SPRAWOZDANIA
Plan ochrony Wigierskiego Parku Narodowego
i obszaru Natura 2000 Ostoja Wigierska
Sprawozdanie
z realizacji prac w ramach projektu pt. "Wykonanie planów ochrony
Wigierskiego Parku Narodowego i obszaru Natura 2000 Ostoja Wigierska (PLH
200004)".
Dotyczy
zadań zakończonych w III kwartale 2011 roku
Zadanie nr 1
Projekt systemu informacji przestrzennej
Okres sprawozdawczy: III kwartał 2011
Zespół autorski:
mgr
inż. Maciej Szneidrowski – kierownik Pracowni Ochrony Środowiska w firmie Taxus
SI
mgr
inż. Krzysztof Mroczek – dyrektor Wydziału Produkcji Oprogramowania w firmie
Taxus SI
Sprawozdanie końcowe:
W
ramach wykonania „Projektu systemu informacji przestrzennej” powołano
zespół, którego zadaniem było stworzenie projektu systemu informacji
przestrzennej spełniającego wymagania zapisane w przedmiocie zamówienia oraz
odpowiadającego wymaganiom strony Zamawiającej. W skład tego zespołu weszły
osoby wymienione w punkcie powyżej. W celu wykonania „Projektu” podjęto
konsultacje z przedstawicielami Parku, aby nakreślić potrzeby i sposoby
wykorzystywania informacji przestrzennych przez poszczególnych pracowników
Wigierskiego Parku Narodowego. Poszczególni pracownicy biurowi przedstawili w
trakcie konsultacji swoje wymagania względem tego jakich danych używają, jakie
mapy (projekty map w oprogramowaniu ArcGIS) służą im do pracy oraz ewentualnie
jakie mapy (projekty map) jeszcze by im się przydały do przyszłej pracy. Dane te
zostały zebrane i opisane w projekcie systemu informacji przestrzennej.
Dla celów operatu ochrony ekosystemów leśnych
przyjęto obowiązujący w Lasach Państwowych „Standard Leśnej Mapy Numerycznej”
(wer. z 2005r), który określa strukturę i zakres klas obiektów. Dla pozostałych
operatów
w ramach wykonywania „Projektu…”,
przeprowadzono analizę klas obiektów zapisanych w „Standardzie
Danych GIS w wersji 3.03.01” oraz w „Danych przestrzennych dla potrzeb
zarządzania obszarami chronionymi” zwanych dalej „SD GIS”. W wyniku
tej analizy powstał dokument, w którym określone zostały klasy obiektów, które
powinny zasilić przyszły system informacji przestrzennej. Dokument ten został
rozesłany drogą mailową do poszczególnych wykonawców operatów będących zapisane
w przedmiocie zamówienia oraz do Wigierskiego Parku Narodowego w celu
uzgodnienia czy zakres danych przestrzennych zapisanych w „SD GIS” jest
wystarczający dla operatów, którymi poszczególne osoby się zajmują. Zwrócono
uwagę na zasady tworzenia klas obiektów (warstw) oraz klas domen (słowniki –
pliki .dbf) zgodnie z „SD GIS”. Uwagi zgłoszone przez wykonawców zostały
uwzględnione i zapisane w „Projekcie…”. Na podstawie informacji o
wykorzystaniu danych przestrzennych w Parku zaproponowano rozwiązanie systemowe,
które obowiązywałoby w całym Wigierskim Parku Narodowym.
System informacji przestrzennej integruje wszystkie dane przestrzenne z obszaru
Parku oraz Ostoi Wigierskiej zebrane podczas wykonywania operatów oraz
dotychczasowe dane z zasobów Parku. Dodatkowo „Projekt” zakłada, że baza
znajdująca się na serwerze będzie posiadała w sobie dodatkową bazę danych do
zarządzania obszarami leśnymi w postaci funkcjonującego na terenie Wigierskiego
Parku Narodowego programu LasInfo. Dodatkowo wszystkie dane mające powstać
podczas realizacji operatów ochrony znajdą miejsce w geobazie i będą użyte do
stworzenia projektów map zapisanych w przedmiocie zamówienia. Dane te zgodnie z
projektem będą mogły posłużyć do stworzenia dynamicznych map do pracy przez
pracowników Wigierskiego Parku Narodowego, jak i do prezentacji wybranych danych
przestrzennych na stronach internetowych. Podczas projektowania systemu
informacji przestrzennej uwzględniono rozbudowanie klas obiektów o atrybuty
(pola) zawarte w „Adaptacji Standardu Danych GIS w ochronie przyrody na
potrzeby gromadzenia danych przestrzennych dla projektu POIS.05.03.00-00-186/09
pn. „Opracowanie planów zadań ochronnych dla obszarów Natura 2000 na obszarze
Polski" w roku 2011”. Rozbudowanie klas obiektów wymienionych w „SD GIS” ma
za zadanie gromadzić dodatkowe informacje nt. chronionych obiektów wymienionych
w załącznikach do Dyrektyw: Ptasiej i Siedliskowej jak i ułatwić późniejsze
zarządzanie przedmiotami ochrony na obszarach Natura 2000.
