Kartografia.doc

Kartografia – wykład

MAPA SOZOLOGICZNA

Sozologia to nauka zajmująca się problemami ochrony przyrody i jej zasobów oraz zapewnienia trwałości ich użytkowania. Informacją sozologiczną jest zbiór danych dotyczących środowiska przyrodniczego człowieka i sposobów jego wykorzystania. Dotyczy ona zarówno przyrody ożywionej oraz nieożywionej.

Mapa sozologiczna jest szczególnie ważna w planowaniu przestrzennym w zakresie lokalizacji nowych obiektów gospodarczych ( w tym przemysłowych) i komunalnych ( w tym mieszkaniowych), a także ośrodków rekreacyjnych itp. Mapa ta, opracowywana w skali 1:50 000 stanowi źródłowe opracowanie kartograficznego sporządzania map sozologicznych w skalach mniejszych oraz innych pokrewnych map tematycznych.

Baza danych sozologicznych jest przydatna jako źródło informacji o stanie zanieczyszczenia, zagrożenia środowiska przyrodniczego , narzędzie do badania i diagnozowania jego stanu  w aspekcie ilościowym, systematyzującym i prognostycznym.

Każdy arkusz mapy sozologicznej ma założona i prowadzoną metrykę mapy , wypełnianą sukcesywnie w toku kolejnych etapów opracowywania danego arkusza, a w sprawozdaniu z wykonanych prac powinno być określone pochodzenie materiałów źródłowych, na podstawie których została opracowana treść mapy. Założeniem mapy sozologicznej – 1: 50 000 w formie analogowej i numerycznej była ciągła aktualizacja bazy danych na szczeblu miejscowym ( władze samorządowe – gmina, powiat, województwo) pod kontrolą Głównego Urzędu Geodezji i Kartografii. Gdyby było to administracyjnie nie możliwe należy ją przeprowadzić z inicjatywy GUGiK, co 3 lata dla obszarów aglomeracji miejsko – przemysłowych , a co 5 dla pozostałych.

Mapa sozologiczna może być wykorzystana  do opracowania syntetycznego wskaźnika stanu środowiska przyrodniczego różnych jednostek przestrzennych, a jej wersja numeryczna daje możliwość pozyskiwania, gromadzenia i wizualizacji danych geograficznych, przy permanentnej aktualizacji bazy danych . Na treść tematyczną mapy składają się następujące grupy elementów, uszeregowane w kilku poziomach informacyjnych . Każdy z tych elementów jest reprezentowany przez grupę zjawisk i obiektów przedstawionych na mapie za pomocą znaków umownych .

·         Formy ochrony środowiska przyrodniczego

·         Degradacja komponentów środowiska przyrodniczego

·         Przeciwdziałanie degradacji środowiska przyrodniczego

·         Rekultywacja środowiska przyrodniczego

·         Nieużytki

·         Oznaczenia uzupełniające

Uzupełnieniem map numerycznych, w tym mapy sozologicznej jest ortofotomapa.

Do 2004 roku wydano 360 arkuszy map, głównie w wersji analogowej i cyfrowej, obejmujących swoim zasięgiem województwa podkarpackie, małopolskie, śląskie, opolskie, dolnośląskie, wielkopolskie, lubuskie i zachodniopomorskie.

Dalsze doświadczenia zarówno użytkowników jak i wykonawców map, tym razem w wersji analogowej i numerycznej, spowodowały konieczność dostosowania prawa w zakresie kształtowania i ochrony środowiska przyrodniczego do norm Unii Europejskiej, skłoniły GUGiK do powtórnej nowelizacji Wytycznych Technicznych K – 3.6 i wydania ch w postaci Wytycznych Technicznych GIS – 4- Mapa Sozologiczna Polski w skali 1:50 000.

Na treść tematyczną mapy składają się następujące grupy elementów uszeregowane w kilku poziomach informacyjnych:

1. Formy ochrony środowiska przyrodniczego:
2. 1. Grunty orne chronione i pozostałe oraz łąki i pastwiska chronione i pozostałe, lasy ochronne i gospodarcze, zieleń urządzona oraz udokumentowane złoża surowców mineralnych
   2. Parki narodowe oraz parki krajobrazowe i ich otuliny, rezerwaty i pomniki przyrody oraz obszary chronionego krajobrazu
   3. Stanowska dokumentacyjne, użytki ekologiczne oraz zespoły przyrodniczo krajobrazowe
   4. Ujęcia i strefy ochronne ujęcia wód
   5. Degradacja wód powierzchniowych
   6. Degradacja wód podziemnych
   7. Degradacja powietrza atmosferycznego
   8. Rodzaje przedsięwzięć mogących znacząco oddziaływać na środowisko, wymagających sporządzenia raportu o oddziaływaniu na środowisko

Przydatność map sozologicznych w opracowaniach ekofizjograficznych.

