki lataj ce, fotogrametria niskopu apo-wa, erozja, kartowanie geomorfologiczne
AEVWUDFW
The paper is an attempt to determine the suitability of unmanned aerial YehiFles 8$9 for JeomorpholoJiFal studies The researFh Zas Farried out in the Tatra 1ational 3arN Jreen trail from 0yĞleniFNie Turnie to .asproZy :ierFh 0orphoJenetiF proFesses oFFur Zith hiJh intensity in this area and give rise to numerous erosive form. A multiro-tor eTuipped Zith a non-metriF visible light Famera Zas used for meas-urements. The aFTuired data Zas used to generate a high resolution or-thophotomap and a digital surfaFe model '60 . As part of the in-¿eld data Fapture geomorphologiFal mapping of the researFh area Zas Far-ried out as Zell. 2n this basis it Zas possible to assess the suitability of the generated '60 for the geomorphologiFal researFh. 0oreover the Forrelation betZeen the '60 and the terrestrial geomorphologiFal map-ping is evaluated. In virtue of obtained data, effects and the intensity of tourist trails erosion Zere assessed in this part of the Tatra 0ountains. The analysis involved the orthophotomap and the '60 current data as Zell as archival data from aerial laser scanning A/6 conducted in . Interpretation of above-mentioned results alloZed to conclude that the data originating from UAV is very helpful in geomorphological studies. It is possible to determine the level of trails erosion and their spatial changes Zith high accuracy. )urthermore it alloZs to assess visually and quantitatively the extend of the land transformations (e.g. determine the volume of removed rocN Zaste and soil). In conclusion, it
is also possible to prescribe the further course of erosion processes and identify areas that might be suffered by erosion in the near future. This in turn Zill alloZ to change trails planning strategy, in order to mini-mi]e the impact of anthropogenic effect caused by intensi¿ed tourist ÀoZs. KH\ZRUGV unmanned aerial vehicles, loZ altitude photogrammetry, ero-sion, geomorphological mapping
ST P
Tatry achodnie zbudowane s g wnie ze ska osadowych, w r d kt rych dominuj wapienie, dolomity, piaskowce, mu owce i upki ilaste (Passendorfer 1978). racji swojej budowy geologicznej s szczeg lnie nara one na zjawiska erozyjne. Naturalne procesy morfogenetyczne, w po czeniu z siln antropopre-sj skutkuj stopniow degradacj szlak w. Przekszta canie rze by zwi zane jest z przebiegiem proces w sekularnych oraz ekstremalnych, kt re w bardzo kr tkim czasie powoduj przeobra enie rze by i rozw j licznych nowych form zar wno erozyjnych, jak i akumulacyjnych (Gorczyca, Krzemie 2005). Najbar-dziej jest to widoczne w obr bie pi ter le nego i krioniwalnego. Procesy te maj charakter punktowy, liniowy lub powierzchniowy.
Naturalne procesy morfogenetyczne modeluj ce stref drogi czy te szla-ku turystycznego mo na podzieli na dwie grupy. Do pierwszej nale procesy autogeniczne, zwi zane z istnieniem drogi czy szlaku, kt rych wyst powanie lub du e nat enie jest skutkiem obna ania i rozlu niania pod o a, a wi c ruchy masowe, sp ukiwanie, procesy kriogeniczne oraz de acja. Do drugiej nale pro-cesy allogeniczne niezwi zane z istnieniem drogi czy szlaku, ale maj ce wp yw na ich morfologi . Do tej grupy nale procesy pluwiograwitacyjne i morfolo-giczna dzia alno niegu. tego wzgl du pewne strefy s bardziej nara one na degradacj , czyli intensywniejsze modelowanie. Nale do nich obszary o du ej koncentracji wody p yn cej po stoku, strefy z drobnym materia em podlegaj -ce intensywnemu dzia aniu lodu w knistego, a tak e powierzchnie ods oni te, wra liwe na dzia anie wiatru, szczeg lnie w obr bie prze czy (Kotarba i in. 1987). Procesy antropopresji s silnie zwi zane z ruchem turystycznym. Roz-poczynaj si one od niszczenia ro linno ci, usuwania wierzchniej warstwy gle-by i uruchamiania pokryw zwietrzelinowych. Obszar pozbawiony ro linno ci jest szczeg lnie wra liwy na dzia anie si morfogenetycznych. Dochodzi wtedy do rozlu niania i rozkruszania litej ska y oraz przemieszczania grawitacyjne-go rumoszu skalnegrawitacyjne-go (Kotarba 1976; Migrawitacyjne-go 2006; Fidelus 2008; R czkowska, Koz owska 2010). Wymienione wy ej procesy denudacyjne skutecznie po-wstrzymuj dalsz sukcesj ro linno ci, co w konsekwencji przyczynia si do pog bienia i poszerzania stref dr g i szlak w turystycznych i do dalszej ich
de-gradacji. Ponadto w strefach zniszczonej ro linno ci nast puje zwielokrotnienie intensywno ci proces w denudacyjnych (Gorczyca 2000).
