Geoekološko kartiranje Kartiranje geobaštine i georaznolikosti izv. prof. dr. sc. Nenad Buzjak

Osnovni koncept izučavanja reljefnih oblika (Pavlopoulos i dr. 2009) temelji se na sljedećim elementima:

1. Morfologija - kvalitativna analiza geometrije reljefnih oblika - to je osnovna metoda deskriptivne geomorfološke analize - mora se izvoditi s maksimalnom mogućom preciznošću

2. Morfometrija - opisuje i analizira prostorne parametre i dimenzije reljefnih procesa i oblika (visine, nagibi, površine, duljine, dubine)

3. Morfogeneza - proučava genezu i razvoj reljefnih oblika - obuhvaća genetske procese, morfogenetske sustave i modele (simulacije) tih procesa i sustava

4. Morfokronologija - bavi se proučavanjem relativne i apsolutne starosti reljefnih procesa i oblika

5. Morfodinamika - proučava sve dinamične geomorfološke procese, kako one recentne tako i one koji se mogu pojaviti u budućnosti

Geomorfološke karte

Značajke geomorfološke karte:

• temelji se na: - terenskom istraživanju - analizi kartografskih i slikovnih izvora: kartografske podloge, geološke, hidrogeološke, pedološke karte, ortofoto, avio- i satelitski snimci, fotografije - analizi literaturnih podataka (objavljenih i neobjavljenih)

• geomorfološka karta obuhvaća morfološki, morfometrijski, morfogenetski, morfokronološki i morfodinamički aspekt • prikazan na jednoj ili više tematskih geomorfoloških karata

• korištenje geomorfoloških kartografskih znakova – znak i boja (točka, linija, poligon i njihove kombinacije)

Znakovi na geomorfološkim kartama proizašlim iz projekta MZOŠ "Geomorfološko kartiranje RH"

IAG, http://www.geomorph.org/wg/wgagm1.html

1. prema mjerilu: geomorfološki plan (do 1:10 000) detaljna gmfk (1:10 000 – 1:100 000 pregledna gmfk (1:100 000 i sitnije)

Podjela geomorfoloških karata (GMFK) Primjer radne verzije geomorfološkog plana (izvorna verzija M 1:5000, ovdje smanjeno zbog prikaza) autor: T. Vlatković, 2011.

1:25000 1:100000 1:500000

2. prema sadržaju:

opće geomorfološke karte – prikazuju sve geomorfološke sadržaje relevantne za prikazani prostor

Hipsometrijska karta Grada Samobora (Buzjak i sur. 2011)

morfometrijske karte – obuhvaćaju morfometrijske podatke bitne za razumijevanje geomorfoloških procesa i oblika: hipsometrijska karta, karta nagiba padina, karta raščlanjenosti reljefa, ekspozicija padina

Hipsometrijska karta je karta terena s razdiobom na visinske razrede prikazane ljestvicom boja • izrađuje se iz topografske karte

pomoću izohipsi (ručno) ili iz digitalnog modela reljefa (u GIS okružju)

• izohipse – ekvidistanca? • podjela ljestvice boja ovisi o

namjeni karte, veličini istraživanog područja

Svrha: • naglašava se trodimenzionalnost

terena (može se kombinirati sa sjenčanjem) i olakšava vizualizacija

• pomaže u interpretaciji morfogenetskih procesa u kombinaciji s drugim morfometrijskim kartama, npr. razdvajanje zona denudacije od zona akumulacije

Karta nagiba padina

Nagib padina definiran je kutom koji površina terena zatvara s horizontalnom ravninom. Karta se izrađuje pomoću izohipsi (visina – ekvidistanca - interval) ili automatski iz digitalnog modela reljefa. Interval = najkraća vodoravna udaljenost između dvije susjedne osnovne izohipse (izohipse koje odgovaraju cijeloj ekvidistanci); njegova vrijednost ovisi o ekvidistanci (e ili E) i nagibu terena.