W
geobazie znalazłyby się następujące grupy danych przestrzennych i bazodanowych:
-
Ortofotomapy – bieżąca ortofotomapa
wykonana w ramach zamówienia na potrzeby Plan oraz ortofotomapy znajdujące się w
zasobach Parku z lat ubiegłych;
-
Klasy obiektów – warstwy numeryczne z
podstawową strukturą określoną z „SD GIS”, rozbudowane o potrzeby związane z
Naturą 2000 oraz dostosowane do potrzeb osób wykonujących poszczególne operaty
ochrony. Klasy obiektów znajdą się w katalogach obiektów, które będą zawierały
dane z danego operatu ochrony. Znajdą się tu dane z bieżących operatów oraz dane
z zasobów Parku;
-
Dane LIDAR – Numeryczny Model Terenu
oraz Numeryczny Model Pokrycia Terenu z nalotów ALS z 2011r.
-
Baza danych LasInfo – baza danych
przystosowana do oprogramowania służącego do zarządzania ekosystemami leśnymi
W
„Projekcie” przedstawiono również architekturę systemu GIS, takiej która by
wykorzystywała istniejące w Parku oprogramowanie oraz pozwalała na sprawną i
niezawodną pracę z danymi zawartymi w bazie znajdującej się na serwerze.
Skrócony opis architektury systemu GIS zawartej w „Projekcie”:
-
Jedna centralna baza danych
przechowująca geometrię. Baza danych integrująca dane geometryczne z danymi
opisowymi
-
Dostęp do danych poprzez sieć lokalną
-
Wykorzystanie istniejącego
oprogramowania GIS (ArcGIS) – możliwość edycji danych (poprzez ArcGIS Server) i
możliwość podłączenia zewnętrznych danych z serwisów WMS
-
Wyposażenie systemu w oprogramowanie
umożliwiające import zewnętrznych danych ewidencyjnych (SDWE) do geobazy
-
Budowa opartego o interfejs systemu GIS
dostępnego w sieci lokalnej dostępnego dla wszystkich pracowników Wigierskiego
Parku Narodowego
-
Prezentacja gotowych map w sieci
wewnętrznej oraz poprzez przeglądarkę internetową
Załączniki merytoryczne:
W
ramach przygotowywania „Projektu systemu informacji przestrzennej”
wykorzystano następujące opracowania:
-
Standard danych GIS w ochronie
przyrody (wer. 3.03.01)
-
Dane przestrzenne dla potrzeb
zarządzania obszarami chronionymi
-
Standard Leśnej Mapy Numerycznej
(wer. z 2005r).
-
Adaptacja Standardu Danych GIS w
ochronie przyrody na potrzeby gromadzenia danych przestrzennych dla projektu
POIS.05.03.00-00-186/09 pn. „Opracowanie planów zadań ochronnych dla obszarów
Natura 2000 na obszarze Polski" w roku 2011
Zadanie nr 2
Wykonanie ortofotomapy i numerycznego modelu
terenu.
Okres
sprawozdawczy: III kwartał 2011
Kierownicy
zespołu wykonawczego:
mgr inż. Maciej Szneidrowski – koordynator zadania ze strony firmy Taxus SI
mgr inż. Łukasz Sławik – Dyrektor Segmentu Ochrona Środowiska ze strony firmy
MGGP Aero Sp. z o.o. – podwykonawca zadania.
Sprawozdanie
końcowe:
W ramach tego
zadania zostały wykonane następujące prace:
-
uzgodnienie szczegółowego zakresu prac związanych z wykonaniem
ortofotomapy i numerycznego modelu terenu – spotkanie w siedzibie Parku 15
czerwca 2011r. – w spotkaniu uczestniczyły następujące osoby: Łukasz Sławik i
Maciej Szneidrowski ze strony wykonawcy oraz przedstawiciele Wigierskiego Parku
Narodowego (WPN) m.in. Dyrektor WPN –Jacek Łoziński, koordynator Planu ze strony
WPN – Jarosław Borejszo, st. specjalista ds. ochrony przyrody – Piotr
Pieczyński;
-
wykonanie skanowania LIDAR oraz wykonanie zdjęć lotniczych i
opracowanie na tej podstawie barwnej ortofotomapy RGB i NIR. Prace terenowe
(nalot) wykonano w dniach: skaning laserowy: 03 i 04 sierpnia 2011r oraz
zdjęcia cyfrowe 05 i 26 sierpnia 2011 r.