W obecnym okresie w planach rozwoju miast, szczególnie tych dużych, a także w innych opracowaniach, bądź to strategicznych bądź fizjograficznych coraz częściej zwraca się uwagę na aspekty sozologiczne. Mają one postać albo tekstową albo kartograficzną. Jednak tylko nieliczni planiści używają map sozologicznych w swojej pracy. Związane jest to z niewiedzą, że takie opracowania istnieją lub nieumiejętnością ich stosowania i wykorzystania. Z drugiej strony do opracowań w dużych skalach lub do części opracowań ekofizjograficznych  problemowych mają one za małą skalę lub są zbyt ogólne. W tym wypadków należy wykonywać indywidualnie, dla potrzeb opracowania  szczegółową mapę sozologiczną  ze zmodyfikowaną legendą, uwzględniającą specyfikę terenu, lokalizacji i charakter przyszłej inwestycji.

Mapy sozologiczne wykorzystywać można we wszystkich etapach planistycznych. Szczególnie przydatne są w trakcie tworzenia studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego, opracowań ekofizjograficznych oraz podczas tworzenia MPZP.

Informacje o zasobach i stanie środowiska przyrodniczego  są jednym z najważniejszych elementów opracowań ekofizjograficznych. Najbardziej uporządkowaną informację o tym daje powszechna  inwentaryzacja przyrodnicza zawierająca m.in. formy ochrony środowiska i jego zagrożenia. Już na tym początkowym etapie niezbędne jest wykorzystanie map sozologicznych, ukazują one bowiem najważniejsze powiązania  w systemie obszarów chronionych oraz źródła zagrożeń i skażeń środowiska przyrodniczego . Dzięki temu można lepiej spojrzeć na funkcjonowanie środowiska przyrodniczego w skali lokalnej.

Do charakterystyki stanu środowiska przyrodniczego można zastosować informacje dotyczące:

·         Dotychczasowych zmian w środowisku

·         Zasobów przyrodniczych i ich prawnej ochrony

·         Jakości środowiska przyrodniczego oraz jego zagrożeń wraz z identyfikacją źródeł tych zagrożeń

Mapy sozologiczne dobrze wkomponowują się w wykorzystanie systemu wskaźników zrównoważonego rozwoju do rozpoznania problemu stanu i zagrożeń środowiskowych, które można wykorzystać w opracowaniach ekofizjograficznych. Można je podzielić na trzy zasadnicze grupy:

1.       Wskaźniki presji ( np. na ww. mapach zawarte są główne źródła degradacji i zagrożeń środowiskowych, a także ich ilość i jakość)

2.       Wskaźniki stanu (np. na podstawie mapy sozologicznej można ocenić stan i zagrożenia zarówno poszczególnych komponentów, jak i całego środowiska)

3.       Wskaźniki reakcji, działań zapobiegawczych ( z mapy stanowiącej jedne z zasadniczych wątków niniejszego artykułu można uzyskać dane na temat działalności człowieka w zakresie przeciwdziałania degradacji środowiska przyrodniczego oraz zachowania jego walorów i zasobów)

MAPA HYDROGRAFICZNA

Mapa hydrograficzna jest mapą tematyczną przedstawiającą w syntetycznym ujęciu warunki obiegu wody w powiązaniu ze środowiskiem przyrodniczym, jego zainwestowaniem i przekształcaniem. Powstaje ona na podkładzie mapy topograficznej, na które nanoszone są w wyniku kartowania terenowego zjawisk i obiektów wodnych, przepuszczalności gruntów oraz liczne  informacje związane z gospodarowaniem zasobami wodnymi , oceny jakości wody, a także dane sieci monitoringu hydrosfery.

