POMIARY KONTROLNE W SYSTEMIE DOPŁAT BEZPOŚREDNICH DO ROLNICTWA IACS
Dopłaty do rolnictwa są kontrolowane w ramach Zintegrowanego Systemu Zarządzania i Kontroli (ZSZIK, IACS Integration Administration Control System). Deklaracje składane przez rolników są sprawdzane pod kątem zgłaszanej powierzchni działek rolnych i typów upraw. Badania prowadzone w latach 2003–2023 na WGGiIŚ miały istotny wpływ na rozwój i standaryzację metod kontroli powierzchni działek rolnych w systemie dopłat bezpośrednich IACS na poziomie Unii Europejskiej. Prace te przyczyniły się do:
1.Opracowania założeń protokołu walidacji metod pomiaru powierzchni działek rolnych: osiągniecie 1 i 2.
2.Weryfikacji obowiązujących przepisów dotyczących przyjmowania tzw. tolerancji pomiarów kontrolnych powierzchni, która określa dopuszczalną różnicę powierzchni zadeklarowanej przez rolnika i uzyskanej w wyniku kontroli: osiągniecie 3.
3.Zmiany przepisów, które obowiązują wszystkie kraje unijne: osiągnięcie 4.
4.Wskazania potencjału danych z satelitów Sentinel-1/2 i VHR jako skutecznych narzędzi w kontroli upraw oraz walidacji deklaracji rolników. Wyniki te wspierają przejrzystość, efektywność i sprawiedliwość unijnego systemu IACS, a także przyczyniły się do ujednolicenia praktyk kontrolnych w skali europejskiej: osiągniecie 5.
Należy zwrócić uwagę na rozróżnienie zagadnienia walidacji metod pomiaru powierzchni działek rolnych (pkt. 1) od przyjmowania tolerancji pomiaru do rzeczywistych pomiarów kontrolnych powierzchni deklarowanej przez rolnika (pkt. 2).
CZYM RÓŻNI SIĘ POMIAR WALIDACYJNY OD RZECZYWISTEGO POMIARU KONTROLNEGO
Walidacja na sztucznie sygnalizowanych granicach działek - wyznaczenie szerokości bufora
Rzeczywisty pomiar kontrolny - tolerancja pomiaru = szerokość bufora (z walidacji) x obwód
Dziedzina: Inżynieria lądowa, geodezja i transport
Opis wpływu został zgłoszony jako:
Osoby, które prowadziły działalność naukową objętą każdym opisem wpływu:
1.Działalność naukowa
Działalność WGGIIŚ obejmowała badanie ryzyka podejmowania decyzji na podstawie danych geodezyjnych wykorzystywanych do kontroli w systemie IACS. Analizowano niepewność metod weryfikacji upraw rolnych objętych dopłatami bezpośrednimi. Kontroli podlega rzeczywista powierzchnia działki rolnej oraz uprawiana na niej roślina. Pomiar powierzchni odbywa się z wykorzystaniem zatwierdzonych metod pomiarowych, uprzednio walidowanych zgodnie z przepisami UE. Z kolei identyfikacja typu uprawy następuje podczas kontroli terenowej lub w sposób zdalny, przy użyciu danych teledetekcyjnych. Zarówno pomiar powierzchni jak i zdalne określanie uprawy są obarczone niepewnością, która wpływa na wiarygodność kontroli i ma bezpośrednie konsekwencje finansowe dla rolnika.
2.Efekty działalności naukowej
W 2005 przy udziale WGGiIŚ opracowano założenia protokołu walidacji metod pomiaru powierzchni działek przyjmując jako niepewność pomiaru szerokość bufora wzdłuż granicy, który po pomnożeniu przez obwód określa dopuszczalną różnicę powierzchni deklarowanej i zmierzonej (os. 1 i 2). Ostateczna wersja protokołu, opublikowana przez JRC w 2007, zawierała m.in. różne klasy metod pomiarowych, zależne od szerokości bufora z walidacji, co nie wynikało z naszych prac wstępnych. Czym innym jest walidacja urządzenia, a czy innym rzeczywisty pomiar kontrolny. Hipoteza została potwierdzona w ramach Proof of Concept, który wykonano w latach 2009–2011. Wyniki PoC stały się podstawą zmiany regulacji unijnych (os. 3 i 4). Osiągnięcie 5 dotyczy walidacji klasyfikacji typu uprawy na podstawie danych teledetekcyjnych, w tym metod ML. Wykazano, że powszechnie stosowane w ML metryki znacząco zawyżają dokładność klasyfikacji. Użycie właściwiej metryki dokładności ma bezpośredni wpływ na wiarygodność kontroli uprawy, ponieważ ewentualne rozbieżności muszą być wyjaśniane w terenie.
3.Społeczny wpływ
Metoda kontroli opracowana w AGH została wdrożona w przepisach UE które obowiązują wszystkie kraje członkowskie. W Polsce została zaadaptowana przez ARiMR, co zwiększyło przejrzystość kontroli, standaryzowało wymagania dla urządzeń GNSS i zmniejszyło liczbę nieuzasadnionych odrzuceń wniosków. Prace AGH miały wpływ na europejską politykę rolną i gospodarowanie środkami publicznymi. W krajach o wysokiej świadomości prawnej (np. Niemcy) przyczyniły się także do ograniczenia sporów sądowych związanych z kontrolami.
Wszystkie badania dotyczące kontroli w systemie IACS były prowadzone były na WGGiIŚ AGH lub z udziałem pracowników Wydziału, niezależnie od źródła finansowania (ARiMR, UE, IDUB). Fundamentem koncepcji walidacji były projekty (os.1) dotyczące błędów pomiarowych i zastosowania zobrazowań VHR, koordynowane i realizowane w AGH we współpracy z JRC Ispra, Włochy, Uniwersytetetem Warmińsko-Mazurskim i Unité de Statistique et Informatique, USI Gembloux w Belgii . Przełomowy był staż naukowy B.Hejmanowskiej w JRC (2009–2011), podczas którego, z jej inicjatywy i pod jej kierownictwem został wykonany test biegłości (PoC), który ostatecznie potwierdził hipotezę, że nie można przenosić wprost wyników walidacji urządzeń pomiarowych na procedurę kontroli rzeczywistych działek rolnych. Wynikiem tych prac była zmiana Rozporządzania UE, które jest obecnie obowiązujące dla wszystkich krajów unijnych. Rola AGH była kluczowa na wszystkich etapach: koncepcyjnym, badawczym, eksperymentalnym i wdrożeniowym.
PRACE WSTĘPNE DOTYCZĄCE PRAKTYCZNYCH ROZWIĄZAŃ MOŻLIWYCH DO WYKORZYSTANIA W POMIARACH KONTROLYCH IACS
DOKŁADNOŚCI POMIARU DZIAŁKI NA POTRZEBY KATASTRU I SYSTEMU IACS
ARTYKUŁ POPULARYZATORSKI
ROZPRAWA HABILITACYJNA
Streszczenie
Przedmiotem badań, których wyniki po raz pierwszy zasygnalizowano w 2003 roku, a następnie szczegółowo omówiono w 2005, była analiza wpływu jakości danych przestrzennych na ryzyko podejmowania decyzji. Tematyka ta została ujęta zarówno w kontekście teorii decyzyjnych o charakterze deterministycznym, jak i niedeterministycznym. Zagadnienie ryzyka decyzyjnego zilustrowano m.in. na przykładzie pomiarów kontrolnych realizowanych w ramach systemu dopłat bezpośrednich IACS. W systemie tym standardowo stosowana jest empiryczna metoda buforowa. W tej metodzie dokładność pomiaru powierzchni oblicza się mnożąc obwód działki przez szerokość bufora, którą wcześniej wyznacza się podczas walidacji danej metody pomiarowej.