-
Nalot wykonano obejmując teren Wigierskiego Parku Narodowego wraz
z otuliną oraz obejmując cały obszar Natura 2000 „Ostoja Wigierska”. Zespół
wykonujący nalot składał się z następujących osób: Krzysztof Fuksa –
Fotooperator, Jerzy Kluczniak – Szef operacji lotniczych, Waldemar
Kozioł – Pilot.
-
Przed wykonaniem nalotu został wykonany plan nalotu
przedstawiony do akceptacji przez Zamawiającego (Wigierski Park Narodowy).
-
Wykonanie ortofotomapy – z założeń zapisanych w przedmiocie
zamówienia przyjęto następujące parametry lotu fotogrametrycznego:
-
cyfrowe zdjęcia lotnicze wykonano w dwóch nalotach (informacja
wyżej). Podczas tych nalotów z pułapu 3286m wykonano 164 zdjęć.
Zdjęcia wykonano kamerą Intergraph DMC II 230.
-
w ramach dalszych prac ortozobrazy zostały wyrównane tonalnie,
dokonano korekty tonów (zdjęcia w podczerwieni) zgodnie z zapisami znajdującymi
się w przedmiocie zamówienia.
-
W wyniku przeprowadzonej aerotriangulacji uzyskano następujące
błędy położenia punktu osnowy mx=16cm, my=14cm i mz=11cm. Średni błąd
położenia punktu na ortofotomapie wynosi 23cm co spełnia warunek zapisany
w SIWZ (dokładność piksela nie gorsza niż 75cm)
-
Wyrównanie danych LIDAR. Zadanie wykonane po nalocie. W tym
celu wykorzystuje się dane z kalibracji skanera, stacji referencyjnych,
rejestracji GRP/INS – proces ten ma na celu zminimalizować wartość błędu
systematycznego pozycji punktów na poszczególnych skanach oraz łatwiejsze
przeszukiwanie skanów pod względem płaszczyzn wzajemnie jednoznacznych. Podczas
wyrównania danych LIDAR wykonuje się również wyrównanie szeregów poprzecznych w
procesie ich wzajemnego wpasowania. Wyrównanie szeregów w Bloku LIDAR odbywa się
poprzez (na podstawie raportu powykonawczego):
-
Obliczenie wstępnej chmury punktów z uwzględnieniem kątów RPY
-
Import powierzchni referencyjnych oraz wyznaczenie powierzchni
wiążących (na podstawie jednoznacznych punktów chmury)
-
Wyznaczenie powierzchni wiążących pomiędzy skanami (automatic tie
planes)
-
Wykonanie analizy odległości na podstawie powierzchni wiążących
-
Wykonanie wyznaczenia wartości przesunięcia poszczególnych skanów
w kierunkach East, North, Height metodą najmniejszych kwadratów
-
Ponowne przeliczenie chmury punktów w oparciu o wyznaczone
poprawki
-
Kontrola wyrównania w oparciu o powierzchnie kontrolne
-
Wykonanie aerotriangulacji.
Prace związane z aerotriangulacją polegały na (na podstawie raportu
powykonawczego):
-
Inicjacja projektu na stacji fotogrametrycznej (Zdefiniowanie
zakresu obszarowego, wielkości pokrycia podłużnego/poprzecznego, liczby
szeregów; Wprowadzenie danych z metryki kamery; Deklaracja dokładności
fotopunktów i pomiaru na zdjęciach)
-
Pomiar znaczków tłowych i punktów osnowy fotogrametrycznej na
zdjęciach
-
Obliczenie elementów orientacji wzajemnej
-
Wyrównanie aerotriangulacji
-
Kontrola jakości
-
Pomiar zdjęć wykonano automatycznie – metodą niezależnych modeli.
Wyrównanie wykonano w układzie współrzędnych 1992.
-
Klasyfikacja chmury punktów LIDAR. Klasyfikacja chmury
punktów zawiera się w trzech etapach – automatycznym, manualnym i
półautomatycznym. Chmura punktów jest wstępnie automatycznie klasyfikowana na
podstawie wewnętrznych algorytmów stosowanego oprogramowania oraz odpowiednio
dobranych parametrów. Następnie stosuje się klasyfikację manualną oraz
półautomatyczną w zależności od potrzeb i oceny operatora.
-
Generowanie NMT. Numeryczny model terenu jest generowany
metodą interpolacji punktów zawartych w klasie gruntu oraz klasie wód do postaci
GRID. Za materiał wejściowy do procesu służą chmury punktów. Operator dokonuje
wizualnej oceny poprawności modelu. W obszarach o słabym odbiciu (gdzie brakuje
punktów tj. wody, pokrycia dachowe niektórych budynków, tereny zalesione)
przeprowadza się interpolację na podstawie istniejących punktów co skutkuje
wypełnieniem modelu. Interpolacja ta jest pochodną modelu trójkątowego
stanowiącego podstawę do tworzenia modelu. Numeryczny Model Terenu podlega
kontroli wizualnej i ewentualnej korekcie, pamiętając o powiązaniu informacyjnym
zawartym w chmurze punktów. Operator dokonuje oceny kompletności danych. Oprócz
oceny wizualnej operator przeprowadza kontrolę dokładności na podstawie punktów
pomierzonych w terenie na utwardzonej powierzchni. Dokładność jaką udało się
uzyskać z danych LIDAR to: błąd średni -0,0021m, błąd min. -0,074m, błąd max.
