Projekty badawcze

Projekty badawcze w Zakładzie GISKiT prowadzone są w następujących kierunkach:

  • badania przemian środowiska przyrodniczego oraz relacji człowiek - środowisko
  • wpływ rozwoju teorii i technologii informacji geograficznej na geografię
  • e-nauczanie w dydaktyce GIS

Badania w pierwszym obszarze dotyczą przede wszystkim przemian pokrycia terenu i użytkowania ziemi, w różnych skalach czasowych, głównie w północnej części Karpat. Badane są także relacje człowiek - środowisko w specyficznych warunkach górskich.
Drugi temat obejmuje badania oddziaływań rozwoju teorii i technologii informacji geograficznej na współczesną geografię oraz nauki przyrodnicze, wiąże się przede wszystkim z zagadnieniami pozyskiwania danych geograficznych, ich jakością oraz metodami ich przetwarzania. Trzeci temat badawczy dotyczy możliwości zastosowania technologii geoinformatycznych w nauczaniu GIS oraz geografii na różnych poziomach edukacji.


Obecnie realizowane projekty badawcze


FORECOM: Zmiany powierzchni lasów w regionach górskich: przyczyny, trajektorie oraz skutki

Projekt finansowany ze środków szwajcarskiego programu współpracy z nowymi krajami członkowskimi Unii Europejskiej
termin realizacji: 2012-16
kierownik: Jacek Kozak
wykonawcy: Joanna Depta, Dominik Kaim, Natalia Kolecka, Małgorzata Luc, Krzysztof Ostafin, Katarzyna Ostapowicz, Aneta Szablowska-Midor, Mateusz Troll, Zbigniew Ustrnul, Agnieszka Wypych
partner: Swiss Federal Research Institute for Forest, Snow and Landscape Research WSL

Projekt ma na celu poprawę stanu wiedzy na temat przeszłych, współczesnych oraz przyszłych zmian powierzchni lasów w Alpach Szwajcarskich i Karpatach Polskich, w kontekście zachodzących w tych górach zmian użytkowania ziemi oraz zmian klimatycznych. W projekcie najpierw zostaną określone trend i wielkość zmian w ciągu ostatnich 150 lat w obu regionach górskich. Następnie zbadany zostanie ilościowy wpływ zmian klimatycznych oraz zmian użytkowania na przeszłe zmiany powierzchni lasów, co pozwoli na znaczące ulepszenie dostępnych przestrzennych modeli zmian powierzchni lasów. W ostatniej fazie projektu określone zostaną skutki zmian powierzchni lasów dla bioróżnorodności oraz wiązania węgla. W ten sposób w projekcie uwzględnione zostaną ważne współczesne debaty dotyczące globalnych wymiarów antropopresji.

Aby osiągnąć postawione cele wykorzystane zostaną przede wszystkim mapy archiwalne dostępne dla obu regionów górskich od XIX wieku, a także zdjęcia lotnicze, zdjęcia satelitarne wysokiej rozdzielczości oraz dane ze skaningu laserowego. Pozyskane dane, po zintegrowaniu i przetworzeniu za pomocą systemów informacji geograficznej posłużą do konstrukcji przestrzennych modeli prognostycznych. Istotnym innowacyjnym aspektem projektu będą metody i narzędzia pozyskiwania, integrowania oraz przetwarzania danych kartograficznych oraz teledetekcyjnych.

Oczekiwanymi wynikami projektu będą długoterminowe, regionalne rekonstrukcje zmian powierzchni lasów w Alpach Szwajcarskich i Karpatach Polskich, ilościowe określenie znaczenia zmian klimatu i wpływu zmian użytkowania na wzrost powierzchni lasów, jakościowo lepsze od obecnie dostępnych modele prognozowania zmian powierzchni lasów dla różnych scenariuszy zmian klimatu oraz zmian użytkowania ziemi, a także ilościowe oceny wybranych skutków zmian powierzchni lasów w górach.

więcej informacji na stronie projektu: http://www.gis.geo.uj.edu.pl/FORECOM/index.html

 

 