W publikacji i rozprawie zaproponowano alternatywne podejście analityczne, oparte na powszechnie znanym wskaźniku dokładności – błędzie położenia punktu. Ma ono szczególne znaczenie w kontekście pomiarów kontrolnych w systemie IACS, gdzie wykorzystywane są m.in. pomiary punktowe GPS oraz wektoryzacja granic działek rolnych na ortofotomapie.
W pracy dokonano krytycznej analizy obowiązujących przepisów – zarówno geodezyjnych, jak i unijnych – pod kątem ich zastosowania w kontrolach IACS. Zaproponowane w 2003 podejście można uznać za nowatorskie, zarówno w dziedzinie geodezji, jak i w IACS.
Zasadność koncepcji została potwierdzona w późniejszej publikacji, w której – przy zachowaniu tej samej logiki merytorycznej – zastosowano odmienny aparat matematyczny.
WALIDACJA POMIARÓW KONTROLNYCH POWIERZCHNI DZIAŁEK ROLNYCH W SYSTEMIE IACS, PROJEKTY ZLECONE PRZEZ JRC UE I ZREALIZOWANE PRZEZ AGH
POMIAR NA SZTUCZNIE SYMULOWANYCH PALIKAMI DZIAŁKACH
Hejmanowska B., Palm R. 2007 - Estimation of the measurement error of parcel areas measured on VHR SAR data
Streszczenie
Opracowanie założeń metodyki walidacji pomiarów kontrolnych powierzchni działek rolnych w systemie IACS, projekty zlecone przez JRC UE, koordynowane przez AGH we współpracy z Uniwersytetetem Warmińsko-Mazurskim i Unité de Statistique et Informatique, USI Gembloux, Belgium.
Badania dotyczyły walidacji metod pomiaru powierzchni działek rolnych w systemie IACS. Głównym celem było opracowanie i ocena procedur umożliwiających precyzyjne i powtarzalne określenie powierzchni działek na podstawie różnych źródeł danych: GPS, ortofotomap lotniczych oraz zdjęć satelitarnych o bardzo wysokiej rozdzielczości.
W pierwszym raporcie zaprezentowano metodykę badań opartą na normie ISO 5725, uwzględniającą analizy wariancji powtarzalności i odtwarzalności pomiarów. Walidowano odbiorniki GPS oraz lotnicze ortofotomapy. Pomiary referencyjne wykonano przy użyciu technik RTK-GPS. Wyniki analiz wykazały istotny wpływ dokładności położenia punktu granicznego na końcowy błąd powierzchni.
Drugi raport dotyczy walidacji teledetekcyjnych obrazów satelitarnych o wysokiej rozdzielczości przestrzennej, wskazując na możliwości ich użycia w przypadku braku danych lotniczych. Dokładność wyznaczanej powierzchni zależała istotnie od rozdzielczości obrazu i metod wektoryzacji.
Trzeci raport dotyczył walidacji obrazów radarowych na potrzeby kontroli powierzchni działek rolnych w systemie IACS.
Opis bibliograficzny WSTĘPNE WYNIKI BADAŃ NAD KONCEPCJĄ POMIARÓW WALIDACYJNYCH W SYSTEMIE IACS
W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia badawcze realizowane w ramach projektu Unii Europejskiej Validation of methods for measurement of land parcel areas, koordynowanego przez AGH w Krakowie w 2005 roku. Celem projektu było opracowanie skutecznej metody sprawdzania, jak dokładnie mierzone są powierzchnie działek rolnych. W projekcie przeprowadzono dwa eksperymenty z wykorzystaniem zdjęć lotniczych i satelitarnych (realizowane przez AGH) oraz jeden eksperyment z pomiarami GPS (wykonany przez Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie). Wszystkie pomiary zostały zaplanowane zgodnie z międzynarodowymi wytycznymi dotyczącymi jakości pomiarów (norma ISO 5725), a ich opracowaniem zajęła się uczelnia USI Gembloux w Belgii.
Streszczenie
W publikacji przeanalizowano stosowane dotąd podejścia do oceny dokładności pomiarów oraz proponowaną alternatywną metodę kalibracji. W nowym podejściu kluczowym wskaźnikiem dokładności był tzw. „błąd położenia punktu” – czyli informacja o tym, jak bardzo położenie zmierzonych punktów może się różnić od ich rzeczywistego położenia.
Do eksperymentu teledetekcyjnego wykorzystano zdjęcia o bardzo wysokiej rozdzielczości – od 0,2 do 2,5 metra na piksel. Granice 36 działek rolnych były wektoryzowane przez 6 do 12 różnych operatorów. W pierwszym eksperymencie wykonano niemal 3900 pomiarów, a w drugim ponad 1200.Wyniki pokazały, że dla zdjęć lotniczych o najwyższej jakości błąd położenia punktu wynosił około ±2 metry. W przypadku zdjęć satelitarnych EROS i SPOT, o nieco niższej rozdzielczości, błąd wynosił około ±5 metrów.
Na podstawie tych wyników zaproponowano, że optymalny zestaw do oceny dokładności pomiarów powierzchni działek powinien składać się z 30–40 działek, trzech operatorów, trzech dni pomiarowych i trzech powtórzeń.
Wyniki tych badań stanowiły postawę stworzenia przez Wspólne Centrum Badawcze (Joint Research Center JRC) Komisji Europejskiej z siedzibą w Isprze (Włochy) tzw. protokołu walidacji metod pomiaru działek rolnych.
Opis bibliograficzny TESTOWANIE METOD WALIDACJI
Streszczenie
Badanie miało na celu odpowiedź na pytanie, w jakim stopniu liczba punktów granicznych działki wpływa na dokładność obliczenia jej powierzchni. W eksperymencie zastosowano pomiary terenowe z wykorzystaniem ciągłego pomiaru GPS, przy różnych interwałach rejestracji. Symulowaną powierzchnię działki obliczano na podstawie wzoru Gaussa, zakładając, że jej dokładność będzie rosła wraz ze wzrostem liczby punktów granicznych.
W praktyce jednak wyniki eksperymentu nie potwierdziły tej zależności w całym zakresie liczby punktów. Największe rozbieżności pojawiły się przy małej liczbie punktów pomiarowych – wówczas błąd wyznaczonej powierzchni był niemal dwukrotnie większy niż ten uzyskany na podstawie rzeczywistych pomiarów terenowych.
Otrzymane wyniki porównano z danymi z literatury, które częściowo potwierdzają zaobserwowane zależności. Główna rozbieżność dotyczy sytuacji z niewielką liczbą punktów granicznych: w literaturze wskazuje się, że błąd powierzchni maleje przy mniejszej liczbie punktów, podczas gdy w naszych badaniach obserwowano tendencję odwrotną – im mniej punktów, tym większy błąd.
Wyjaśniem tej rozbieżności jest specyfika ciągłego pomiaru GPS, która odbiega od tradycyjnie rozumianego pomiaru narożników poligonu, czyli punktów załamania granicy. W ciągłych pomiarach GPS pomiar wykonuje się z określonym interwałem, niezależnie od przebiegu granicy. Oznacza to, że punktów pomiarowych jest bardzo dużo.
Opis bibliograficzny MONOGRAFIA KRYTYCZNA W STOSUNKU DO OBOWIĄZUJĄCYCH PROCEDUR UE
Streszczenie
Analiza protokołu walidacji Kay.S, Sima A. 2009, Area measurements validation schema skłoniła nas do badań, których wyniki opublikowano w monografii. W szczególności rozdział 3 monografii dotyczył tematyki walidacji metod pomiaru działek rolnych.