Mapa przedstawia chwilowy stan i warunki obiegu wody podczas kartowania w powiązaniu ze środowiskiem przyrodniczym. Mapa w skali 1:50 000 przedstawia :

·         Przepuszczalność gruntów

·         Głębokość występowania pierwszego poziomu wód podziemnych

·         Rozmieszczenie wód powierzchniowych i zjawisk hydrograficznych z uwzględnieniem obiektów gospodarki wodnej

Na treść tematyczną mapy składają się następujące grupy elementów, uszeregowane w kilku poziomach informacyjnych:

·         Topograficzne działy wodne

·         Wody powierzchniowe

·         Wypływy wód podziemnych

·         Wody podziemne pierwszego poziomu

·         Przepuszczalność gruntów

·         Zjawiska i obiekty gospodarki wodnej

·         Punkty hydrometryczne pomiarów stacjonarnych

Każdy z tych elementów jest reprezentowany przez grupę zjawisk i obiektów wodnych przedstawionych na mapie za pomocą znaków umownych.

PRAWIE WSZYSTKO O DANYCH

Dane referencyjne

Usytuowanie przestrzenne informacji najczęściej jest określane przez podanie współrzędnych opisywanych obiektów np. długości i szerokości geograficznej, współrzędnych x, y, w określonym układzie współrzędnych. Może być też określone przez podanie numeru drogi, kilometraży, lokalizacja może być  przez podanie identyfikatora drogi w mieście; nazwy ulicy, numeru domu, lokalu.

Decyzje administracyjne mogą być odniesione do numeru działki ewidencyjnej ,obrębu.

W marketingu klient jest identyfikowany poprzez kod pocztowy. Odniesienie najczęściej używane jest przez podanie państwa, województwa, powiatu…

Bazy danych przestrzennych

Jeżeli dane odnoszą się do przestrzeni będącej obszarem badań geografii, mówimy o bazach danych geograficznych.

Przedmiotem badań geografii jest środowisko geograficzne, a więc powierzchnia Ziemi, atmosfera ziemska do troposfery włącznie, ocean światowy oraz skorupa ziemska do głębokości 5000 metrów.

Bazy danych przestrzennych w odróżnieniu od innych baz musza być tak skonstruowane żeby zapewnić :

·         Obsługę geometrycznych typów danych, w tym odpowiedni zapis współrzędnych obiektów i zarządzaniem układem współrzędnych.

·         Indeksowanie przestrzenne umożliwiające efektywny dostęp do danych

·         Obsługę relacji przestrzennych – zapewnienie rozszerzonego o operatory języka zapytań;

·         Odpowiednią wizualizację danych przestrzennych

Model obrazowy. Powstaje na skutek automatycznej rejestracji obrazu terenu. Przykładem modelu tego typu są zdjęcia lotnicze i  obrazy satelitarne.

Model topograficzny – „krajobrazowy”, „bazodanowy”.

Tworzy się na podstawie modelu obrazowego (wydzielenie określonych klas obiektów i wektoryzacji poszczególnych elementów) lub na podstawie bezpośredniego pomiaru. W modelu tym poszczególne elementy zachowują ścisłą georeferencję ( odniesienie przestrzenne), ich położenie i kształt nie są modyfikowane podczas redakcji kartograficznej. Model ten najlepiej oddaje relacje przestrzenne między obiektami i może być wykorzystywany do prowadzenia analiz w systemach GIS.

Model kartograficzny . Powstaje przez redakcję danych DLM , nadanie symboliki, wygładzenie linii, przesunięcie obiektów, obróbka rys. warstwicowego, generowanie i rozmieszczanie napisów itp.

MAPY TEMATYCZNE

Mapy tematyczne są tak samo stare jak mapy topograficzne, jeżeli nawet w początkach były one o wiele rzadsze. Wcześniej nazywano je „osobliwymi przedstawieniami”, „mapami specjalnymi”, „mapami geograficznymi”, a potem także „mapami stosowanymi”. Składniki mapy topograficznej są tu zawsze dodatkowo wzbogacone o jakiś specjalny temat, na który ma być zwrócona uwaga użytkownika mapy.

Mapy tematyczne są opracowaniami kartograficznymi eksponującymi jeden lub kilka wybranych elementów treści ogólno geograficznej bądź określone zagadnienie społeczno – gospodarcze lub przyrodnicze. Przeznaczeniem map tematycznych jest zaspokojenie różnorodnych potrzeb gospodarki narodowej, a w szczególności:

·         Potrzeb planowania przestrzennego, rolnictwa i gospodarki żywnościowej, górnictwa itp.

