WysokoWysoko śściowy numeryczny model terenu (NMT) ciowy numeryczny model terenu (NMT) w badaniu osuwiskw badaniu osuwisk

Tomasz WojciechowskiTomasz Wojciechowski

Wydział Nauk o ZiemiUniwersytet Śląski

•• Liczba osuwisk w polskiej czLiczba osuwisk w polskiej cz ęśęści Karpat ci Karpat -- co najmniej 23co najmniej 23 000 (000 (RRąączkowskiczkowski , 2007) , 2007) a moa możże osie osi ąągagaćć nawet 50nawet 50 000 (Grabowski, 2008). 000 (Grabowski, 2008).

•• WzmoWzmożżenie ruchenie ruch óów stokowych w stokowych –– lata 1997lata 1997 ––2002 (opady atmosferyczne 2002 (opady atmosferyczne spowodowaspowodowa łły odnowienie siy odnowienie si ęę starych osuwisk oraz powstanie zupestarych osuwisk oraz powstanie zupe łłnie nowych). nie nowych).

•• DuDużże straty materialne (tylko w latach 2000e straty materialne (tylko w latach 2000 ––2001 w Ma2001 w Małłopolsce i na Podkarpaciu opolsce i na Podkarpaciu przekroczyprzekroczy łły one 196 y one 196 mlnmln zzłł ((PostekPostek , 2004))., 2004)).

Fot. Wojciechowski, 2007 –Pogórze Wielickie

Fot. Wojciechowski, 2007 – Tenczyn Fot. Wojciechowski, 2007 –Pogórze Wielickie

Fot. Wojciechowski, 2007 –Pogórze Wielickie

•• Start w bieStart w bie żążącym roku II etapu projektu SOPO (System Ochrony cym roku II etapu projektu SOPO (System Ochrony PrzeciwosuwiskowejPrzeciwosuwiskowej ) z inicjatywy Ministra ) z inicjatywy Ministra ŚŚrodowiska. rodowiska.

•• Kartowanie i wykonanie map osuwisk oraz terenKartowanie i wykonanie map osuwisk oraz teren óów zagrow zagro żżonych ruchami onych ruchami masowymi dla obszaru 75% powierzchni Karpat polskic h oraz monitomasowymi dla obszaru 75% powierzchni Karpat polskic h oraz monito rowanie rowanie wybranych osuwisk wybranych osuwisk w Karpatach. w Karpatach.

•• Skala prac Skala prac -- 1:101:10 000 w obr000 w obr ęębie granic administracyjnych gmin i powiatbie granic administracyjnych gmin i powiat óów.w.

Obrzeżenie Kotliny Sądeckiej

Fot. Wojciechowski, 2008 Fot. Wojciechowski, 2008

Fot. Wojciechowski, 2008Fot. Wojciechowski, 2008

Obrzeżenie Kotliny Sądeckiej

Fot. Wojciechowski, 2008Fot. Wojciechowski, 2008

Fot. Wojciechowski, 2008 Fot. Wojciechowski, 2008

Instrukcja opracowania Mapy terenów zdegradowanych i podwyższonego zagrożenia naturalnego w skali 1:10000

Numeryczny model terenu (NMT) moNumeryczny model terenu (NMT) mo żżna zdefiniowana zdefiniowa ćć jako numerycznjako numeryczn ąą, dyskretn, dyskretn ąąreprezentacjreprezentacj ęę wysokowysoko śści topograficznej powierzchni terenu, wraz z algory tmem ci topograficznej powierzchni terenu, wraz z algory tmem interpolacyjnym umointerpolacyjnym umo żżliwiajliwiaj ąącym odtworzenie jej ksztacym odtworzenie jej kszta łł tu w okretu w okre śślonym obszarze lonym obszarze ((KurczyKurczy ńńskiski i i PreussPreuss , 2000). Model taki mo, 2000). Model taki mo żże przedstawiae przedstawia ćć powierzchnipowierzchni ęę terenu terenu wraz z infrastrukturwraz z infrastruktur ąą i innymi elementami wysti innymi elementami wyst ęępujpuj ąącymi na powierzchni (NMP) cymi na powierzchni (NMP) lub samlub sam ąą powierzchnipowierzchni ęę terenu (NMR) bez elementterenu (NMR) bez element óów napowierzchnych (Nita i in., w napowierzchnych (Nita i in., 2008). 2008).