Svrha karte: • nagib padina predstavlja neposrednu posljedicu djelovanja egzogenih geomorfoloških procesa, pa podaci o nagibu u lokalnim okvirima mogu poslužiti za određivanje intenziteta denudacije, odnosno akumulacije materijala • u regionalnim okvirima nagib je dobar pokazatelj endogenih, morfostrukturnih procesa, odnosno najmlađe neotektonske aktivnosti Zemljine kore u kombinaciji s ostalim morfometrijskim kartama

Osnovne klase nagiba (prema Međunarodnoj geomorfološkoj uniji):

Nagib padine

(°)

Naziv nagnute

površine Dominantni geomorfološki procesi

0-2 subhorizontalne

ravnine

nema vidljivih tragova kretanja stijenske mase,

površinsko spiranje minimalno

2-5 blago nagnuti tereni vidljive pojave kretanja stijenske mase, blago

spiranje, tečenje i kliženje tla

5-12 nagnuti tereni snažna erozija, intenzivno spiranje, tečenje i

kliženje tla

12-32 jako nagnuti tereni vrlo snažna erozija, pojačano spiranje tla

32-55 vrlo strm teren

izraziti pokreti stjenske mase, mjestimično

zadržavanje akumulacijskog materijala,

pretežito ogoljele stjenovite površine

>55 strmci dominira gravitacijsko kretanje materijala

(odroni i osipanje)

Karta vertikalne raščlanjenosti reljefa

Vertikalna raščlanjenost predstavlja visinsku razliku između najviše i najniže točke na jedinici površine (1 km2) U lokalnim okvirima, vertikalna raščlanjenost uvjetovana je specifičnostima terena (litološki sastav, hidrografske značajke terena) predstavlja parametar intenziteta razvoja egzogenih procesa

Svrha karte: • na područjima s većom

vertikalnom raščlanjenosti reljefa intenzitet erozije je veći; na područjima male vertikalne raščlanjenosti reljefa dolazi do pojačane akumulacije

• regionalno promatrano, vertikalna raščlanjenost

reljefa odraz je najmlađih tektonskih pokreta. • vrijednost vertikalne

raščlanjenosti predstavlja parametar neotektonske aktivnosti terena, a regionalnom analizom dobivaju se podaci o položaju neotektonskih struktura, intenzitetu i predznaku pokreta (apsolutna raščlanjenost)

Pronađite poveznice između: geoloških struktura vertikalne raščlanjenosti nagiba padina Identificirajte zone s najvećom opasnošću od padinskih procesa

Karta ekspozicije padina

Ekspozicija padina u smjeru najvećeg pada predstavlja njenu orijentaciju s obzirom na strane svijeta, pri čemu je kut određen azimutom. Maksimalne razlike utjecaja ekspozicije na spomenute pojave uočavaju se u nasuprotnim ekspozicijama smjerom meridijanskog pružanja, tzv. osojnim i prisojnim padinama

Svrha karte: izučavanje recentnih klima geomorfoloških procesa modificiranje utjecaja Sunčeva zračenja na amplitude zraka i tla mehaničko trošenje stijenske mase dužina vegetacijskog perioda, nejednaka izloženost padina smjeru kišonosnih vjetrova kriofrakcijski procesi duljina trajanja siježnog pokrivača Drčić, M. 2014: Geomorfološke karakteristike donjeg dijela doline rijeke Sutle.

Diplomski rad, PMF, Geografski odsjek, Zagreb

primijenjene geomorfološke karte – izrađuju se za potrebe specifičnih zadataka poput prostornog planiranja, upravljanja okolišem, gospodarenja otpadom, zaštite prirode, građevinarstvu, donošenju odluka o lokaciji ljudskih aktivnosti - primjeri: inžinjersko-geomorfološke karte, karte klizišta, karte geomorfoloških lokaliteta

3. prema izvoru podataka (Dramis i dr. 2011): temeljne (osnovne) geomorfološke karte (analitičke) – nastale unošenjem podataka terenskih istraživanja, interpretacijom rezultata daljinskih istraživanja (ortofoto, avio- ili satelitski snimci) ili podataka sa specijalnih karata (geoloških, hidrogeoloških, pedoloških, vegetacijskih i sl.) na kartografsku podlogu - podvrsta: morfodinamička karta – sadrže podatke o tipologiji i stanju aktivnosti geomorfoloških procesa na prikazanom području (prirodnih i antropogenih)

izvedene geomorfološke karte – izrađene selekcijom i generalizacijom podataka osnovne geomorfološke karte s ciljem zoniranja prostorno-vremenske distribucije značajnih geomorfoloških procesa i oblika (npr. klizišta, tektonskim pokretima izazvanih deformacija, karte geomorfoloških hazarda, karte ranjivosti terena i sl.)

