ebook Segmentacje rzeźby terenu z wykorzystaniem metod automatycznej klasyfikacji i ich relacja do mapy geomorfologicznej Leszek Gawrysiak

Wydawca: UMCS

Rok wydania: 2018

„Skórą” Ziemi jest powierzchnia graniczna pomiędzy litosferą a atmosferą lub hydrosferą. Jej znacząca rola w funkcjonowaniu ekosystemów i antroposystemów jest dostrzegana i analizowana od dawna. Tak jak badaniem i opisem struktury i funkcji skóry człowieka zajmuje się dermatologia, tak „skóra” Ziemi – rzeźba jej powierzchni – to obiekt badań geomorfologii. Mapa przedstawiająca rozmieszczenie (zasięg) form rzeźby i ich klasyfikację genetyczno-chronologiczną to z jednej strony główny efekt pracy geomorfologa, a z drugiej podstawowe narzędzie do analizy współczesnego kształtowania rzeźby i jej wpływu na inne komponenty środowiska.

Konstrukcja mapy geomorfologicznej to rezultat interpretacji szerokiego spektrum danych, w których podstawowe znaczenie ma identyfikacja, określenie „kształtu” i wzajemnych relacji elementów tworzących rzeźbę – form terenu. Ten składnik „instrumentarium” geomorfologa podlega aktualnie rewolucyjnym zmianom. Powszechna dostępność cyfrowych modeli powierzchni Ziemi i ich coraz lepsza jakość umożliwiają w pełni numeryczny, i w założeniu obiektywny, opis rzeźby. Z kolei wiedza eksperta pozwala na uwzględnienie wielu dodatkowych źródeł informacji umożliwiających rozstrzyganie problemów konwergencji i dywergencji (poligenezy) rzeźby terenu. Polegają one na tym, że formy terenu powstałe w innym czasie i w efekcie działania odmiennych procesów mogą wyglądać podobnie, i odwrotnie, w pewnych sytuacjach identyczne warunki i historia ewolucji daje odmienne uksztaltowanie powierzchni.

Publikacja autorstwa Leszka Gawrysiaka jest bardzo wartościowym studium relacji pomiędzy „klasycznym” opisem rzeźby terenu w postaci mapy geomorfologicznej, a jej obrazem powstałym w wyniku automatycznej klasyfikacji cyfrowych modeli wysokościowych. Znaczenie poruszanej w rozprawie tematyki jest uniwersalne, bo dotyczy metodyki analizy rzeźby na całej kuli ziemskiej, i to nie tylko powierzchni kontynentów. I nie ma tu dużego znaczenia fakt, że wykorzystane zostały przykłady (obszary) tylko z terytorium naszego kraju. Opracowanie wykonane przez L. Gawrysiaka jest nowatorskie zarówno pod względem metodycznym, jak i uzyskanych wyników. Z jednej strony daje ono podstawy do systematycznego i rutynowego wykorzystania analiz numerycznych rzeźby w kartowaniu geomorfologicznym, a z drugiej dokładnie wskazuje na jego ograniczenia w zakresie interpretacji genetycznych. Mogę zapewnić potencjalnego czytelnika, że choć lektura książki Segmentacja rzeźby terenu… ze względu na jej olbrzymi ładunek faktograficzny, nie jest z pewnością łatwa, to jednak czas na nią poświęcony nie będzie stracony.

Dr hab. Alfred Stach, prof. UAM

Spis treści ebooka Segmentacje rzeźby terenu z wykorzystaniem metod automatycznej klasyfikacji i ich relacja do mapy geomorfologicznej

Wstęp 7
Rozdział 1. cel, dane, metody i obszar opracowania 11
1.1. Cel 11
1.2. Dane i metoda 12
1.3. Obszar 13
Rozdział 2. Mapa geomorfologiczna 15
2.1. Analogowe mapy geomorfologiczne 15
2.2. Cyfrowe mapy geomorfologiczne 17
Rozdział 3. Dane i metody morfometryczne w geomorfologii 19
3.1. Dane wysokościowe 19
3.1.1. Terminologia 19
3.1.2. Źródła i metody pozyskiwania i tworzenia danych wysokościowych 20
3.1.3. Zastosowania Numerycznych Modeli Terenu 23
3.2. Klasyczne (analogowe) metody morfometryczne i początki analiz cyfrowych 24
3.3. Geomorfometria cyfrowa 26
3.3.1. Podstawowe i wtórne wskaźniki geomorfometryczne 28
3.3.2. Obiekty jako pochodne Numerycznych Modeli Terenu 33
Rozdział 4. Przegląd metod automatycznej klasyfikacji form rzeźby 35
4.1. Kombinacja wskaźników geomorfometrycznych 37
4.2. Klasyfikacja nienadzorowana 41
4.3. Klasyfikacja nadzorowana 43
4.4. Analiza wysokości w sąsiedztwie 45
4.5. Metody mieszane 52
Rozdział 5. Zagadnienia metodyczne 55
5.1. Reprezentatywność obszarów testowych 55
5.2. Optymalna parametryzacja metod automatycznej klasyfikacji rzeźby 57
5.3. Wskaźniki charakteryzujące rozmiar i kształt obiektów geomorfometrycznych 65
Rozdział 6. Analiza rzeźby terenu obszarów testowych 67
6.1. Pojezierze Chełmińsko-Dobrzyńskie i Kotlina Toruńska (obszar młodoglacjalny) 67
6.1.1. Charakterystyka obszaru 67
6.1.2. Wyniki automatycznej klasyfikacji rzeźby 71
6.1.2.1. Geomorfony 71
6.1.2.2. Formy rzeźby oparte na TPI 80
6.1.2.3. Typy terenu 89
6.2. Wysoczyzna Kłodawsko-Kutnowska (obszar staroglacjalny) 99
6.2.1. Charakterystyka obszaru 99
6.2.2. Wyniki automatycznej klasyfikacji rzeźby 103
6.2.2.1. Geomorfony 103
6.2.2.2. Formy rzeźby oparte na TPI 111
6.2.2.3. Typy terenu 119
6.3 Roztocze Tomaszowskie (wyżyny) 127
6.3.1. Charakterystyka obszaru 127
6.3.2. Wyniki automatycznej klasyfikacji rzeźby 131
6.3.2.1. Geomorfony 131
6.3.2.2. Formy rzeźby oparte na TPI 140
6.3.2.3. Typy terenu 148
6.4. Tatry i Podhale (góry, kotliny, pogórza) 157
6.4.1. Charakterystyka obszaru 157
6.4.2. Wyniki automatycznej klasyfikacji rzeźby 161
6.4.2.1. Geomorfony 161
6.4.2.2. Formy rzeźby oparte na TPI 172
6.4.2.3. Typy terenu 183
Rozdział 7. Analiza porównawcza map geomorfologicznych z geomorfometrycznymi 193
7.1. Porównanie map 193
7.2. Struktura podobieństwa między mapami 197
7.3. Porównanie form rzeźby do obiektów geomorfometrycznych 200
7.4. Konwergencja i dywergencja rzeźby 205
7.5. Wpływ stosunków hipsometrycznych na kształtowanie się podobieństwa CMG i map obiektów geomorfometrycznych 212
Podsumowanie i wnioski 217
Literatura i źródła 223