Procesy denudacyjne zachodz z r n intensywno ci w zale no ci od p r roku. Pierwsz por , w kt rej procesy te s najsilniejsze, jest pora niweoplu-wialna, czyli pora zanikania pokrywy nie nej. Drugim okresem intensy ka-cji zjawisk jest czas nawalnych i intensywnych deszczy. W obydwu tych prze-dzia ach czasowych g wn rol destrukcyjn odgrywa erozja wodna. Powstaj w wczas liczne rozci cia erozyjne, kot y eworsyjne oraz sto ki nap ywowe. Dochodzi tak e do powstawania lawin b otnych oraz intensywnego wymywania rumoszu skalnego (K apa 1980). Cz ste przej cia temperatury przez 0°C powo-duj zamarzanie i rozmarzanie wody w szczelinach skalnych i materiale zwie-trzelinowym, co skutkuje znacznym przyspieszeniem dezintegracji litych ska . W szczelinach zakorzeniaj si dodatkowo ro liny, kt re tak e w znacz cym stopniu przyczyniaj si do dalszego rozpadu materia u skalnego. Efektami tych przemian s pokrywy zwietrzelinowe, czyli lu ne niezwi zane masy skalne. Wy-mienione wy ej procesy denudacyjne skutecznie powstrzymuj tak e sukcesj ro linno ci, co w konsekwencji przyczynia si do pog bienia i poszerzania stref dr g i szlak w turystycznych i do dalszej ich degradacji. Ponadto w strefach zniszczonej ro linno ci nast puje zwielokrotnienie intensywno ci proces w de-nudacyjnych (Gorczyca 2000).
Tradycyjne metody badania zmian rze by terenu obejmuj kartowanie geomorfologiczne z wykorzystaniem prostych technik pomiarowych (Fide-lus 2008; R czkowska, Koz owska 2010; Fide(Fide-lus 2012). Jednak jest to zaj cie bardzo czasoch onne, cz sto realizowane tylko dla wybranych, niewielkich ob-szar w. kolei nowoczesne technologie pomiarowe (fotogrametria naziemna i lotnicza, naziemny i lotniczy skaning laserowy czy zobrazowania satelitarne) pozwalaj monitorowa zmiany na rozleg ych obszarach (Kaab 2002; Perroy i in. 2010). Ich wad jest natomiast wysoka kosztoch onno . W ostatnim czasie coraz wi ksz popularno ci ciesz si bezza ogowe statki lataj ce (BSL), kt re r wnie umo liwiaj pozyskiwanie danych przestrzennych. Ich przydatno do inwentaryzacji szlak w turystycznych w warunkach wysokog rskich potwier-dzaj badania zrealizowane w Tatrza skim Parku Narodowym (TPN) ( wi ka a i in. 2017; wi ka a i in. 2018).
Najwa niejszym celem przedstawionych bada jest okre lenie przydatno-ci BSL oraz generowanych na podstawie materia w pomiarowych wysokoroz-dzielczych Numerycznych Model w Porycia Terenu i/lub Numerycznych Mo-del w Terenu (NMPT/NMT) do badania stopnia erozji szlak w turystycznych w TPN w aspekcie kartowania geomorfologicznego.