Przedstawiono w nim zasady, przebieg i problemy związane z walidacją urządzeń GNSS wykorzystywanych w pomiarach kontrolnych powierzchni działek rolnych w systemie IACS. Kluczowym celem walidacji jest zapewnienie odpowiedniej dokładności pomiarów, która ma bezpośredni wpływ na legalność i sprawiedliwość przyznawania dopłat.
Obowiązujący wszystkie kraje UE tzw. protokół walidacji (stan na 2012 r.) definiuje szczegółowo procedurę pomiarów walidacjnych oraz przeprowadzanie obliczeń statystycznych i w konsekwencji powoduje przypisanie walidowanym urządzeniom GNSS klasy dokładności (szerokości bufora), który w zależności od urządzenia mógł przyjmować wartości: 0.5m - 1.5m.
W monografii poddano krytyce proponowane przez JRC podejście:
1.Nieuzasadnione założenie jednakowej dokładności pomiaru wykonywanego przez rolnika i kontrolera.
2.Niesprawiedliwość systemowa – różne tolerancje w tym samym kraju w zależności od klasy sprzętu.
3.Brak przenoszalności walidacji – te same urządzenia muszą być walidowane osobno w różnych krajach.
4.Sprzeczność logiczna – w obliczeniach tolerancji uwzględnia się niepewność pomiaru deklarowanego przez rolnika, mimo że nie jest on mierzony.
Wnioski i rekomendacje:
1.Konieczne jest dopasowanie procedur walidacyjnych do rzeczywistych warunków kontroli, a nie laboratoryjnych.
2.Obecne metody walidacji są zbyt złożone i nie w pełni reprezentatywne.
3.Uproszczona metoda obliczeniowa może być alternatywą dla normy ISO 5725, dając zbliżone wyniki przy mniejszym nakładzie pracy.
JRC wprowadziło po 2012 zmiany, uwzględniając krytykę, m.in. w 2015 r. umożliwiono stosowanie jednej wartości tolerancji dla całego kraju, niezależnie od urządzenia.
Opis bibliograficzny KLUCZOWY ETAP: PROOF OF THE CONCEPT - PoC
Streszczenie
Badania opublikowane w niniejszym artykule są kluczowe jeśli chodzi o przepisy związane z kontrola powierzchni działek rolnych w IACS. W artykule przedstawiono wyniki kampanii pomiarowej w Maussane (Francja), którą przeprowadzono w 2011 roku w ramach testu biegłości (PoC) . Obowiązkowa procedura walidacyjna polega na sekwencyjnych pomiarach powierzchni zestawu działek. Przed pomiarami granice działek są oznaczane palikami, w przeciwieństwie do warunków panujących podczas rzeczywistych kontroli. W procedurze walidacji powierzchni działek przeprowadzana jest również analiza statystyczna zgodnie ze schematem opracowanym przez JRC. Ostatecznie, na podstawie walidacji uzyskuje się wartość tolerancji bufora, odzwierciedlającą dokładność pomiaru powierzchni. Tolerancje są grupowane w klasy (0,5–1,5 m).
Głównym celem badania było sprawdzenie, czy wyznaczona tolerancja może być skutecznie stosowana w rzeczywistych warunkach rolniczych. Oprócz pomiarów GNSS testowano również wektoryzację ortoobrazów. W podsumowaniu stwierdzono, że proponowana metoda nie spełnia testu biegłości dla szerokosci bufora 0,5 m, co oznacza, że eksperymentalnie wyznaczona różnica powierzchni działek pomiędzy wartością referencyjną (najdokładniejsze pomiary – RTK) a pomiarami wykonanymi przez kontrolerów przekraczała dozwoloną wartość średnio o 30%, zamiast oczekiwanych maksymalnie 5%. Uzyskane wyniki były kluczowe dla zmiany przepisów UE (osiągnięcie 4 Philippe LOUDJANI Par ASTRAND Vincenzo ANGILERI Dominique FASBENDER Pavel MILENOV, 2017, For On-The-Spot Checks (OTSC) and area measurement according to art. 24, 25, 26, 27, 30, 31, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41 of regulation (EU) no 809/2014 as amended by regulation (EU) 2015/2333).
METODA POMIARU KONTROLNEGO OBOWIĄZUJĄCA OD 2007 ROKU NIE PRZESZŁA TESTU BIEGŁOŚCI
CO OZNACZA, ŻE SZEROKOŚĆ BUFORA UZYSKANA W WYNIKU WALIDACJI NIE POZWALA NA WIARYGODNE WYKORZYSTANIE W POMIARACH KONTROLNYCH POWIERZCHNI DZIAŁEK DEKLAROWANYCH PRZEZ ROLNIKÓW
Opis bibliograficzny MONOGRAFIA PROFESORSKA
W monografii podjęto temat wiarygodności metryk dokładności, w zależności od typu rozkładu błędów. Tradycyjnie w geodezji metryką dokładności jest błąd średni kwadratowy (RMSE Root Mean Square Error). Wykorzystanie RMSE do oceny wiarygodności metody pomiarowej jest obciążone założeniem, że błędy mają charakter rozkładu normalnego. Ponadto dysponując RMSE nie mamy informacji na temat błędu systematycznego, ponieważ zawiera on zarówno komponent systematyczny jak i przypadkowy. Tradycyjnie zakłada się, że błąd systematyczny nie występuje, a urządzenia pomiarowe są skalibrowane. Założenie to jest niepoprawne obecnie, ponieważ wiele metod pomiarowych mimo kalibracji samych urządzeń pomiarowych wykazuje obciążenie systematyczne. Przykładem jest lotniczy skaning laserowy, który jest powszechnie wykorzystywany do tworzenia numerycznych modeli terenu (NMT). Wykorzystanie RMSE do szacowania wiarygodności NMT zawyża błąd NMT, który w rzeczywistości może być znacznie mniejszy (nawet 2 razy mniejszy) z uwagi na rozkład błędów, który nie ma charakteru rozkładu Gaussa. Drugi przykład dotyczy systemu IACS.
Zagadnienie jest ciągle aktualne Perko, R.; Raggam, H.; Roth, P.M. Mapping with Pléiades—End-to-End Workflow.Remote Sens.2019,11, 2052. https://doi.org/10.3390/rs11172052.
BADANIE ROZKŁADU BŁĘDÓW NMT
kolor:
-niebieski - błędy pomiarowe
-czerwony - rozkład Gaussa (wartość średnia, odchylenie standardowe)
-zielony - rozkład w metodzie odpornej (mediana, NMAD)
Streszczenie
Drugim analizowanym w monografii przypadkiem było szacowanie wiarygodności pomiarów powierzchni w ramach kontroli w systemie IACS, biorąc pod uwagę okreslanie szerokości bufora w trakcie walidacji. Kluczowa była odpowiedź na pytanie, czy obliczona w trakcie walidacji szerokość bufora opisuje rzeczywiście wiarygodność pomiaru. Cały rozdział 4 monografii dotyczy tej tematyki ale w szczególności podrozdział 4.2. W tym miejscu należy nadmienić, że podstawą wartością statystyczną wykorzystywaną w walidacji jest odchylenie standardowe, a nie RMSE (zakłada się, że błąd systematyczny nie występuje). W ramach prac badawczych prezentowanych w monografii porównano wyniki uzyskane w metodzie Gaussa, odpornej i Laplace'a. W tym przypadku wszystkie metryki dokładność są zbieżne i w oparciu o przykład poniżej analizując sumarycznie odwrotności dystrybuanty F1, F2 i F3 wynoszą ok 0.20m. Wartość ta pokrywa się również z wynikiem pełnej statystycznej procedury obliczeniowej walidacji [Kramarczyk i in. 2012](https://home.agh.edu.pl/~galia/WLDT/doktoraty/.