0,044m.
-
Generowanie NMPT. Danymi źródłowymi do stworzenia
numerycznego modelu pokrycia terenu są punkty laserowe z pierwszego odbicia,
należące do klas (wg formatu LAS):
-
punkty leżące na gruncie,
-
punkty reprezentujące niską wegetację,
-
punkty reprezentujące średnią wegetację,
-
punkty reprezentujące wysoką wegetację,
-
punkty reprezentujące budynki budowle oraz obiekty inżynierskie
jak mosty, wiadukty, zapory, inne konstrukcje,
-
punkty reprezentujące obszary pod wodami (cieki, jeziora, stawy),
-
pozostałe punkty
Generowanie
NMPT odbyło się z zastosowaniem programów Terra Scan i Terra Modeler. Po
stworzeniu NMPT operator dokonuje, podobnie jak w przypadku NMT, oceny
kompletności danych z użyciem ortofotomapy jako materiału pomocniczego.
-
Dane zgodnie z umową zostaną przekazane do końca września 2011
r. do siedziby Parku.
Załączniki
merytoryczne
Załącznikami
merytorycznymi do zadania „Wykonanie ortofotomapy i numerycznego modelu
terenu” są następujące dokumenty dołączone do powyższego sprawozdania (w tym
pliki w wersji elektronicznej – pliki .DGN, .KML i .KMZ):
- Plan nalotu –
pliki: Wigry-WE.pdf, Wigry-DMC.dgn, Wigry-DMC.kml, Wigry-WE-LIDAR.dgn,
Wigry-WE-LIDAR.kmz
- Raport
powykonawczy związany w wykonaniem nalotu LIDAR i cyfrowych zdjęć lotniczych –
pliki: ZB-I -5300_Wigry.pdf, 20110803_01A_Wigry.Overview.kml,
20110804_01A_Wigry.Overview.kml, 20110804_02A_Wigry.Overview.kml,
20110805-2.GE.kmz, 20110826_Wigry.GE.kmz
Przekazane
materiały
Dane zostaną
przekazane w wersji elektronicznej na 3 dyskach USB.
Lotnicze
zdjęcia cyfrowe:
-
Operat techniczny, wraz ze sprawozdaniem technicznym, zawierającym
opis przebiegu prac, zastosowanych technologii oraz uzyskanych dokładności dla
każdego z etapów prac;
-
Powykonawczy plan nalotu fotogrametrycznego (na tle podkładu mapy
topograficznej), z podanymi numerami szeregów zdjęć, numerami zdjęć, lokalizacją
polowej osnowy fotogrametrycznej wykorzystanej w aerotriangulacji;
-
Komplet zdjęć lotniczych – wydrukowanych w skali 1:25 000 w
postaci ortomozaiki z zaznaczonymi liniami mozaikowania i z przedstawioną
numeracją zdjęcia RGB i NIR, w wersji cyfrowej – w barwach rzeczywistych i
w podczerwieni;
-
Projekt fotogrametryczny umożliwiający pomiary w stacji
fotogrametrii cyfrowej (np. DEPHOS).
LIDAR:
-
sprawozdanie techniczne, zawierające opis przebiegu prac,
zastosowanych technologii oraz uzyskanych dokładności dla położenia sytuacyjnego
i wysokościowego punktów, w szczególności: szczegółowy opis procesu klasyfikacji
chmur punktów LIDAR, informacja o dokładności klasyfikacji, szczegółowy opis
procesu tworzenia NMT i NMPT, zastosowane metody interpolacji;
-
chmura punktów LIDAR z georeferencją PUWG 1992, po wyrównaniu
i klasyfikacji w formacie LAS, minimalny podział punktów laserowych na klasy:
punkty przetwarzane niesklasyfikowane, punkty na gruncie, punkty reprezentujące
budynki i budowle, punkty reprezentujące roślinność z podziałem na co najmniej
trzy warstwy;
-
NMT w układzie współrzędnych 1992, w formacie ASCII xyz, GRID IMG;
-
NMPT w układzie współrzędnych 1992, w formacie ASCII xyz, GRID IMG.
Ortofotomapa:
Sprawozdanie
opracował
mgr inż. Maciej Szneidrowski
– koordynator zadania ze strony firmy Taxus SI
|