Zastosowanie GIS w badaniach przyrodniczych


Tomasz Bartuś



Przedmiot mający na celu zapoznanie studentów z najważniejszymi współczesnymi metodami przetwarzania przestrzennych danych cyfrowych dotyczących abiotycznych składników środowiska przyrodniczego (budowy geologicznej, rzeźby terenu, wód powierzchniowych, gleb i klimatu). W ramach przedmiotu studenci wykonują projekt mapy sozologicznej wybranego obszaru (gminy / powiatu / formy ochrony przyrody). Wykonują także szereg ćwiczeń mających na celu zapoznanie ich z metodyką i sposobami przetwarzania przestrzennych danych cyfrowych.

  1. Etapy oceny środowiska przyrodniczego
  2. Wizualizacja danych ogólnogeograficznych
  3. Tworzenie numerycznych modeli terenu
    • model TIN
    • model GRID
  4. Przetwarzanie numerycznych modeli terenu
    • podstawowe atrybuty topograficzne
    • modelowanie form rzeźby terenu
    • modelowanie hydrologiczne
  5. Metody analizy zmiennych zregionalizowanych ciągłych
    • metoda IDW
    • geostatystyka
  6. modelowania 3D
  7. Analiza ilościowa krajobrazu za pomocą miar krajobrazowych
Mastej, W., Bartuś, T, 2024. Supervised classification of morphodiversity using artificial neural networks on the example of the Pieniny Mts (Poland). Catena 242. 108086Bartuś, T, Mastej, W., 2023. Morphodiversity as a Tool in Geoconservation: A Case Study in a Mountain Area (Pieniny Mts, Poland). Sustainability 15(14). 11357Struktura i różnorodność abiotycznych komponentów krajobrazu w ocenie i delimitacji obszarów chronionych na przykładzie rejonu Ojcowskiego Parku Narodowego i jego otoczenia
 
 

1. Informacje wstępne

Oprogramowanie, licencja, instalacja...

Dane

 
 
 
 
Wykład 1: Etapy oceny środowiska przyrodniczego
 
 

2. Pozyskiwanie i przetwarzanie danych

BDOT10k i BDOO
Wykład 2: Polskie zasoby GIS
 
 
Ćwiczenie 1: Tworzenie kompozycji map tematycznych na podstawie danych referencyjnych
 
Ćwiczenie 2: Mapa form ochrony przyrody dla wybranego powiatu
 
 
Wykład 3: Pozyskiwanie danych wektorowych
 
 
Ćwiczenie 3: Mapa trudności szlaków rowerowych w rejonie Rowu Krzeszowickiego
 
Wykład 4: Globalny System Pozycyjny (GPS)
 
 
Ćwiczenie 4: Rektyfikacja map
 

3. Numeryczne modele terenu

Wykład 5: Numeryczne modele terenu
 
 
Ćwiczenie 5: Tworzenie NMT typu TIN
 
Wykład 6: Interpolacja metodą IDW
 
 
Ćwiczenie 6: Interpolacja metodą IDW i przetwarzanie NMT
 
Wykład 7: Podstawowe atrybuty topograficzne
 
 
Ćwiczenie 7: Podstawowe atrybuty topograficzne
 

4. Analizy 3D

Ćwiczenie 8: Drapowanie obrazów na NMT
 
Ćwiczenie 9: Wizualizacja skażeń wody w warstwie wodonośnej
 
Ćwiczenie 10: Analiza związku skażenia gleby izotopem cezu i zachorowalności na raka tarczycy
 

5. Modelowanie form rzeźby terenu

Wykład 8: Podstawy modelowania rzeźby terenu za pomocą topograficznego indeksu pozycji (TPI)
 
 
Ćwiczenie 11: Modelowanie podstawowych form rzeźby terenu za pomocą wskaźnika TPI
 
 
Wykład 9: Podstawy modelowania rzeźby terenu za pomocą geomorfonów
 
 
Ćwiczenie 12: Modelowanie podstawowych form rzeźby terenu metodą geomorfonów
 
 

6. Geostatystyka

Wykład 10: Wstęp do geostatystyki
 
 
Ćwiczenie 13: Geostatystyka - analizy wstępne
 
Ćwiczenie 14: Eksploracja danych
 
 
Ćwiczenie 15: Modelowanie geostatystyczne
 
 
Ćwiczenie 16: Porównywanie modeli
 
 
Ćwiczenie 17: Modelowanie prawdopodobieństwa przekroczenia wartości krytycznej
 
 

7. Modelowania hydrologiczne

Wykład 11: Podstawy modelowania hydrologicznego
 
 
Ćwiczenie 18: Podstawowe metody modelowania hydrologicznego z zastosowaniem ArcHydro Tools
 
 
Ćwiczenie 19: Modelowanie powodzi
 
 

8. Modelowania topoklimatyczne

Wykład 12: Topoklimatologia, terminologia, modelowanie
 
 
Ćwiczenie 20: Model topoklimatyczny OPN
 
 

Tips and Tricks

Geomedia Professional

  1. Konwersja obiektów z klasy złożonej (Compound) do klas o geometrii punktowej, liniowej i powierzchniowej
  2. Wyszukiwanie duplikatów obiektów
  3. Łączenie obiektów w obrębie klasy
  4. Wycinanie fragmentu klasy (mapy, sceny)
  5. Obliczanie parametrów geometrycznych (np. łącznej powierzchni poligonów)
  6. Masowa modyfikacja atrybutów
  7. Liczba obiektów punktowych wewnątrz oczek siatki
  8. Liczba platów poligonowych wewnątrz oczek siatki
  9. Centroidy obiektów poligonowych
  10. Liczba kategorii płatów i wsp. SHDI
  11. Łączna długość linii wewnątrz ob. poligonowych

Geomedia Grid

  1. Import danych .xyz do GG
  2. Rasteryzacja
  3. Esport GG do ArcGis
  4. średnia wysokość położenia poligonów

G.S. Surfer

  1. Konwersja współrzędnych strony na współrzędne mapy
  2. Surfer Variogram Tutoria
  3. Anizotropia

ArcGIS Desktop

  1. Autokorelacja przestrzenna
  2. MAUP
  3. Łączenie zbiorów ASCII GRID w jedną całość
  4. Problem pikseli NoData w rastrach
  5. Konwersja zbiorów XYZ do rastra
  6. Konwersja zbiorów rastrowych do XYZ
  7. Ekstrakcja max wartości z rastra w obrębie poligonów
  8. Współrzędne geograficzne obiektów punktowych
  9. Statystyki fokalne
  10. Poster: Topologia geobazy - reguły topologiczne

BDOT

  1. Klasyfikacja obiektów BDOT10k

Inne

  1. Kalkulator Zadorskiego