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:
Formy ochrony środowiska przyrodniczego:
Grunty orne chronione i pozostałe oraz łąki i pastwiska chronione i pozostałe, lasy ochronne i gospodarcze, zieleń urządzona oraz udokumentowane złoża surowców mineralnych
Parki narodowe oraz parki krajobrazowe i ich otuliny, rezerwaty i pomniki przyrody oraz obszary chronionego krajobrazu
Stanowska dokumentacyjne, użytki ekologiczne oraz zespoły przyrodniczo krajobrazowe
Ujęcia i strefy ochronne ujęcia wód
Degradacja wód powierzchniowych
Degradacja wód podziemnych
Degradacja powietrza atmosferycznego
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:
Wskaźniki presji ( np. na ww. mapach zawarte są główne źródła degradacji i zagrożeń środowiskowych, a także ich ilość i jakość)
Wskaźniki stanu (np. na podstawie mapy sozologicznej można ocenić stan i zagrożenia zarówno poszczególnych komponentów, jak i całego środowiska)
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:
Dane zbierane na bierząco:
Dane z Urzędów gminy ( np. dane meldunkowe) , ZUS-u, Urzędów skarbowych, rejestr pomiarów gospodarczych z systemu REGON etc.
Dane spisowe zbierane co kilka lat:
Powszechny spis ludności;
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;
Liniowy
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;
Warunkiem prawidłowego podziału na klasy jest minimalizowanie różnic wartości w obrębie klas przy jednoczesnym maksymalizowaniu różnic między klasami. Skutkuje to tym, że granice klas widoczne na mapie będą zgodne z granicami w rzeczywistości.
Należy stosować metodę, która najlepiej oddaje rozkład danych oraz dobierać przedziały tak, żeby uniknąć występowania tzw. Pustych przedziałów.
Średnie zagnieżdżenie - oblicza średnią arytmetyczną wszystkich wartości ( w), następnie oblicza średnią arytmetyczną powyżej i poniżej W otrzymując W1 i W2. Otrzymane wartości średnie traktuje się jako granice klas.
Metoda z wykorzystaniem średniej arytmetycznej i odchylenia standardowego - modyfikacja metody średnich zagnieżdżonych. Polega na dodawaniu lub odejmowaniu odchylenia od średniej. Istnieje ryzyko wystąpienia pustych klas.
Poprawnie ustalone klasy to takie, w których obserwacje są zbliżone do wartości średniej z granic przedziałów klasowych.
METODY PREZENTACJI KARTOGRAFICZNEJ DANYCH NA MAPIE:
Metody jakościowe:
M. sygnaturowa
M. zasięgów
M. choro chromatyczna ( powierzchniowych jednostek naturalnych)
Metody ilościowe:
M. kartodiagramu ( W, B)
M. kartogramu ( W)
M. Kropkowa ( B)
M. Izolinii ( W, B)
M. dazometryczna ( W)
W- dane względne
B - dane bezwzględne
Metoda kartodiagramu.
Kartodiagram jest to metoda przedstawienia na mapie przestrzennego rozmieszczenia zjawisk w ujęciu bezwzględnym i względnym, odniesionych do punktu, linii i powierzchni za pomocą wykresów, diagramów, których rozmiary są proporcjonalne do wielkości zjawiska lub wyrażają funkcję jego zmienności.
Ze względu na ilość przedstawianych cech wyróżniamy:
Diagramy proste
Diagramy złożone
Diagramy strukturalne
Ze względu na jednostkę odniesienia :
Kartodiagramy punktowe
K. liniowe
K. powierzchniowe
ZMIENNE GRAFICZNE
Zmienne graficzne na mapie spełniają taką rolę, jak w porozumiewaniu się między ludźmi spełnia mowa. Ich zadaniem jest przekazanie informacji o jakości, wielkości, porządku, proporcjonalności.
Zmienne:
Kształt
Wielkość
Barwa - atrybuty barwy : kolor , jasność, nasycenie
Walor
Ziarnistość
Deseń
8