MATERIA I MET
Badania zosta y zrealizowane w Tatrza skim Parku Narodowym we wrze-niu 2017 roku. Inwentaryzacji poddano zielony szlak turystyczny o d ugo ci 6,4 km prowadz cy z Ku nic (1025 m n.p.m.) przez My lenickie Turnie (1360 m n.p.m.) na szczyt Kasprowego Wierchu (1987 m n.p.m.). Rejon Kasprowego Wierchu nale y do najcz ciej odwiedzanych miejsc w TPN (Gorczyca, Krze-mie 2002), co niew tpliwie przyczynia si do wzrostu intensywno ci proces w erozyjno-denudacyjnych czy akumulacyjnych. e wzgl du na siln antropopre-sj i skomplikowana rze b wzbudza zainteresowanie badaczy w aspekcie wy-korzystania nowoczesnych zdalnych technik pomiarowych (W yk i in. 2008).
Inwentaryzacj szlaku w pasie 25 m po obu stronach wykonano metod fotogrametryczn z bezza ogowego statku lataj cego. W tym celu wykorzysta-no wielowirnikowiec rmy DJI, model S1000+. Na bezza ogowym statku la-taj cym zosta zamontowany aparat Sony Alfa A7R z obiektywem Sony eiss Sonnar T FE 35 mm F2.8 A, kt rego po o enie by o stabilizowane za pomoc gimbala enmuse 15-A7.
Plany lot w bezza ogowego statku powietrznego zosta y dostosowane do charakteru obszaru opracowania przy uwzgl dnieniu wyst puj cych wzd u szlak w deniwelacji terenu. Dla poszczeg lnych odcink w projekty misji za-k ada y nalot w dw ch szeregach r wnoleg ych wzgl dem siebie i osi szlaza-ku. W ten spos b zaprojektowano 5 misji o d ugo ciach od 3,0 km do 4,1 km, kt re ostatecznie zosta y przygotowane w oprogramowaniu DJI Ground Station.
akres prac przygotowawczych obejmowa r wnie wykonanie projektu rozmieszczenia fotopunkt w wzd u tras przelotu BSL oraz wskazanie opty-malnych miejsc startu i l dowania urz dzenia. a o enia projektowe zak ada y rozmieszczenie fotopunkt w w odleg o ci oko o 100 m od siebie. Przy czym ze wzgl du na trudne warunki terenowe za o enia te zosta y wst pnie zwery ko-wane na podstawie ortofotomapy oraz NMT, aby unikn teren w zadrzewio-nych (brak widoczno ci z powietrza) oraz niedost pzadrzewio-nych ze wzgl du na du e nachylenie stok w (potencjalne niebezpiecze stwo dla pomiarowego). kolei po o enie l dowisk dobierano tak, aby by y one atwo dost pne ze szlaku, od-dalone od przeszk d terenowych, tj. wysokich drzew czy cian skalnych, oraz aby w trakcie wykonywania nalotu BSL nigdy nie znalaz si poni ej wysoko ci punktu startu.
W trakcie prac terenowych, przed rozpocz ciem ka dego zaprojektowa-nego nalotu BSL, nale a o wytyczy , zamarkowa oraz pomierzy wsp rz dne przestrzenne fotopunkt w w granicach obszaru obj tego dan misj fotograme-tryczn .
Pomiar fotopunkt w (sztucznych i naturalnych) zrealizowano metod RTK GNSS w nawi zaniu do jednej z w asnych stacji bazowych, kt re zosta y
tymczasowo ustawione: w Ku nicach (przy dolnej stacji kolejki), na My lenic-kich Turniach i na Kasprowym Wierchu. Do pomiaru wykorzystano odbiorni-ki Javad TRIUMPH-1. W sumie pomierzono 89 fotopunkt w. Ich wsp rz dne wyznaczono w uk adzie wsp rz dnych p askich prostok tnych PL-2000 strefa 7 ETRF2000) oraz w uk adzie wysoko ci normalnych Kronsztad86 (PL--KRON86-NH) w oparciu o uasi geoid niwelacyjn PL-geoid-2011. Dok ad-no wyznaczonych wsp rz dnych jest na poziomie 2-3 cm.
W trakcie pomiar w wykonano 1650 fotogra i, kt re pos u y y do wy-r wnania blok w zdj . Ostateczne wy-redniokwadwy-ratowe b dy wsp wy-rz dnych punkt w osnowy fotogrametrycznej zestawiono w tabeli 1. rednie warto ci tych parametr w obliczone dla wszystkich misji wynosz : mx = 20 mm, my = 17 mm i mh = 24 mm, co odpowiada b dowi po o enia sytuacyjnego punktu mxy = 26 mm i b dowi po o enia przestrzennego mxyh = 35 mm.