LIM: Połączenie podejść dyskretnego i ciągłego w modelowaniu fragmentacji i powiązalności krajobrazu z wykorzystaniem teorii i technologii informacji geograficznej

Projekt finansowany ze środków Narodowego Centrum Nauki (program SONATA)
termin realizacji: 2012-15
kierownik: Katarzyna Ostapowicz
wykonawca: Elżbieta Ziółkowska

Analiza i modelowanie przestrzennej struktury krajobrazu jest niezwykle istotne dla właściwego zrozumienia podstawowych procesów ekologicznych zachodzących w środowisku i ich dynamiki. Większość metod ilościowych wykorzystywanych obecnie do opisu zróżnicowania i struktury przestrzennej krajobrazu oraz jego fragmentacji i powiązalności jest oparta na skategoryzowanych (dyskretnych) modelach krajobrazu, a więc modelach, w których krajobraz jest rozpatrywany jako system dyskretnych jednostek przestrzennych (np. płatów w mozaice lub płatów i korytarzy). Tego typu kategoryzacja (często subiektywna) nie pozwala jednak na uwzględnienie wewnętrznej złożoności wyróżnionych w krajobrazie elementów, co może prowadzić do utraty ważnych, pod względem ekologicznym, informacji. Dlatego jednym z podstawowych zagadnień poruszanych we współczesnych badaniach z zakresu ekologii krajobrazu jest wypracowanie alternatywnej reprezentacji przestrzennej struktury krajobrazu. Obecnie w literaturze podkreślane jest znaczenie gradientowych (ciągłych) modeli krajobrazu, uważanych za typ modeli, które pozwalają na bardziej dokładną reprezentację zróżnicowania przestrzennej struktury krajobrazu, a w konsekwencji lepsze opisanie związków pomiędzy układami przestrzennymi i procesami obserwowanymi w środowisku. Wydaje się jednak, że dopiero integracja dwóch wymienionych powyżej podejść w jeden spójny model może w znaczący sposób zwiększyć dokładność reprezentacji struktury przestrzennej krajobrazu, a poprzez to oceny fragmentacji oraz powiązalności, bardzo istotnej np. w badaniach dotyczących zmian bioróżnorodności.
Celem naszego projektu jest wypracowanie nowych ścieżek postępowania pozwalających na zwiększenie dokładności reprezentacji struktury przestrzennej krajobrazu poprzez integrację dyskretnych i ciągłych modeli krajobrazu (utworzenie Zintegrowanych Modeli Krajobrazu) oraz, na ich podstawie, opisanie w złożony sposób (ilościowo i jakościowo) fragmentacji i powiązalności. W ramach projektu wypracowany zostanie zbiór nowych metod i metryk, które pozwolą na bardziej dokładny opis fragmentacji i powiązalności na poziomie krajobrazu i gatunków.

więcej informacji na stronie projektu: http://www.gis.geo.uj.edu.pl/LIMProject/index_pl.html

 


200 lat zmian użytkowania ziemi i pokrycia terenu oraz ich przyczyny w Regionie Karpackim

Projekt finansowany ze środków NASA
termin realizacji: 2011-2014
kierownik w IGiGP: Jacek Kozak
wykonawcy w IGiGP:Dominik Kaim, Małgorzata Luc, Krzysztof Ostafin, Katarzyna Ostapowicz, Mateusz Troll
koordynator projektu: University Wisconsin-Madison
partnerzy:University of West Hungary, Sopron, Hungary; Institute of Landscape Ecology, Slovak Academy of Sciences Branch Nitra, Nitra, Slovakia; Leibniz Institute of Agricultural Development in Central and Eastern Europe (IAMO), Halle (Saale), Germany; Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research, Birmensdorf, Switzerland; Department of Geography, Humboldt-University at Berlin, Berlin, Germany