WIARYGODNOŚĆ POMIARU KONTROLNEGO - WYBÓR: -ROZKŁADU BŁĘDÓW -METRYKI
Opis bibliograficzny
ZMIANA REGULACJI UE
W wyniku krytyki wcześniejszych metod walidacji, które przypisywały różne klasy dokładności (bufory) w zależności od sprzętu GNSS i warunków lokalnych, Komisja Europejska wprowadziła jednolity bufor tolerancji obowiązujący we wszystkich państwach członkowskich. Szczegółowe informacje na te temat można znaleźć w omawianym dokumencie poświęconym kontroli na miejscu i pomiarom powierzchni zgodnie w wymienionymi artykułami 24, 25, 26, 27, 30, 31, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41 Rozporządzenia UE Nr 809/2014 wraz z późniejszymi zmianami Rozporządzenie (EU) 2015/2333.
Streszczenie
W rozdziale 5.9 znajduje się informacja, JRC opracowało i zaproponowało metodę walidacji narzędzi do pomiaru powierzchni, która w obiektywny sposób pozwala wykazać ich poprawne działanie (w określonych warunkach) i tym samym uznać je za odpowiednie do pomiaru powierzchni działek w ramach kontroli terenowych wymaganych przez rozporządzenie Komisji.
Rozdział 6 zawiera informacje na temat przeprowadzania kontroli (Art. 37 of Rozporządzenia (EU) No 809/2014), w tym kontroli na poziomie działki rolnej (6.1). W punkcie C znajduje się informacja, że urządzenia mogą być wykorzystywane do kontroli tylko jeśli umożliwiają zastosowanie szerokości bufora nie przekraczającej 1m. W dalszej części tego punktu podkreslone zostało zdecydowane zalecenie wykonywania walidacji urządzeń wykorzystywanych do pomiarów kontrolnych.
W punkcie E znajduje się informacja, że od roku 2015 roku należy stosować jednolitą tolerancję bufora o maksymalnej wartości 1,25 m dla pomiaru powierzchni działek rolnych. Tolerancja powierzchni obliczana jest poprzez pomnożenie zewnętrznego obwodu działki przez wartość tej jednolitej tolerancji bufora. Bufor ten odnosi się do obwodu działki i służy do wyznaczenia dopuszczalnego błędu powierzchni (area tolerance) bez konieczności przypisywania klasy dokładności do konkretnego sprzętu.
W rozdziale 9 znajduje się aneks: JRC "Area measurements tool validation method", który w całości został opracowany przy współudziale WGGiIŚ AGH.
Zmiana ta była odpowiedzią na trudności interpretacyjne, nadmierne skomplikowanie procedur oraz zbyt dużą zmienność w wynikach pomiarów w różnych krajach.
Jednolity bufor zwiększa spójność i przejrzystość kontroli w systemie IACS oraz upraszcza proces weryfikacji.
Opis bibliograficzny A'POSTERIORI - WIARYGODNE ROZPOZNAWANIE UPRAW
Hejmanowska, B.; Kramarczyk, P.; Głowienka, E.; Mikrut, S. Reliable Crops Classification Using Limited Number of Sentinel-2 and Sentinel-1 Images. Remote Sens. 2021, 13, 3176. https://doi.org/10.3390/rs13163176 W pracy przedstawiono analizę możliwości wykorzystania ograniczonej liczby obrazów Sentinel-2 i Sentinel-1 do weryfikacji zgodności deklaracji upraw składanych przez rolników UE w celu uzyskania dopłat. Dane deklaracyjne użyte w badaniu zostały losowo podzielone na dwa niezależne zbiory: treningowy i testowy. Na podstawie zbioru treningowego przeprowadzono klasyfikację nadzorowaną pojedynczych obrazów oraz ich kombinacji z wykorzystaniem algorytmu lasów losowych (random forest) w programie SNAP (ESA) oraz autorskich skryptach w języku Python.
Przeprowadzono porównawczą analizę dokładności na podstawie dwóch form macierzy pomyłek: pełnej (często stosowanej w teledetekcji) oraz binarnej (stosowanej w uczeniu maszynowym), a także różnych miar dokładności (dokładność ogólna, accuracy, swoistość, czułość itd.). Najwyższą dokładność ogólną (81%) uzyskano przy jednoczesnej klasyfikacji wieloczasowej (trzy obrazy Sentinel-2 i jeden Sentinel-1). Zaskakująco wysoką dokładność (79%) uzyskano przy klasyfikacji pojedynczego obrazu Sentinel-2 z końca maja 2018 roku.
Streszczenie
Warto zauważyć, że dokładność metody random forest trenowanej na całym zbiorze treningowym wynosi 80%, podczas gdy przy użyciu metody losowania (sampling) zaledwie ok. 50%. Na podstawie analizy różnych miar dokładności można stwierdzić, że metryki stosowane w uczeniu maszynowym, takie jak: swoistość czy accuracy, są zawsze wyższe niż dokładność ogólna (overall accuracy). Należy jednak stosować je ostrożnie, ponieważ – w przeciwieństwie do dokładności ogólnej – w ich obliczeniach wynik pozytywny obejmuje zarówno prawdziwe, jak i fałszywe pozytywy, co może prowadzić do złudzenia wysokiej skuteczności.
Poprawne obliczanie wartości dokładności ogólnej jest kluczowe dla analiz porównawczych. Raportowanie średniej dokładności klas jako dokładności ogólnej prowadzi do fałszywego wrażenia wysokiej wiarygodności. W naszym przypadku różnice te wynosiły od 10–16% dla danych walidacyjnych oraz od 25–45% dla danych testowych. Co oznacza rzeczywistą wiarygodność określenia uprawy na poziomie 55-75% podczas gdy wiarygodność uzyskana metryką ACC ML wynosi powyżej 90%.
Opis bibliograficzny PODSUMOWANIE DOTYCZĄCE OPTYMALIZACJI POMIARÓW KONTROLNYCH W IACS
Streszczenie
Rozprawa dotyczy doskonalenia metod kontrolnych w ramach unijnego systemu dopłat bezpośrednich IAC. Głównym celem było opracowanie prostszych, bardziej sprawiedliwych i precyzyjnych metod kontrolnych.Przeanalizowano obowiązujące procedury walidacyjne oparte na normie ISO 5725 oraz zaleceniach JRC, wskazując ich ograniczenia – m.in. nieuzasadnione założenia o równej dokładności pomiarów rolnika i kontrolera oraz brak przenoszalności wyników między państwami. Zaproponowano uproszczoną metodę wyznaczania bufora tolerancji oraz model deterministyczny (Gauss area error model), który pozwala oszacować błąd powierzchni bez ingerencji w dane geometryczne.
Praca zawiera propozycje zmian w systemie kontroli IACS, m.in. stosowanie jednolitego bufora oraz redefinicję pojęcia tolerancji pomiaru. De facto propozycje te zostały wdrożone kontroli IACS w UE.
Druga część pracy dotyczy kontroli typu uprawy. W tym przypadku zaproponowano również uproszczenie procedury polegające na wykorzystaniu ograniczonej liczby obrazów satelitarnych, co ma kluczowe znaczenie w naszym klimacie, gdzie pozyskanie gęstych szeregów czasowych (rekomendowane przez UE) jest utrudnione z uwagi na warunki meteorologiczne
W latach 2007–2013 budżet Unii Europejskiej wynosił 864,3 miliarda euro, z czego około 40% przeznaczano na Wspólną Politykę Rolną (WPR). W analogicznym okresie 2021–2027 budżet wzrósł do 1,074 biliona euro, przy czym udział WPR zmniejszył się do około 31%.