Tabela 1. B dy wsp rz dnych punkt w osnowy fotogrametrycznej Table 1. Errors of points coordinates of the photogrammetric control
bs ar m
x [mm] my [mm] mh [mm] mxy [mm]
m
xyh
[mm]
1. Ku nice – My lenickie Turnie 17 15 21 22 31
2. My lenickie Turnie – Kasprowy Wierch 23 19 26 30 40
W dalszym etapie prac wygenerowano poszczeg lne produkty fotograme-tryczne tj. g st chmur punkt w, NMPT oraz ortofotomap , kt rych podstawo-we parametry zestawiono w tabeli 2.
Tabela 2. Parametry produkt w wynikowych na podstawie zdj
Table 2. The parameters of nal products generated on the basis of photographs
bs ar Lic ba punkt i cych (TLH 3RLQWV) Lic ebno chmury punkt Ro miar piksela ortofotomapy Ro miar siatki NMPT
1. Ku nice – My lenickie Turnie 587 015 809 605 131 20 mm 40 mm
2. My lenickie Turnie – Kasprowy Wierch 1 510 834 1 039 351 322 15 mm 30 mm
Dane archiwalne wykorzystane podczas bada pochodz z 2012 roku z projektu ISOK – Informatyczny System Os ony Kraju przed nadzwyczajnymi zagro eniami. Materia y obejmuj swoim zasi giem ca y park narodowy, w tym obszary obj te niniejszym opracowaniem. Pozyskane dane charakteryzuj si b dem rednim wysoko ci punkt w w przedziale do 0,2 m, a g sto punkt w
wynosi minimum 4 pkt/m2 (wg Centralny O rodek Dokumentacji Geodezyjnej i Kartogra cznej). Na podstawie otrzymanych chmur punkt w wygenerowano dla obszar w opracowania NMPT oraz NMT (na podstawie klasy kacji wyko-nanej przez CODGiK) w postaci rastrowej o rozdzielczo ci 35 cm. Wygenero-wane produkty stanowi y dane wej ciowe do dalszych opracowa .
Dla szlaku zielonego z Ku nic na Kasprowy Wierch przeprowadzono kar-towanie geomorfologiczne form terenu. Skupiono si na obszarach, gdzie pro-cesy geomorfologiczne w najwi kszym stopniu wp ywaj na kszta t i przebieg szlak w turystycznych.
RE ULTAT I NI S I
Jednym z g wnych cel w prowadzonych prac by o okre lenie stop-nia przydatno ci BSL do oceny intensywno ci erozji szlak w turystycznych w aspekcie kartowania geomorfologicznego. W wyniku kartowania opisano cznie 14 obszar w, na kt rych zachodzi intensywna erozja lub jest du e poten-cjalne zagro enie erozj w przysz o ci. Rezultaty oraz rozmieszczenie stanowisk przedstawiono w tabeli 3 oraz na rysunku 1.
Tabela 3. estawienie obszar w obj tych kartowaniem geomorfologicznym Table 3. List of areas covered by geomorphological mapping
Symbol sp r ne pis proces i form
K1 N49° 14,046’ E19° 58,819’
Lu ny rumosz skalny, wi kszo g az w niezwi zana z pod o em. rednica 20–30 cm. Wyra nie widoczne ruchy masowe (odpadanie, obrywanie). Spe zywanie pokryw prawie niewidoczne. Ro linno kserotermiczna, bardzo rzadka, pojedyncze kos wki. Granica pietra al-pejskiego i subalal-pejskiego. Umiarkowane procesy de acji (wywiewanie lu nego materia u glebowego). W miejscach gdzie wyst puje ro linno s abo widoczna dzia alno lodu w knistego.
K2 N49° 14,066’ E19° 58,805’ Wyra nie widoczne ruchy masowe, du a ilo niezwi zanych g az w (go oborze) lu ne kamienie, bez ro linno ci. K3 N49° 14,214’ E19° 58,675’ Bruzda erozyjna o d ugo ci 3 m, szeroko ci ok. 30 cm i g boko ci 15–20 cm. Silne wymywanie wierzchniej warstwy gleby. Erozja pot
-gowana przez sk p ro linno pi tra subalpejskiego.