Celem projektu jest analiza zmian użytkowania ziemi i pokrycia terenu, zachodzących w Regionie Karpackim w ciągu ostatnich 200 lat wraz ze wskazaniem głównych czynników determinujących zachodzące zmiany. Jako Region Karpacki, rozumiemy megaregion fizycznogeograficzny, złożony z właściwego łańcucha Karpat, jak i obniżeń zewnętrznych i wewnętrznych, obejmujących m.in. Kotlinę Panońską. Analiza tak długiego okresu czasu, na stosunkowo dużym obszarze badań możliwa jest dzięki istnieniu kilku edycji szczegółowych map historycznych, obejmujących obszar badań, powstałych jako mapy wojskowe Cesarstwa Austriackiego a następnie Austro-Węgier.
Metodyka badawcza będzie się opierać na porównaniu informacji o użytkowaniu ziemi, ze szczególnym uwzględnieniem obszarów rolniczych, uzyskanych z historycznych map wojskowych z informacją otrzymaną z klasyfikacji wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych. Tak pozyskana informacja o zmienności użytkowania ziemi stanowić będzie podstawę modelowania i analiz przestrzennych, obejmujących dodatkowo zmienne społeczne, gospodarcze i przyrodnicze. Co istotne, zmiany użytkowania ziemi i pokrycia terenu w dłuższych okresach czasu nie mają zwykle charakteru liniowego, lecz są raczej wynikiem nagłych procesów i gwałtownych zwrotów, co głęboko ingeruje w charakter i zakres działalności człowieka. W przypadku Europy Środkowej, ostatnie 200 lat to okres, kiedy takie zmiany o charakterze politycznym i instytucjonalnych zachodziły kilkukrotnie, co z pewnością znalazło odzwierciedlenie w relacjach człowiek-środowisko. Dlatego też jednym z celów projektu jest wypracowanie i przetestowanie modeli i analiz przestrzennych, które pozwolą na jak najlepsze uchwycenie zależności między gwałtownie zachodzącymi zjawiskami społeczno-ekonomicznymi i politycznymi a będącymi ich wynikiem zmianami użytkowania ziemi.

więcej informacji na stronie: https://c3.nasa.gov/nex/projects/1200/

 

Pozyskiwanie, analiza i wizualizacja danych geograficznych w badaniach relacji człowiek - środowisko

Projekt finansowany w ramach środków na działalność statutową Instytutu Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ
termin realizacji:
od 2009
kierownik: Jacek Kozak
wykonawcy: Łukasz Beluch, Joanna Depta, Monika Dobosz, Agnieszka Gajda, Barbara Jaśkowiec, Dominik Kaim, Natalia Kolecka, Karolina Korzeniowska, Małgorzata Luc, Mateusz Maślanka, Said Nawar, Krzysztof Ostafin, Katarzyna Ostapowicz, Tomasz Pawelec, Izabela Sitko, Aneta Szablowska-Midor, Anna Szukalska, Mateusz Troll, Piotr Trzepacz, Anna Wójtowicz-Nowakowska, Bartosz Załuski, Elżbieta Ziółkowska

W ramach projektu realizowane są badania zespołu Zakładu GIS KiT dotyczące metod wykorzystywania różnorodnych technologii informacji geograficznej w badaniach relacji człowiek-środowisko.

 

 

Projekty realizowane w ramach małopolskiego funduszu stypendialnego dla doktorantów Doctus

termin realizacji: 2010-13

Zastosowanie lotniczego skaningu laserowego do pomiaru objętości roślinności na obszarach zalewowych
kierownik: Agnieszka Gajda

Celem projektu jest opracowanie metody automatycznego pomiaru objętości roślin w oparciu o dane pochodzące z lotniczego skaningu laserowego. Głównym zastosowaniem metody będą pomiary na terenach zalewowych mające na celu monitoring rozwoju szaty roślinnej oraz usprawnienie czynności konserwacyjno-pielęgnacyjnych, poprzez wyznaczanie miejsc, w których należy przeprowadzić redukcję zarośli. Regularna kontrola stanu rozwoju roślinności w międzywalu i na polderach ma bardzo duże znaczenie w ochronie przeciwpowodziowej.