W badaniach wykorzystano:

NMT znajduj ący si ę w zasobach Wojewódzkiego O środka Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej przy Urz ędzie Marszałkowskim województwa małopolskiego.

NMT przy zastosowaniu metod fotogrametrycznych (fotog rametryczny pomiar zdj ęćlotniczych) w procesie powstawania ortofotomapy, ze zdjęć lotniczych w skali 1:13 000 wykonanych w 2003 roku. Zdj ęcia lotnicze wykonane zostały w ramach projektu LPI S (Land Parcel Identification System – System Identyfika cji Działek Rolnych), który jest projektem unijnym (Preuss i Kurczy ński, 2002).

Dokładno ść modelu: dokładno ść wysoko ściow ą rzędu 0,6 m. dokładno ść pozioma - 1 m.

T. Wojciechowski T. Wojciechowski

T. Wojciechowski

T. Wojciechowski

T. Wojciechowski

Wyk. Wojciechowski na podstawie Żytko i in. (1989)

Geologia osuwiska Geologia osuwiska --piaskowce cienkopiaskowce cienkołławicowe awicowe i i łłupki warstw upki warstw beloweskichbeloweskichzapadajzapadająących na pocych na połłudnie udnie oraz w skrajnie oraz w skrajnie popołłudniowej czudniowej częśęści ci osuwiska piaskowce, osuwiska piaskowce, margle i margle i łłupki warstw upki warstw łąłąckich zapadajckich zapadająących na cych na NW NW

Wskaźnik osuwiskowości: 15,56%

Liczba osuwisk: 110

Obszar badaObszar bada ńń::

Arkusz MArkusz M --3434--9090--AA--aa--44

Osuwisko w Brzeznej

Zasięgi osuwisk na podstawie Oszczypko, Wójcik (1992) oraz badań własnych

T. Wojciechowski

Charakterystyka geomorfologiczna arkusza w GISCharakterystyka geomorfologiczna arkusza w GIS

16,08

34,51

49,41

0

10

20

30

40

50

60

płaskie wklęsłe wypukłe

kształt zboczy

[%]

Mapa ksztaMapa kszta łł tu zboczytu zboczy Mapa ekspozycji zboczyMapa ekspozycji zboczy

2,94

17,6

21,09

15,47 16,218,5

6,25

1,95

0

5

10

15

20

25

N NE E SE S SW W NW

ekspozycja stoku

[%]

Filtr: D2FDXDY Aspect = RADDEG(ATAN2(Dx,Dy)+pi)

T. Wojciechowski T. Wojciechowski

Charakterystyka geomorfologiczna arkusza w GISCharakterystyka geomorfologiczna arkusza w GIS

Mapa ksztaMapa kszta łł tu zboczytu zboczy9,81

26,4330,87

16,91

8,233,91

1,84 2,01

0

5

10

15

20

25

30

35

0-3° 4-6° 7-9° 10-12° 13-15° 16-18° 19-21° 22-90°

przedziały nachylenia zboczy

[%]

T. Wojciechowski

Charakterystyka geomorfologiczna arkusza w GISCharakterystyka geomorfologiczna arkusza w GIS

10,399,12

7,59 7,278,19

9,32 9,4711

0

2

4

6

8

10

12

N NE E SE S SW W NW

ekspozycja zboczy

śred

nie

nach

ylen

ie z

bocz

y [°]

0

10

20

30

40

50

60

N NE E SE S SW W NW

ekspozycja zboczy

pow

ierz

chni

a [%

]

płaskie wklęsłe wypukłe

9,533

7,2448,255

0

2

4

6

8

10

12

wklęsłe wypukłe płaskie

kształt zbocza

śred

nie

nach

ylen

ie [%

]

SkrzySkrzy żżowanie ekspozycji zboczy owanie ekspozycji zboczy z ich nachyleniemz ich nachyleniem

SkrzySkrzy żżowanie ekspozycji zboczy owanie ekspozycji zboczy z ich ksztaz ich kszta łł temtem

SkrzySkrzy żżowanie ksztaowanie kszta łł tu zboczy tu zboczy z ich nachyleniemz ich nachyleniem

Średnie nachylenie zboczy: 8,54°

Średni azymut nachylenia zboczy: 143,18°

Kształt zboczy: wypukło-wklęsłe z przewagąwypukłych

Wyznaczanie zasiWyznaczanie zasi ęęgu osuwiska:gu osuwiska:

•• mapa topograficznamapa topograficzna

•• obazobaz cieniowany z rcieniowany z r óóżżnymi pozycjami onymi pozycjami o śświetleniawietlenia

•• wizualizacja 3Dwizualizacja 3D

•• model stereoskopowymodel stereoskopowy

obraz cieniowany z robraz cieniowany z r óóżżnymi pozycjami onymi pozycjami o śświetleniawietlenia

0 500m

0 500m

obraz cieniowany z robraz cieniowany z r óóżżnymi pozycjami onymi pozycjami o śświetleniawietlenia

Siatka 500 mSiatka 500 mT. Wojciechowski

Wizualizacja 3DWizualizacja 3D

Model stereoskopowyModel stereoskopowy

T. Wojciechowski

Mapa topo

T. Wojciechowski

T. Wojciechowski

T. Wojciechowski

T. Wojciechowski

Wyniki wyznaczania zasiWyniki wyznaczania zasi ęęgu osuwisk z ugu osuwisk z u żżyciem NMTyciem NMT

Siatka 500m

T. WojciechowskiT. Wojciechowski

Parametry osuwiska na podstawie NMT (zgodnie z zale ceniami SOPO)Parametry osuwiska na podstawie NMT (zgodnie z zale ceniami SOPO)

Powierzchnia: 15,6530 ha Powierzchnia: 15,6530 ha

DDłługougo śćść: 675 m : 675 m

SzerokoSzeroko śćść: 430 m : 430 m

Minimalna wysokoMinimalna wysoko śćść bezwzglbezwzgl ęędna: 349 m dna: 349 m n.p.mn.p.m

Maksymalna wysokoMaksymalna wysoko śćść bezwzglbezwzgl ęędna 434 m. dna 434 m. n.p.mn.p.m

ŚŚrednie nachylenie zbocza objrednie nachylenie zbocza obj ęętego osuwiskiem: 10,52tego osuwiskiem: 10,52 °°

ŚŚrednie nachylenie zbocza wzdrednie nachylenie zbocza wzd łłuużż osi osuwiska: 7,3osi osuwiska: 7,3 °°

Maksymalne nachylenie zbocza: 22Maksymalne nachylenie zbocza: 22 °°

ŚŚredni kierunek nachylenia osuwiska: 84,15redni kierunek nachylenia osuwiska: 84,15 °°

WysokoWysoko śćść skarpy osuwiska: 8 mskarpy osuwiska: 8 m

KsztaKszta łł t zbocza: wypukt zbocza: wypuk łłoo--wklwkl ęęssłłe e z przewagz przewag ąą zbocza wklzbocza wkl ęęssłłego (60%)ego (60%)

T. Wojciechowski

PrzekrPrzekr óój przez osuwisko w j przez osuwisko w BrzeznejBrzeznej wzdwzd łłuużż ggłłóównej osiwnej osi

Przypuszczalna głębokość występowania strefy odkucia: ok. 25 m

T. Wojciechowski

WnioskiWnioski

Numeryczny Model Terenu w badaniu osuwisk może się okazać pomocny przede wszystkim w pracach przygotowawczych przed czynnościami terenowymi. Możliwości wizualizowania zboczy metodami GIS ułatwiają wyznaczanie zasięgu osuwisk a niekiedy form wewnątrzosuwiskowych, co w znaczny sposób przyspiesza kartowanie geologiczne. Spośród przedstawionych trzech metod wizualizacji tzn: podświetlenia modelu z różnych kierunków, stereoskopowej kompilacji NMT z ortofotomapąi stereoskopowej kompilacji NMT z obrazem cieniowanym, najlepszą wydaje się ta ostatnia. Cechuje się ona najlepiej widocznymi załamaniami powierzchni terenu świadczącymi o występowaniu osuwiska.

Praca naukowa finansowana ze środków na naukę MNiSW w latach 2008-2009 jako projekt badawczy „Geologiczna analiza osuwisk z wykorzystaniem satelitarnej interferometrii radarowej na przykładzie wybranych obszarów Karpat” (N N307 131534).

WysokoWysoko śściowy numeryczny model terenu (NMT) ciowy numeryczny model terenu (NMT) w badaniu osuwiskw badaniu osuwisk

Tomasz WojciechowskiTomasz Wojciechowski

Wydział Nauk o ZiemiUniwersytet Śląski