K4 N49° 14,235’ E19° 58,656’ Liczne bruzdy erozyjne, lu ne kamienie, pojedyncze kos wki.
K5 N49° 14,291’ E19° 58,631’ Wyra nie widoczne osuwisko skalne. Pocz tki ruch w masowych, silne punktowe i liniowe wymywanie pokryw zwietrzelinowych. Pojedyncze lu ne g azy o rednicy 50–70 cm.
Symbol sp r ne pis proces i form
K7 N49° 14,693’ E19° 58,557’ Bruzdy erozyjne, liczne lu ne kamienie, intensywne procesy sp ukiwa-nia pokrywy glebowej, dawny skr t wydeptany przez turyst w. K8 N49° 14,740’ E19° 58,547’ G rna granica lasu, obszar, w kt rym zjawiska wietrzenia mrozowe-go, odpadania i obrywania ska ust puj miejsca wielkoobszarowym,
powolnym ruchom masowym (soli ukcja i spe zywanie).
K9 N49° 14,992’ E19° 58,593’
Na du ym obszarze po obu stronach szlaku zachodzi soli ukcja
i spe zywanie pokryw glebowych. Proces ten zachodzi ci gle, w d ugim okresie, na co wskazuje jednoznacznie charakterystyczne ukowate wy-gi cie drzew. Procesy te zachodz z r n intensywno ci w zale no ci od rodzaju pod o a. Im rednica ziaren w utworach powierzchniowych mniejsza ( 0,2 mm), tym wi ksze prawdopodobie stwa wyst pienia soli ukcji. Takie pod o e jest te w wi kszym stopniu nara one na przekroczenie warunk w brzegowych i p yni cie podczas nawalnych opad w deszczu w porze letniej.
K10 N49° 15,068’ E19° 58,607’
Rynna erozyjna o szeroko ci 3,5 m i d ugo ci oko o 15 m prostopadle do szlaku, aktywne ruchy masowe powoduj ce osiadanie fragmentu szlaku. Widoczne lady po opadach nawalnych w postaci licznych, ma ych bruzd. Du e nachylenie 45°.
K11 N49° 15,063’ E19° 58,649’ Rynna erozyjna o szeroko ci 4 m i d ugo ci oko o 20 m, prostopadle do szlaku, aktywne ruchy masowe powoduj ce osiadanie fragmentu szlaku. Du e nachylenie 45°
K12 N49° 15,019’ E19° 58,696’ Do g boka, bardzo aktywna bruzda erozyjna (1 m). Wok intensyw-ne procesy soli ukcji. K13 N49° 14,962’ E19° 58,758’ Sto ek piargowy z lu nym materia em skalnym wype nionym zwie-trzelin , nachylenie oko o 15°, u podn a widoczny wymyty materia
glebowy. K14 N49° 15,560’ E19° 58,451’
ewn trzny meander cieku w bezpo redniej okolicy szlaku, widoczne intensywne wymywanie materia u i lepiszcza pokryw zwietrzelino-wych. Du e niebezpiecze stwo uszkodzenia szlaku podczas nawalnych opad w deszczu.
Na odcinku od Ku nic do My lenickich Turni przewa aj g wnie powol-ne ruchy masowe (soli ukcja i spe zywanie), co jest doskonale widoczpowol-ne po cha-rakterystycznym ukowatym wygi ciu drzew. Mimo, e spe zywanie pokryw nie zagra a bezpo rednio szlakom, istnieje zagro enie, e w momencie wyst pienia nawalnych opad w deszczu lub gwa townych roztop w mo e doj do katastro-falnych osuni ziemi szczeg lnie na stokach o nachyleniu powy ej 30 stopni. W kilku miejscach szlak przebiega bardzo blisko cieku wodnego, co wi e si z zagro eniem podmywania brzegu i wymywania materia u glebowego i w efek-cie mo e doprowadzi do osuni cia si pokryw. Na odcinku zielonego szlaku od My lenickich Turni na Kasprowy Wierch przewa aj gwa towne procesy morfo-genetyczne. racji tego, e szlak na tym odcinku przebiega powy ej g rnej
gra-nicy lasu, teren jest podatny g wnie na gwa towne ruchy masowe (obrywanie, odpadanie), kt re pot guje erozja mechaniczna (mrozowa). Pokrywy s s abo zastabilizowane przez ro linno , szczeg lnie w rejonie szczytowym Kaspro-wego Wierchu. Du y ruch turystyczny, powoduje dodatkowo w kilku miejscach poszerzenie szlaku w taki spos b, e powstaj liczne formacje liniowe bruzd erozyjnych, z kocio kami eworsyjnymi, kt rymi podczas nawalnych opad w deszczu transportowane s okruchy skalne i materia glebowy.