 

Wykorzystanie GIS do modelowania struktury oraz ocen powiązalności i fragmentacji krajobrazu
kierownik: Elżbieta Ziółkowska

Tematyka projektu dotyczy analizy różnych modeli struktury krajobrazu (zarówno skategoryzowanych jak i ciągłych) w kontekście kompleksowej oceny i prognozowania fragmentacji oraz powiązalności strukturalnej i funkcjonalnej krajobrazu. Głównym celem jest wypracowanie nowego podejścia w ramach koncepcji modeli gradientowych, wskazywanej w najnowszej literaturze z zakresu ekologii krajobrazu i biogeografii jako stanowiącej kolejny krok na drodze lepszego zrozumienia zjawisk zachodzących w przyrodzie i ich związku ze strukturą krajobrazu. W pracy zaimplementowane zostaną teorie i prawa z zakresu fizyki i matematyki np. metrologia powierzchni, zjawisko entropii czy analizy sieciowe.

termin realizacji: 2008-11

 

Budowa modeli kartograficznych obszarów wysokogórskich na podstawie danych teledetekcyjnych
kierownik: Joanna Depta

Celem projektu jest opracowanie i ocena zautomatyzowanych procedur budowy modeli kartograficznych dla obszarów wysokogórskich na podstawie danych teledetekcyjnych. Dokonana zostanie ocena globalnych danych teledetekcyjnych oraz istniejących metod ich przetwarzania z punktu widzenia tworzenia modeli kartograficznych, przeanalizowane zostaną możliwości i ograniczenia tak tworzonych modeli oraz podjęta zostanie próba zastosowania automatycznych metod redakcji kartograficznej wraz z oceną ich efektywności.

 

 

Małe projekty badawcze realizowane w ramach środków na badania doktorantów i młodych doktorów Wydziału Biologii i Nauk o Ziemi Uniwersytetu Jagiellońskiego

termin realizacji: 2012-13

 

Ocena fragmentacji powierzchni leśnej z wykorzystaniem GIS&T
kierownik: Katarzyna Ostapowicz

Celem projektu jest ocena stopnia fragmentacji powierzchni leśnej w Karpatach z wykorzystaniem różnych metryk i modeli krajobrazowych oraz GIS&T.

termin realizacji: 2011-12

 

Specyfika map obszarów wysokogórskich (na podstawie map tradycyjnych i mobilnych)
kierownik: Joanna Depta

Projekt jest częścią pracy doktorskiej i ma umożliwić opracowanie tła teoretycznego do badań metodycznych realizowanych przez autorkę. Jego celem jest analiza materiałów kartograficznych obszarów wysokogórskich (m.in. Alpy, Pireneje, Pamir, Hindukusz, Himalaje, Andy) dostępnych na rynku światowym. Kwerenda dotyczyć będzie map tradycyjnych (w postaci papierowej lub cyfrowej) oraz map mobilnych tj. do urządzeń nawigacyjnych (jak GPS, PDA, telefonów komórkowych).
Analiza zakupionych map polega na oszacowaniu dostępności i ceny w/w map na rynku światowym. Ponadto mapy zostaną poddane krytycznej analizie pod kątem przydatności dla indywidualnego użytkownika w zakresie treści, skali, aktualności i źródła danych, jakości opracowania, zastosowanych rozwiązań redakcyjnych i ułatwień nawigacyjnych.
Kompleksowa ocena w/w materiałów ma umożliwić sformułowanie wniosków nt jakości map obszarów wysokogórskich. Wnioski te zostaną również wykorzystanie w realizacji zasadniczej części pracy doktorskiej, polegającej na opracowaniu i ocenie zautomatyzowanych procedur budowy modeli kartograficznych dla obszarów wysokogórskich na podstawie danych teledetekcyjnych.