W Polsce koszty kontroli jednego gospodarstwa w 2007 roku wynosiły średnio około 700 zł, natomiast w 2024 roku zmalały do około 325 zł, mimo utrzymania podobnej liczby przeprowadzanych kontroli.
Część środków przeznaczonych na WPR pochłaniają działania administracyjne, takie jak weryfikacja deklaracji oraz obsługa procedur sądowych. Im bardziej skomplikowane są procedury kontrolne, tym większe stają się ich koszty i czasochłonność. Warto podkreślić, że dotychczas stosowane metody kontroli nie tylko były złożone, ale także nie zawsze spełniały odpowiednie standardy merytoryczne. Wiarygodniejsze procedury kontrolne pozwalają ograniczyć ryzyko akceptowania błędnych deklaracji i nieuzasadnionych wypłat środków. Z drugiej strony, zmniejszają także ryzyko nieprawidłowego naliczania kar. Lepsza jakość kontroli wpływa ponadto na większe zaufanie rolników oraz redukcję liczby pozwów składanych przeciwko Agencjom Płatniczym w związku z kwestionowaniem wyników pomiarów kontrolnych.
Badania dotyczące procedur kontrolnych prowadzone są na Wydziale Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska (WGGiIŚ) od 2001 roku, kiedy Polska przygotowywała się do wejścia do Unii Europejskiej i opracowywała założenia krajowego systemu IACS. Najważniejszym wpływem prowadzonych badań były zmiany w regulacjach unijnych. Zmiany polegały na uproszczeniu przepisów dotyczących kontroli, co znalazło odzwierciedlenie w Rozporządzeniu UE 809/2014 (Art. 38, punkt 4), które od 2015 roku pozwoliło na ujednolicenie zasad tolerancji w pomiarach kontrolnych. Nowe przepisy zastąpiły wcześniejsze Rozporządzenie UE nr 1122/2009 (Art. 34, punkt 1). Umożliwiło to zredukowanie kosztów kontroli o ok. 50%.
Wpływ powstał w wyniku interdyscyplinarnych badań naukowych łączących geodezję, teledetekcję, systemy informacji przestrzennej (GIS), statystykę oraz prawo i administrację unijną. Kluczowe znaczenie miało połączenie precyzyjnych technik pomiarowych z analizami geometrycznymi i wymaganiami systemu IACS, który reguluje dopłaty bezpośrednie w rolnictwie. Badania obejmowały testy biegłości (proficiency tests) wg normy ISO 5725, eksperymenty fotogrametryczne i GNSS oraz modelowanie błędów powierzchni (m.in. wzór Gaussa, rozkład Laplace’a). Interdyscyplinarna współpraca specjalistów z dziedziny geoinformatyki, statystyki, rolnictwa i administracji umożliwiła opracowanie bardziej sprawiedliwych i zrozumiałych metod walidacji.
Wyniki badań miały istotny wpływ społeczny – ograniczyły liczbę skarg rolników związanych z błędami powierzchni działek i poprawiły wiarygodność administracji publicznej. Zmiany w przepisach, m.in. wprowadzenie jednolitego bufora tolerancji w całej UE, zwiększyły przejrzystość i spójność systemu kontroli. Interdyscyplinarność była warunkiem skutecznego dialogu z instytucjami UE i wdrożenia wyników badań do praktyki administracyjnej.
Pismo aktualne z JRC - Joint Research Center - Wspólne Centrum Badawcze - ośrodek badawczy UE Monitoring Agricultural ResourceS (MARS)
Pomimo zmian wprowadzonych od 2023 dalej obowiązuje poniższe rozporządzenie, stanowiąc potwierdzenie wpływu badań WGGIIŚ AGH na procedury kontrolne całej unii europejskiej, ponieważ przepisy obowiązują wszystkie kraje członkowskie. Zapisy rozporządzenia mają wpływ na:
-administrację publiczną zajmującą się odpłatami bezpośrednimi do produkcji rolnej
-działalność gospodarczą firm wykonujących kontrole i gospodarstw rolnych -dobrostan rolników, którzy mają pewność co do stosowania podczas kontroli jednolitej tolerancji pomiaru
Common Technical Specifications campaign 2022
Union Level Methodology 2024 (dokument roboczy JRC) Z dokumentu „Overview of the IACS quality assessment in 2024” (styczeń 2025) wynika, ostateczna tolerancja powierzchni definiowana jest jako minimum pomiędzy: wartością buforu (single buffer tolerance) pomnożoną przez obwód działki, oraz wartością 1,0 ha. To oznacza, że dla bardzo dużych działek obowiązuje granica powierzchniowa, co stanowi nowe ograniczenie proceduralne wdrożone w 2024 roku.
Rozporządzenie wykonawcze Komisji (UE) nr 809/2014 z dnia 17 lipca 2014 r. ustanawiające zasady stosowania rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 1306/2013 w odniesieniu do zintegrowanego systemu zarządzania i kontroli, środków rozwoju obszarów wiejskich oraz zasady wzajemnej zgodności (Dz. Urz. UE L 227 z 31.07.2014 r., str. 69, z późn. zm.) RozporządzeniewykonawczeKomisji(UE)nr8092014.pdf
Artykuł 38
Pomiar obszaru
1.Faktyczny pomiar powierzchni działek rolnych w ramach kontroli na miejscu może być ograniczony do próby dobranej losowo obejmującej co najmniej 50 % działek rolnych, w odniesieniu do których złożono wniosek o przyznanie pomocy lub wniosek o płatność w ramach systemów pomocy obszarowej lub środków rozwoju obszarów wiejskich. Jeżeli w toku kontroli takiej próby wykazana zostanie niezgodność, pomiarowi należy poddać wszystkie działki rolne lub należy ekstrapolować wnioski z badanej próby.
2.Powierzchnię działek rolnych mierzy się za pomocą dowolnych środków zapewniających jakość pomiaru przynajmniej równoważną wymaganej przez obowiązujące na poziomie Unii normy techniczne.
3.Właściwe organy mogą wykorzystywać teledetekcję zgodnie z artykułem 40 oraz techniki globalnych systemów nawigacji satelitarnej (GNSS) tam, gdzie jest to możliwe.
4.Jedna wartość bufora tolerancji powinna być zdefiniowana dla wszystkich pomiarów powierzchni wykonanych z wykorzystaniem GNSS lub orto-zobrazowań. Do tego celu stosowane narzędzia pomiarowe powinny być zwalidowane o przynajmniej jedną klasę bufora tolerancji niżej niż jedna wartość. Jednakże jedna wartość tolerancji nie może przekraczać 1,25 m.
Maksymalna tolerancja w odniesieniu do każdej działki rolnej nie może w żadnym przypadku przekraczać 1,0 ha w wartościach bezwzględnych.`
IV.
1.Pomiary dokonywane w ramach kontroli na miejscu
2.Dla wszystkich pomiarów powierzchni powinna być stosowana jedna wartość bufora tolerancji, która nie może przekraczać 1,25 m.
3.Narzędzia pomiarowe stosowane do pomiarów powierzchni powinny być zwalidowane o przynajmniej jedną klasę bufora tolerancji niżej.
Inicjatywa Doskonałości – Uczelnia Badawcza – AGH, Konkurs - Działanie 4
KONFERENCJA 9.12.2021, SESJA III POB-3, POB-2
Baza danych wyników kontroli terenowej
Celem projektu jest wykonanie badań dotyczących integracji danych teledetekcyjnych na potrzeby kontroli w systemie dopłat bezpośrednich do rolnictwa (IACS – Integrated Administration Control System).