Rysunek 1. Lokalizacja stanowisk kartowania geomorfologicznego Figure 1 Location of geomorphological mapping stations
Rysunek 2. miany rze by terenu w okolicach Kasprowego Wierchu Figure 2. Changes in the relief in the vicinity of Kasprowy Wierch
Wyniki kartowania geomorfologicznego wykorzystano do sprawdzenia, czy produkty wygenerowane na podstawie danych pozyskanych z pok adu BSL mog s u y do oceny intensywno ci erozji szlak w turystycznych. W tym celu wykorzystano wykonan w ramach bada ortofotomap oraz NMPT (dane ak-tualne), a tak e dane ISOK (dane archiwalne). Na ich podstawie opracowano mapy r nic ukszta towania terenu pomi dzy stanem aktualnym a archiwalnym. W a ciwa interpretacja wyznaczanych r nic na obszarze szlak w turystycz-nych powinna polega na zlokalizowaniu lokalturystycz-nych zaburze warto ci r nic i por wnaniu ich z obrazem na wysokorozdzielczej ortofotomapie. Dzi ki takie-mu post powaniu mo na okre li przyczyn powsta ych zmian lub stwierdzi ,
e zwi zana jest ona z b dami pomiarowymi (np. tury ci znajduj cy si na szla-ku w trakcie wykonywania pomiaru albo zmiana wysoko ci wegetacji).
Na rysunku 2 zaprezentowano wyniki uzyskane dla trzech obszar w w pobli u kopu y szczytowej Kasprowego Wierchu, w kt rych zaobserwowano istotne zmiany erozyjne. Pokazuj one wyra nie, e zastosowane technologie pomiarowe i por wnawcze pozwalaj na wyznaczenie obszar w podlegaj cych zintensy kowanym procesom erozyjnym. Dodatkowo na rysunku 4a i 4b poka-zano pro l terenowy w obszarze B zaznaczonym na rysunku 3, kt ry odpowiada obszarowi K3 w tabeli 3. Koryto szlaku zosta o pog bione, a r nice wysoko ci wynosz nawet 40 cm.
a) ortofotomapa – BSL 2017 rok a) orthophotomap – UAV 2017
b) mapa r nic BSL 2017 rok – ISOK NMPT (skala barwna zgodna z Rysunkiem 2) b) map of differences UAV 2017 – ISOK DTM (color scale according to Figure 2)
Rysunek 3. Pro l terenowy dla obszaru B (K3) Figure 3. Field pro le for area B (K3)
Na rysunkach 5 i 6 przedstawiono kolejne przyk ady zastosowania BSL w aspekcie wspomagania kartowania geomorfologicznego. Na rysunku 5 zapre-zentowano go oborze w rejonie szczytu Kasprowego Wierchu (obszar K2 w ta-beli 3). Na ortoobrazie wida wyra nie, e lu ne okruchy skalne nie s zwi zane z pod o em, a tak e brak zastabilizowania pokryw przez ro linno . Takie zo-brazowanie daje du o bardziej szczeg owy obraz zachodz cych zmian w tere-nie. Drugi przyk ad (rysunek 6) prezentuje mo liwo wykorzystania NMPT.