·         Rozwiązania problemów naukowo – badawczych

·         Administracji i zarządzania

Źródła danych przestrzennych:

·         Obrazy satelitarne

·         Zdjęcia lotnicze

·         Zdjęcia naziemne

·         Odbiorniki GPS

·         Automatyczne stacje pomiarowe

·         Pomiary geodezyjne

·         Prace i pomiary terenowe

·         Mapy i plany

·         Materiały publikowane

·         Państwowe zasoby danych

·         Zasoby danych różnych instytucji

·         Bazy danych geograficznych ( dostępne w Internecie)

·         Banki danych…

Źródła danych:

1. Dane zbierane na bierząco:

Dane z Urzędów gminy ( np. dane meldunkowe) , ZUS-u, Urzędów skarbowych, rejestr pomiarów gospodarczych z systemu REGON etc.

2. Dane spisowe zbierane co kilka lat:
3. 1. Powszechny spis ludności;
   2. Spis rolniczy.

Wymiar zjawisk:

Ze względu na wymiar, zjawiska dzielimy na :

·         Zerowymiarowe ( punktowe)

·         Jednowymiarowe  ( liniowe)

·         Dwuwymiarowe ( powierzchniowe)

Podział zjawisk.

Zjawiska w rzeczywistości mogą występować w sposób:

·         Ciągły

·         Dyskretny

·         Częściowo ciągło;

o        Liniowy

o        Wyspowy

Skala zjawisk.

Każde zjawisko możemy określić według 4 poziomów dokładności – skal pomiarowych:

Są to:

·         Skala nominalna (jakościowa)-  nie mówi o wartości liczbowej, nazywa dane zjawiska; najlepsza średnia to MODA. (działania matematyczne to : =, ≠)

·         Skala porządkowa ( ilościowa) – nadaje zjawisku pewną hierarchię, mówi że coś jest mniej lub bardziej ważne, podział na klasy ( działania matematyczne to : =, ≠, <, >)Najlepsza średnia to MEDIANA

·         Skala interwałowa ( ilościowa ) – określa dane zjawisko w skali ilościowej, np.: powierzchnia, liczba ludności. Najlepsza średnia to średnia arytmetyczna ( działania matematyczne to : =, ≠, <, >, +, -)

·         Skala ilorazowa (ilościowa ) działania matematyczne to : =, ≠, <, >, +, -, x, /)

Ujęcie zjawisk.

Wszystkie dane możemy zaliczyć do jednej z dwóch kategorii

DANE BEZWZGLĘDNE są wynikiem pomiarów lub obserwacji bezpośrednich;

Wyrażone są w tonach, ha, zł, sztukach, osobach, dniach;

DANE WZGLĘDNE : będące wynikiem przeliczeń. Należą tu

……………., które otrzymuje się przez redukcję dużej liczby obserwacji, np.: pogody, liczby gospodarstw… i zastąpienie ich wartością średnią : modalną, medianą, średnią arytmetyczną

RELACJE przedstawiające stosunki takie jak proporcje, procenty, stosunki;

GĘSTOŚĆ, która jest kategorią związaną z obszarem . Istotnym elementem w tej zależności jest powierzchnia.

POTENCJAŁ,  w którym zakładamy, że elementy taki jak ludność, ceny oddziałują na siebie wzajemnie że to oddziaływanie jest wprost proporcjonalne do wielkości zjawiska oraz odwrotnie proporcjonalne do odległości między nimi.

1 etap przygotowywania mapy to analiza danych:

·         Liczba obserwacji

·         Min, max

·         Rozpiętość

·         Średnia

·         Odchylenie standardowe

·         Wariancja

Kolejny etap to rozkład danych ( ważne są obserwacje odstające).

Dane mogą być w skali ciągłej i skokowej ( musimy wcześniej zgrupować dane w klasach)

Agregacja danych w klasy.

Metody podziału na klasy  ( szereg rozdzielczy) :

Klasy o jednakowej rozpiętości :

·         Wartości

·         Liczby obserwacji

·         Powierzchni

·         Odchylenia standardowego

Klasy w których rozpiętość zwiększa się lub zmniejsza systematycznie :

·         Wg. Postępu  arytmetycznego

·         Wg. Postępu geometrycznego

Klasy o nieregularnej zmiennej rozpiętości:

·         Na podstawie wykresu funkcji

·         Metodą kolejnych przybliżeń

·         Metodą średnich częstościowych

Podział na przedziały klasowe – warunki:

·         Maksymalna liczba klas – 5, można ją rozszerzyć do 7 przez dodanie barwy;

·         ...