W celu uzyskania dopłat rolnik deklaruje typ uprawy i jej powierzchnię. Prawdziwość tych informacji jest kontrolowana w systemie IACS. Do tej pory kontrola była przeprowadzana w trakcie wizji terenowej, albo częściowo zdalnie, między innymi z wykorzystaniem zdjęć lotniczych przetworzonych do postaci tzw. ortofotomap, takich jak np. w Google Maps.
Z inicjatywy ośrodka badawczego UE (JRC,Ispra, Włochy, MARS Unit), będącego wsparciem dla Wspólnej Polityki Rolnej opracowane zostały rekomendacje dotyczące wykorzystania obrazów Sentinel w kontroli IACS.
W wyniku intensywnych działań UE w ramach programu Copernicus, których celem było stworzenie systemu satelitarnego, konkurencyjnego w stosunku do amerykańskiego sytemu Ladsat powstała grupa satelitów Sentinel. Pierwszy satelita z tej grupy Sentinel-1 został umieszczony na orbicie w 2014 i przez przeznaczony do rejestracji radarowej, drugi – Sentinel-2, rejestrujący w zakresie fal widzialnych i podczerwieni został wystrzelony w 2015 r. Parametry systemu Seninel-2 są lepsze niż systemu Landsat w każdym zakresie: większa rozdzielczość przestrzenna, spektralna oraz częstszy czas rewizyt, co ma kluczowe znaczenie w naszym klimacie. Od tego czasu można zaobserwować bardzo duże zainteresowanie wykorzystaniem danych z grupy Sentinel w różnych dziedzinach. Wzrosła liczba projektów badawczych, w których wykorzystuje się te obrazy, powstają różne portale, których celem jest udostępnianie obrazów Sentinel wraz z produktami ich przetworzenia.
Głównym atutem obrazów Sentinel-1 i 2 jest ich stosunkowo wysoka rozdzielczość przestrzenna i częstość rejestracji, co dla Polski ma kluczowe znaczenie.
Na podstawie prac badawczych wykonanych przez zespół badawczy GPRSE w roku 2018 wynika, że określenie typu uprawy jest w większości przypadków możliwe, natomiast wydzielnie rośliny stanowi problem. Innym ograniczeniem jest wielkość uprawy w kontekście obrazów, których terenowa wielkość piksela wynosi 10 m, co uniemożliwia skuteczną detekcję granicy uprawy, w przypadku małych działek (np. na południu Polski, we Włoszech, Grecji). W roku 2019 zespół badawczy GPRSE wykonał badania z wykorzystaniem obrazów hiperspektralnych z pułapu satelitarnego i lotniczego. Niestety z uwagi na brak możliwości wykonania aktualnych zdjęć wykorzystano dane archiwalne pozyskane w ramach innego projektu i dane darmowe. W wyniku tego projektu, wykorzystując własną metodykę, uzyskano lepsze wyniki niż z wykorzystaniem podejścia rekomendowanego przez JRC. Potencjał lotniczych zdjęć hiperspektralnych jest znacznie większy niż mogliśmy wykazać w ramach projektu w 2019 r. W związku z tym w ramach niniejszego wniosku chcielibyśmy zaaplikować o sfinansowanie następujących działań: - wykonanie nalotu ze średniego pułapu lotniczego i z pułapu niskiego z wykorzystaniem drona z rejestracją wielo i hiperspektralną - opracowanie metodyki integracji hiperspektralnych i skanerowych danych z pułapu lotniczego z danymi satelitarnymi Sentinel-1 i Sentinel-2 - implementacji wypracowanego rozwiązania z wykorzystaniem narzędzi Google Earth Engine
Docelowo planujemy wystąpić z wnioskiem do NCBiR lub/i Horyzont2020 w celu utworzenia centrum doskonałości Przetwarzania Danych Geoprzestrzennych (PDG), (ang. Geospatial Data Processing (GDP) excellence center), które na swojej platformie integrowałoby możliwość zaspokajania potrzeb w różnych innych dziedzinach (przykładowo wyniki projektów realizowanych przez GPRSE: CHT2, AMMER, SALMAR). Konkretnych obszarów zainteresowań można podać bardzo wiele. Ideą centrum CDP byłoby nie tylko dostarczenie nowych produktów dla szerokiego grona użytkowników końcowych (rolników, ARIMR, muzeów, obywateli) ale także dla naukowców, którzy mieliby możliwość prowadzenia badań z wykorzystaniem różnorodnych danych, nie tylko z grupy Sentinel, do czego na razie większość rozwiązań się ogranicza.
Proponowane działania wydają się celowe biorąc pod uwagę zainteresowanie badaczy na świecie. Wykorzystując SciVal/Scopus do analizy publikacji na temat wykorzystania zobrazowań hiperspektralnych oraz dotyczących wykorzystania dronów (UAV - unmanned aerial vehicle) w monitoringu upraw można zobserwować w 2019 raptowny wzrost liczby publikacji (10x) stosunku do roku 2015. Analizując z kolei projekty, realizowane w ramowych programach UE z bazy danych CORDIS w latach: 1986-2020 okazuje się, że ok. 75% projeków dotyczących wykorzystania teledetekcji w monitoring upraw ("remote sensing crop monitoring") przypada na lata 2015-2020. Trzecim sygnałem, że tematyką tą należy się zajmować, jest duża aktywność różnych ośrodków badawczych na świecie i w Polsce w zakresie tworzenia rozwiązań internetowych wykorzystujących obrazy satelitarne ESA, w tym głównie Sentinel (Sentinel-hub Playground, esa-sen4cap, Copernicus DIAS (CREODIAS, mundi, sobloo, Wekeo, ONDA), Landsat App, CENAGIS i inne). Należy zwrócić uwagę, że przed rokiem 2015 nie było w ogóle tego typu serwisów. Można powiedzieć, że teraz jest odpowiedni czas na podjęcie działań w tym kierunku, ponieważ z jednej strony system Sentinel jest w stabilnej, dojrzałej operacyjnie fazie, powstały już różne podobne rozwiązania, potwierdzając tym samym zasadność badań w tym kierunku i pozostają jeszcze obszary, w których istnieje zapotrzebowanie na tego rodzaju usługi.