W terenie oznaczono trzy osta ce podlegaj ce procesom erozyjnym (punkt K6 w tabeli 3). Uzyskane dane wysoko ciowe r wnie pozwalaj na identy kacj tej formy terenu.
a) pro l terenu dla obszaru B (K3) (linia czerwona – ISOK NMPT, linia niebieska – BSL NMPT) a) terrain pro le for the area B (K3) (red line – ISOK DTM, blue line – UAV DTM)
b) r nice wysoko ci pro lu terenowego ISOK NMPT i BSL NMPT b) height differences of the ISOK DTM and UAV DTM eld pro le
Rysunek 4. Ocena stopnia erozji szlaku w obszarze B (K3)
Figure 4. Assessment of the degree of erosion of the route in area B (K3)
Przedstawione przyk ady wykorzystania produkt w pozyskanych z pomia-r w BSL wykazuj ich du ppomia-rzydatno w ppomia-racach zwi zanych z kapomia-rtowaniem geomorfologicznym. Na ich podstawie jest mo liwa wizualna oraz ilo ciowa ocena stopnia i przyczyn zjawisk erozyjnych w obr bie szlak w w obszarach zalesionych i niezalesionych. W oparciu o wygenerowane NMPT mo liwe jest r wnie szacunkowe okre lenie obj to ci usuni tego materia u glebowego. Do-datkowo na podstawie zdj lub ortoobrazu mo na ledzi zmiany przebiegu szlak w, zmiany szeroko ci, jak r wnie oceni potencjalne miejsca zagro one erozj lub wymagaj ce bie cych remont w. Nale y jednak pami ta , e wy-korzystane dane archiwalne pochodz z projektu ISOK. Charakteryzuj si one znacznie mniejsz rozdzielczo ci przestrzenn , co powoduje, e cz charak-terystycznych obiekt w przestrzennych tj. koryta szlak w, pojedyncze g azy czy leje erozyjne mog y ulega generalizacji. Jednocze nie dane te charakteryzuj si mniejsz dok adno ci przestrzenn .
Rysunek 5. Ortofotoobraz 2017 r. po o enie obszaru K2 kartowania geomorfologicznego – Kasprowy Wierch
Figure 5. Ortofoto picture of the 2017 location of the K2 area of geomorphological mapping – Kasprowy Wierch
Rysunek 6. NMPT 2017 r. po o enie punktu K6 kartowania geomorfologicznego – Kasprowy Wierch
Figure 6. DTM 2017 location of point K6 of geomorphological mapping – Kasprowy Wierch
P I ANIA
Badania i publikacja zosta y zrealizowane w ramach projektu Ocena za-si gu i naza-silenia erozji wzd u szlak w turystycznych w zale no ci od stanu szlak w s nansowanego ze rodk w funduszu le nego Pa stwowego Gospo-darstwa Le nego Lasy Pa stwowe przekazanych Tatrza skiemu Parkowi Naro-dowemu w 2017 roku.
LITERATURA
wi ka a, P., Kocierz, R., Puniach, E., N dzka, M., Mamczarz, K., Niewiem, W., Wi cek, P. (2018). Assesment of the Possibility of Using Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) for the documentation of hiking trails in alpines areas. Sensors, 18(1): 1-28.
wi ka a, P., Kocierz, R., Puniach, E., N dzka, M., Mamczarz, K., Niewiem, W., Wi cek, P. (2017). 'ocumentation of hiking trails and Zooden areas using Unmanned Aerial Vehicles (UAV) in Tatra National Park. Infrastructure and Ecology of Rural Areas, 4(2): 1545-1561.
Fidelus, J. (2008). 6kutki pr]eks]taáceĔ antropogenic]nych r]eĨby Z obrĊbie ĞcieĪek i dryg turystyc]nych na Zybranych obs]arach Tatr =achodnich. Landform Analysis, 9: 276–279.
Fidelus, J., Rogowski, M. (2012). *eomorfologic]ne skutki turystyc]nego uĪytkoZania gr]bietyZ gyrskich na pr]ykáad]ie ĞcieĪek pies]ych Z Tatrach =achodnich i gyrach Bucegi (Rumunia). Landform Analysis, 19: 29–40.
Gorczyca, . (2000). :páyZ ruchu turystyc]nego na pr]eks]taácanie r]eĨby ZysokogyrskieM na pr]ykáad]ie masyZu &]erZonych :ierchyZ i regli ]akopiaĔskich (Tatry Zachodnie). Prace Geogr., Krak w: Instytut Geogra i UJ, Kr (105): 369–389. Gorczyca, E., Krzemie , K. (2002). :páyZ ruchu turystyc]nego na r]eĨbĊ Tatr]aĔskiego Parku NarodoZego. (w:) Przemiany rodowiska przyrodniczego Tatr, Krak
w-akopane: TPN-PTPNo , 389, 393.
