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:

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:

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;

• 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:

1. Metody jakościowe:

1. M. sygnaturowa

2. M. zasięgów

3. M. choro chromatyczna ( powierzchniowych jednostek naturalnych)

2. Metody ilościowe:

1. M. kartodiagramu ( W, B)

2. M. kartogramu ( W)

3. M. Kropkowa ( B)

4. M. Izolinii ( W, B)

5. 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

---