2001, Współautorstwo rekomendacji dla Systemu Identyfikacji Działek Rolnych (Land Parcel Identification System (LPIS)) w Zintegrowanym Systemie Administracji i Kontroli (Integrated Administration Control System (IACS)) na potrzeby finansowania dopłat bezpośrednich do rolnictwa – faza przed przystąpieniem Polski do UE, projekt (6)
2005, Współtworzenie podstaw metod walidacji pomiarów powierzchni działek projekty zlecone przez ośrodek badań UE, JRC, Ispra, Włochy (MARS Unit), projekty (3, 4, 5)
2010, Utworzenie referencyjnego laboratorium do pomiarów walidacyjnych urządzeń GNSS i orotoobrazów na potrzeby kontroli IACS
2012, Zainicjowanie, zaplanowanie, udział w wykonaniu Proficiency test (PT), zgodnie z normą PN-EN ISO/IEC 17043, 3.7, metody walidacji pomiarów powierzchni działek rolnych. Wyniki zostały zaprezentowane w publikacji:(Hejmanowska et al. 2012)
2012, Monografia: Walidacja odbiorników GNSS dla potrzeb kontroli wielkości powierzchni działek rolnych w systemie dopłat bezpośrednich dla rolnictwa IACS: wytyczne, aplikacja, problemy (Kramarczyk i in. 2012)
2015, Impakt projektu PT – zmiana regulacji UE polegająca na uproszczeniu przepisów dotyczących kontroli, co zostało wprowadzone w Rozrządzeniu EU (809/2014, Art. 38 punkt 4) pozwalającym od 2015 na przyjmowanie jednolitej wielkości bufora, równej 1m w trakcie pomiarów kontrolnych powierzchni. Nowe rozporządzenie zmieniło obowiązujące wcześniej Rozporządzenie UE NR 1122/2009 (Art. 34 punkt 1), ustanawiające maksymalną tolerancję równą 1.5m (notabene w polskiej wersji tego punktu jest błąd w stosunku do wersji angielskiej). W praktyce wymaganie to zostało uszczegółowione w rekomendacjach JRC ustalających różne tolerancje dla różnych metod pomiarowych od 0.5 – 1.5 m. Z jednej strony ustalono tolerancje w oparciu o pomiar quasi laboratoryjny, z drugiej strony wprowadzono zbyt wygórowane wymagania dokładnościowe, niemożliwe do spełnienia. Obie hipotezy postawione przez wykonaniem eksperymentu się potwierdziły i doprowadziły do ww. zmian w przepisach. (odnośną dokumentacje można znaleźć na stronie MARS unit JRC
Ostatnio UE planuje zastąpienie tzw. kontroli na miejscu, polegającej na pomiarze GPS lub ortofotomapie oraz określaniu typy uprawy w trakcie wizyty w terenie, pomiarem teledetekcyjnym wykorzystując nowe produkty Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) programu Copernicus, czyli obrazy Sentinel-1 i Sentinel-2. Zgodnie z propozycją rekomendacji JRC zostały wykonane badania w warunkach polskich, potwierdzając trudności w bezwarunkowym wykorzystaniu tych danych szczególnie w przypadku małych działek, jakie występują na południu Polski (projekty 1, 2). Wyniki z projektu wykonanego w 2018 (2) potwierdziły częściowo możliwość wykorzystania proponowanej metodyki na obszarze Polski północnej. Na podstawie uzyskanych wyników zaproponowano wykorzystanie jako danych dodatkowych, lotniczych obrazów hiperspektralnych. W roku 2019 przeprowadzono analizę możliwości wykorzystania obrazów hiperspektralnych pozyskanych z innego projektu. Uzyskane wyniki wydają się obiecujące, niestety ze względu na ograniczone środki finansowe nie było możliwości wykonania nalotu i pozyskania aktualnych zdjęć wykonanych na potrzeby badanego zagadnienia.
Projekty dotyczące systemu IACS
15.09-15.11.2005: Validation of methods for measurement of land parcel areas – near-VHR imagery, supplementary study to the service contract No 22581-2004-12F1SC ISP P, 2006, kierownik projektu: B.Hejmanowska
2001: Elaboration of assumptions for building up of National Land Parcel Identification System (LPIS) as an element of Integrated Administration and Control System (IACS) , Samecki 5 – PHARE – PL – PAO/AGR, 2001, główny wykonawca: B.Hejmanowska
Doświadczenie w innych międzynarodowych projektach, których wyniki można zaimplementować w centrum doskonałości PDG/GDP
01.01.2018 – 31.03.2019 AMMER: Automated Method for Measuring Eutrophication of Inland Water Using Remote Sensing, ESA 01.01.2016 – 30.06.2017 CHT 2 : Cultural Heritage Through Time, HERITAGE PLUS Joint Call 2014 30-08.2012 – 31.01.2016: Sustainable Land and Water Management of Reservoir Catchments (SaLMaR) – Polish German project
CHT2 Projekt: Cultural Heritage Through Time (CHT 2) był wykonywany przez konsorcjum międzynarodowe (IT, UK, ES, PL). Informacje na temat projektu można znaleźć na stronie internetowej lidera projektu: http://cht2-project.eu/ oraz na stronie zespołu: https://cht2.eu/index.php. Celem projektu była integracja modeli 3D budynków, miast, krajobrazu na potrzeby wykorzystania w pracach związanych z monitorowaniem i zachowaniem kulturowego dziedzictwa narodowego. Opis wyników oraz szczegółowy raport z projektu w wersji polskiej i angielskiej znajduje się na stronie (https://cht2.eu/index.php/About-project). Partner polski, SSSA był odpowiedzialny w tym projekcie, oprócz zadań związanych z tworzeniem modeli 4 D dla wybranych fortów Twierdzy Kraków, głównie za publikacje modeli 4 D w Internecie. Wynikiem jest aplikacja interentowa: https://cht2.eu/index.php/ONLINE-VISUALIZATION , na której znajdują się udostępnione w Internecie modele 4D dla wszystkich partnerów projektu. Storna jest stale aktualizowana w oparciu o powstające nowe modele. Na uwagę zasługuje interdyscyplinarny skład zespołu pracującego w projekcie, składającego się oprócz specjalistów z zakresu inżynierii lądowej także naukowców z informatyki, archeologii oraz historii. Wpływ wiedzy specjalistów z dziedzin nietechnicznych było był nie do przecenienia, z uwagi na przedmiot badań, czyli kontekst historyczny.
AMMER W okresie 01.01.2018 – 31.03.2019 zespół badawczy realizował projekt ESA dotyczący monitoringu jakości wody zbiorników śródlądowych (AMMER: Automated Method for Measuring Eutrophication of Inland Water Using Remote Sensing). Projekt był kierowany przez firmę FP Space Consortium, partnerami projektu był Główny Instytut Górnictwa i Stowarzyszenie Naukowe im. St. Staszica (kierownik zespołu badawczego: B. Hejmanowska). W efecie realizacji projektu powstała aplikacja internetowa: https://www.kplabs.pl/en/ammer/ , w której wdrożono wyniki przeprowadzonych badań. W ramach prac badawczych opracowano algorytmy obliczania chlorofilu-a w oparciu o obrazy satelitarne Sentinel-2, ESA. Algorytmy opracowano dla 12 zbiorników w województwach śląskim i małopolskim. Aplikacja bazuje wyłącznie na danych teledetekcyjnych z satelity Sentinel-2 i w związku z częstą rejestracją obrazów pozwala na bardzo gęsty monitoring jakości wody w zbiornikach. Wykorzystanie darmowych danych (Sentinel-2) i aplikacji internetowej pozwala na znacznie łatwiejsze i tańsze określanie stężenia fitoplanktonu w wodzie z uwagi na brak konieczności wykonywania, czasochłonnych i kosztownych badań laboratoryjnych. Druga zaletą jest możliwość uzyskania przestrzenno obrazu rozkładu stężenia fitplangtonu na obszarze zbiornika, a nie jednej wartości stężenia w punkcie pomiarowym.
Piotr Kramarczyk, promotor: dr hab. inż S. Mikrut. Tematyka pracy dotyczy kontroli w systemie IACS (monografia Kramarczyk i in. 2012), testowanie algorytmów z wykorzystaniem nowych danych i ich implementacja w narzędziach Google Earth Engine (GEE).
Adrian Moskal, studia doktoranckie 2 rok, opiekun: dr hab. inż S. Mikrut, wykonanie nalotów dronem pod opieką promotora (obie osoby posiadają licencje na wykonywanie nalotów dronem).
Anna Żądło, opiekun: prof. dr hab. inż. Beata Hejmanowska, tytuł zagadnienia badawczego: Wykorzystanie uczenia maszynowego do automatyzacji analiz dużych zbiorów danych teledetekcyjnych. Rolą doktorantki będzie przetwarzanie danych obrazowych, typu BigData, na potrzeby implementacji w GEE.
Karolina Pargieła – opiekun dr hab. inż U.Marmol, tytuł zagadnienia badawczego: Badania nad optymalizacją pozyskania i przetworzenia danych z bezzałogowych systemów latających do celów pomiarów obiektów o skomplikowanej geometrii. Rolą doktorantki będą badania nad możliwością podniesienia dokładności wyników analiz jakościowych i ilościowych dla obszarów uprawnych, dzięki integracji danych teledetekcyjnych z danymi fotogrametrycznymi nisko- i wysokopułapowymi oraz danymi pochodzącymi z lotniczego skaningu laserowego.