Gorczyca, E., Krzemie , K. (2005). :páyZ turystyki pies]eM na pr]eks]taácanie r]eĨby Tatr (w:) Doma ski B., Skiba S., (red.) Geogra a i Sacrum, Krak w: IGiGP, 77-85. Kaab, A. (2002). Monitoring high-mountain terrain deformation from repeated air – and spaceborne optical data: examples using digital aerial imagery and ASTER data. ISPRS J. Photogramm. Remote Sens., 57: 39-52.
K apa, M. (1980). Morphogenetic processes and their connection Zith seasonal Zeather changes in the environment of +ala *ąsienicoZa in the Tatra Mountains. Wroc aw:
ak ad Narodowy im. Ossoli skich.
Kotarba, A. (1976). :spyác]esne modeloZanie ZĊglanoZych stokyZ Zysokogyrskich. Prace Geogr. IGiP PAN.
Kotarba, A., Kaszowski, L., Krzemie , K. (1987). +igh-mountain denudational system of the Polish Tatra Mountains. Ossolineum: Wroc aw.
Migo , P. (2006). *eomorphology. Warszawa: PWN.
Passendorfer, E. (1978). Ro]ZyM poglądyZ na budoZĊ geologic]ną Tatr Z okresie poZoMennym. Pr. Muz. iemi, 28: 3-33.
Perroy, R.L., Bookhagen, B., Asner, G.P., Chadwick, O.A. (2010). &omparison of gully erosion estimates using airborne and ground-based /i'AR on Santa &ru] Island, &alifornia. Geomorphology, 118: 288-300.
R czkowska, ., Koz owska, A. (2010). :páyZ turystyki na r]eĨbĊ i roĞlinnoĞü pr]y ĞcieĪkach Z otoc]eniu .asproZego :ierchu (w:) Krzan ., (red.) Nauka a zarz dzanie obszarem Tatr i ich otoczeniem, TPN-PTPNo Krak w- akopane, 3: 21–28.
W yk, P., Borowiec, N., Szombara, S., Wa czyk, R. (2008). *eneroZanie numeryc]nych modeli poZier]chni ora] terenu Z tatrach na podstaZie chmury punktyZ. Arch. Fotogram. Kartogr. i Teledetekcji, 18: 651–661.
Autor do korespondencji: dr in . Pawe wi ka a dr in . Rafa Kocierz dr in . Edyta Puniach mgr in . Pawe Wi cek AGH Akademia G rniczo Hutnicza Katedra Geodezji In ynieryjnej i Budownictwa al. Mickiewicza 30 30-059 Krak w Tel. (+48) 12 617 44 86 Email: pawelcwi@agh.edu.pl kocierz@agh.edu.pl epuniach@agh.edu.pl pwiacek@agh.edu.pl dr in . Stanis aw Szombara AGH Akademia G rniczo Hutnicza Katedra Geodezji integrowanej i Kartogra i al. Mickiewicza 30
30-059 Krak w Tel. (+48) 12 617 23 05 Email: szombara@agh.edu.pl
mgr Micha N dzka AGH Akademia G rniczo Hutnicza Katedra Kszta towania i Ochrony rodowiska al. Mickiewicza 30
30-059 Krak w Tel. (+48) 12 617 22 61 Email: mnedzka@agh.edu.pl mgr in . Dawid Mroche AGH Akademia G rniczo Hutnicza Katedra Ochrony Teren w G rniczych, Geoinformatyki i Geodezji G rniczej al. Mickiewicza 30
30-059 Krak w Tel. (+48) 12 617 22 87 Email: dawid.mrochen@gmail.com mgr in . Witold Niewiem AGH Akademia G rniczo Hutnicza Katedra Geoinformatyki, Fotogrametrii i Teledetekcji rodowiska
al. Mickiewicza 30 30-059 Krak w Tel. (+48) 12 617 38 26 Email: wniewiem@agh.edu.pl Wp yn o: 05.03.2018 Akceptowano do druku: 15.04.2018