 

Wykorzystanie powtórzonej fotografii naziemnej w badaniach zmian pokrycia terenu w Beskidzie Sądeckim
kierownik: Dominik Kaim

Zastosowanie tradycyjnej fotografii naziemnej pozwala na sięganie w analizach znacznie dalej wstecz niż w przypadku obrazów satelitarnych czy lotniczych. Integracja archiwalnych obrazów fotograficznych ze współczesnymi zobrazowaniami i cyfrowymi modelami terenu pozwala na prześledzenie dynamiki zmian pokrycia terenu i użytkowania ziemi na przestrzeni lat, z zachowaniem znacznie większej dokładności niż w przypadku archiwalnych materiałów kartograficznych. W przeciwieństwie do map, fotografie są też źródłem danych nieprzetworzonych, co dodatkowo stanowi o ich atrakcyjności jako podstawowego materiału badawczego. Co istotne, historyczne fotografie naziemne są stosunkowo łatwo dostępnym i niezbyt kosztownym źródłem danych. Ich wielką zaletą, stanowiącą niewątpliwą przewagę nad obrazami satelitarnymi czy lotniczymi jest łatwość odbioru treści i zrozumienie przez nie-specjalistów, co umożliwia znacznie szersze wykorzystanie. Ramach projektu skupiono się na analizie zmian pokrycia terenu i użytkowania ziemi w okolicach Krynicy. Jest to obszar, dla którego dostępne są znaczne zasoby archiwalnych fotografii, a jednocześnie jest to ważny ośrodek ruchu turystycznego w Karpatach.

 

Numeryczne modelowanie kształtu stromych i urwistych stoków na podstawie naziemnych zdalnych technik pomiarowych
kierownik: Natalia Kolecka

Celem projektu jest opracowanie metod integracji danych wysokościowych pochodzących z naziemnej fotogrametrii i naziemnego skaningu laserowego oraz metod numerycznego modelowania kształtu stromych i urwistych stoków górskich. Wykorzystane zostało podejście stosowane w grafice komputerowej i modelowaniu CAD, pozwalające na generowanie modeli obiektów trójwymiarowych. W projekcie podjęto także próbę integracji danych naziemnych z lotniczymi w celu tworzenia numerycznych modeli terenu (NMT) dla większych obszarów. Przedstawiono sposoby wizualizacji uzyskanych NMT i wskazano możliwości wykorzystania ich w badaniach zmian środowiska obszarów górskich. Badania prowadzono na obszarze Tatr Polskich.

 

Analiza trajektorii konwersji i modyfikacji powierzchni leśnej z wykorzystaniem obrazów satelitarnych
kierownik: Katarzyna Ostapowicz

Celem projektu jest wypracowanie ścieżki postępowania pozwalającej na automatyczną analizę konwersji powierzchni leśnej (zalesienia i wylesienia) oraz jej modyfikacji - zmiany składu gatunkowego i stanu zdrowotnego z wykorzystaniem wieloczasowych serii obrazów satelitarnych na obszarach górskich.

 

 



Projekty badawcze

FORECOM: Zmiany powierzchni lasów w regionach górskich: przyczyny, trajektorie oraz skutki

LIM: Połączenie podejść dyskretnego i ciągłego w modelowaniu fragmentacji i powiązalności krajobrazu z wykorzystaniem teorii i technologii informacji geograficzne

200 lat zmian użytkowania ziemi i pokrycia terenu oraz ich przyczyny w Regionie Karpackim

Pozyskiwanie, analiza i wizualizacja danych geograficznych w badaniach relacji człowiek - środowisko

Zastosowanie lotniczego skaningu laserowego do pomiaru objętości roślinności na obszarach zalewowych

Zastosowanie lotniczego skaningu laserowego do pomiaru objętości roślinności na obszarach zalewowych


Wykorzystanie GIS do modelowania struktury oraz ocen powiązalności i fragmentacji krajobrazu

Budowa modeli kartograficznych obszarów wysokogórskich na podstawie danych teledetekcyjnych

Ocena fragmentacji powierzchni leśnej z wykorzystaniem GIS&T

Specyfika map obszarów wysokogórskich (na podstawie map tradycyjnych i mobilnych)

Wykorzystanie powtórzonej fotografii naziemnej w badaniach zmian pokrycia terenu w Beskidzie Sądeckim


Numeryczne modelowanie kształtu stromych i urwistych stoków na podstawie naziemnych zdalnych technik pomiarowych

Analiza trajektorii konwersji i modyfikacji powierzchni leśnej z wykorzystaniem obrazów satelitarnych

Projekty zakończone >>>

































































Copyright