Projekty międzynarodowe
2001: “Elaboration of assumptions for building up of National Land Parcel Identification System (LPIS) as an element of Integrated Administration and Control System (IACS)” , Samecki 5 – PHARE – PL – PAO/AGR, 2001, expert in photogrammetry and GIS
2003-2005: “Ośrodki Koordynacyjno-Informacyjne ochrony przeciwpowodziowej (OKI) w Krakowie i Wrocławiu” – projekt finansowany ze środków Banku Światowego, GIS expert
22.11.2006 – 31.03.2007: “Estimation of the measurement error of parcel areas measured on VHR SAR data”, Joint Research Centre (JRC), Ispra, Italy, 2006, project coordinator
12.02 – 30.06. 2017 - External quality control under digitalisation of land parcel identification system, Turkey - Agrotec S.p.A. as Senior LPIS Expert
Projekty krajowe
“Badanie wilgotności gruntów z wykorzystaniem obrazów teledetekcyjnych i modelowania inercji termalnej” projekt badawczy KBN Nr 9 S605 019 06, 1994-1996, kierowanie projektem
“Zintegrowany GIS w monitoringu środowiska” – projekt badawczy KBN Nr PB 0675/S6/92/02 –1992-1995, współpraca w pracach nad projektem, cyfrowe przetwarzanie obrazów
“Cyfrowy Atlas Województwa Krakowskiego jako element Małopolskiego Systemu Informacji Przestrzennej” – projekt celowy KBN Nr 9941994 C/2163, 1997-1999, wprowadzanie danych, analizy przestrzenne
PHARE courses: Land Information System PL.9206-02004/II, 1997-1998, udział w opracowaniu programu kursu, prowadzenie zajęć w ramach kursu, Kraków, Sieradz
“Wydzielanie obszarów nadmiernie uwilgotnionych w obszarze objętym powodzią w 1997 roku na podstawie satelitarnych obrazów radarowych”, 1998-2000 projekt badawczy KBN Nr 9 T12E 030 15, współudział w realizacji projektu, cyfrowe przetwarzanie obrazów radarowych, prace polowe (główny wykonawca)
“System Informacji Przestrzennej w Powiecie Stalowowolskim w aspekcie możliwości jego wykorzystania przez samorządową administrację zespoloną”, projekt celowy KBN (Nr 10T12001200C/5075), 2001-2002, kierownik części badawczo-rozwojowej
„Wykorzystanie naziemnych pomiarów spektrometrycznych do kalibracji hiperspektralnych zobrazowań lotniczych i satelitarnych na przykładzie rekultywowanego obszaru Tarnobrzeskiego Zagłębia Siarkowego”, projekt KBN 5 T12E 005 25, PB 1425/T12/2003, 2003-2004, kierownik projektu
KBN 3T 09D 09429 pt. „Badania procesów akumulacji i przemian związków chemicznych w osadach Dobczyckiego Zbiornika wody pitnej dla miasta Krakowa w celu oceny jego stanu jako ekosystemu” ,– kierownik – A. Gołaś -2006-2007, udział w części teledetekcyjnej – między innymi w eksperymencie pomiarowym i opracowaniu wyników
Grant promotorski Moniki Badurskiej, Integracja obrazów radarowych i optycznych dla potrzeb tworzenia map pokrycia terenu obszarów miejskich, 2008-2010 – kierownik projektu
Projekt MSWiN rozwojowy własny - "Morski Sieciocentryczny System Informacji Geograficznej obrazujący sytuację rejonu Zatoki Gdańskiej wsparty skalowaną platformą obliczeń rozproszonych" Akademia Marynarki Wojennej im. Bohaterów Westerplatte, Wydział Dowodzenia i Operacji Morskich, 2011-2012, wykonawca
Projekty finansowane przez AGH
“Udostępnianie Komputerowego Atlasu Województwa Krakowskiego w Internecie” , projekt naukowy AGH Nr 10.10.150.323, 1999-2000, kierowanie projektem, udostępnienie bazy GIS w Internecie
Badanie charakterystyk spektralnych obiektów z wykorzystaniem pomiarów za pomocą polowego spektrometru pracującego w podczerwieni termalnej (8-14 mikrometrów), projekt naukowy AGH nr Nr 11.150.47, 2000, kierowanie projektem, polowe pomiary spektrometryczne, cyfrowe przetwarzanie danych
“Wpływ niedokładności Cyfrowego Modelu Terenu na błąd nachyleń i ekspozycji”, projekt AGH Nr 11.150.47, 2000, kierowanie projektem, programowanie w Delphi, cyfrowe przetwarzanie danych
“Doskonalenie metod teledetekcyjnych w monitoringu środowiska” – projekt naukowy AGH Nr 10.10.150.460, 2000, współpraca w realizacji projektu, badanie technologii tworzenie ortoftomap na podstawie obrazów satelitarnych nowej generacji
“Badanie spektralnych charakterystyk obiektów za pomocą spektrometru pracującego w podczerwieni termalnej”- projekt naukowy AGH Nr 10.10.150.551, 2001, kierowanie projektem
Badania dla firm prywatnych
Aplikacja komputerowa w środowisku programu: GEODEX (Intergraph), 1999, kierownik projektu AGH, programowanie Visual Basic’u analiz na Cyfrowym Modelu Terenu
Grant edukacyjny Team GeoMedia Program nr RRLPL5203, 2004-2005, kierownik grantu
Projekt Przedsiębiorstwa Geodezyjno-Informatycznego „Compass” i Zakład Fotogrametrii i Informatyki Teledetekcyjnej AGH. „Analiza metod ortorektyfikacji wysokorozdzielczych scen satelitarnych Ikonos oraz ocena ich implementacji w systemie Geomatica oraz Intergraph ze szczególnym uwzględnieniem użyteczności dla potrzeb produkcyjnych” , 2006, kierownik projektu
Projekty zlecane przez producentów GPS (Trimble, Topcon )
Badania dla agencji rządowych
Projekt badawczy samorządu Województwa Małopolskiego: „Porównanie pod względem ekonomicznym i dokładnościowym oraz czasowym przetwarzania danych analogowych map katastralnych i mapy zasadniczej metodą skanowania i wektoryzacji oraz metodą skanowania i budowy postaci numerycznej na podstawie materiałów źródłowych”, realizowany w ramach Projektu „Wypracowanie i wdrożenie innowacyjnych metod integracji danych katastralnych, mapy zasadniczej i Bazy Danych Topograficznych oraz modernizacja usług publicznych świadczonych przez służbę geodezyjną i kartograficzną”, 2008-2009, udział w pracach badawczych
Określenie dopuszczalnej odchyłki pomiędzy przebiegiem granicy działki rolnej uzyskanej w wyniku kontroli a jej przebiegiem w systemie LPIS , 2013 – autorstwo ekspertyzy dla ARIMR
Walidacja urządzeń GNSS i ortofotomapy, 2012-2013 – Agencję Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa (ARIMR) wykonanie 4 ekspert
15.06.2018 – 15.12 2018 Ekspertyza dotycząca wykorzystania zobrazowań Sentinel 1 i 2 do monitorowania działalności rolniczej beneficjentów ARIMR, projekt ARIMR, udział w pracach badawczych
15.06.2019 – 15.12 2019 Wykorzystanie danych hiperspektranych do monitorowania działalności rolniczej beneficjentów ARiMR i wspierania jej procesów biznesowych, projekt ARIMR, udział w pracach badawczych