Sadržaj i elementi geomorfološke karte: okvir koordinatna mreža (geografska ili pravokutna referentni koordinatni sustav područje karte mjerilo tumač znakova dodatni sadržaji

Priprema i izrada karte

• kabinetski rad: prikupljanje izvora i literature (objavljeno i neobjavljeno) - izvor – djelo čiji se podaci koriste za izradu novog proizvoda = karte - primjer: - popis geomorfoloških spomenika prirode s koordinatama za kartu prostorne rasprostranjenosti geomorfoloških lokaliteta - baza podataka o speleološkim objektima – generalizacijom se prema unaprijed definiranim kriterijima izabiru one spilje i jame koje stavljamo na geomorfološku kartu

VRSTE IZVORA: grafički: - skice – brzo napravljeni crtež, izrađen rukom na terenu da se vizualizira opažanje; prikazuje pojave (statične) i procese (dinamične); često predložak za nacrt, profil, kartu i sl. - slike: a) crteži (kao vjerni prikazi objektivne stvarnosti), b) fotografije, c) umjetničke slike - karte – imaju sve propisane kartografske elemente (matematičke i kartografske) pisani: - tablični podaci, popisi, baze podataka, katastri - elaborati, studije, izvješća, prostorno-planerska dokumentacija, - disertacije, magistarski radovi, diplomski radovi literatura: - članci, knjige, zbornici

Principi korištenja izvora i literature: • temeljitost • kritičan stav • selektivnost – iz literature ne prepisivati sve • pravilno citiranje • poštivanje autorskih prava • poštivanje dosega prethodnika u skladu s vremenom i mogućnostima metoda i tehnika u prošlosti

Lokacije za prikupljanje podataka: - biblioteke - arhivi - osobne zbirke, arhivi i kolekcije - muzeji - nadležne institucije

Kartografski izvori

Aerofotogrametrijski snimak - nastaje snimanjem iz zraka posebnim mjernim (fotogrametrijskim) kamerama - bilježi se vidljivi (pankromatski) dio spektra i blisko infracrveni spektar (Near Infrared = NIR) - snimaju se s različitih visina (u raznim rezolucijama) = Ground Sampling Distance (GSD) - GSD = veličina piksela na Zemlji - najčešće rezolucije: 7, 20 i 35 cm GSD

Snimak u boji Infracrveni snimak

DOF 1:2000 i 1:5000 – digitalna ortofoto karta - geografska karta u fotografskom obliku - dobija se iz aerofotogrametrijskih snimaka - ortofoto (ortofotosnimka) je središnji dio fotogrametrijske snimke preveden iz centralne ili druge poznate projekcije u ortogonalnu - prednosti: - kratko vrijeme izrade = ažurna - informatički obradiva - lagan prikaz u različitim mjerilima - laka manipulacija slikom (boja, tonovi, kontrast, svjetlina)

Izvrstan izvor za prikupljanje podataka Ograničenja?

Fotokarta

- izrađuju se kartografskom obradom od aerofotosnimaka ili ortofoto snimaka na koji se stavljaju tradicionalni kartografski elemenati poput toponima, kartografskih znakova, okvira, mjerila, natpisa

Kreiranje fotokarte na podlozi DOF preko WMS-a Državne geodetkse uprave u alatu Quantum GIS

LiDAR - LIght Detecting And Ranging

- lasersko skeniranje iz zraka - koristi blisko-infracrveni dio elektro-magnetskog spektra (1064 nm) za aktivno prikupljanje podataka, danju ili noću, u sjeni, ali i u uvjetima slabije vidljivosti (npr. pod oblacima). - korištenjem automatskih i polu-automatskih tehnika filtriranja podataka moguće je iz izvornih podataka kreirati digitalni model reljefa (DMR), digitalni model vegetacije, digitalni model površine (DSM) s klasifikacijom građevina površine tla, vegetacije, zatim rekonstrukciju terena ispod vegetacije, 3D modeli reljefnih oblika.

Ticci i dr. 2011

Hrvatska osnovna karta (HOK) 1:5000

- analogni (tiskani) i digitalni oblik - izrađuje se iz aerofoto snimaka terenskom dopunom - 3 boje: smeđa (reljef), plava (vode), crna (sve ostalo) - zahvaljujući precizno označenim kotama i izohipsama omogućava prezizne izmjere i izradu DRM-a

Digitalni model reljefa (DMR)

-prikupljanje podataka za izradu digitalnog modela reljefa (DMR) izvode se 3D fotogrametrijskim kartiranjem iz zračnih snimaka (stereoparova) ili LIDAR - osnova za digitalne prostorne analize i izradu digitalnih morfometrijskih karata

Topografske karte mjerila 1:25000, 1:50000, 1:100000 (TK25, TK50 i TK100)

Geološka karta -grafički prikazana sinteza terenskih geoloških značajki terena s prikazom sastava, stratigrafskih i strukturnih odnosa terena - opće (standardne), specijalne (namjenske) - bitni dijelovi: karta, litološka legenda, legenda standardnih oznaka, pregledni geološki stup, geološki profili, tumač topografskih znakova, mjerilo, Tumač (posebni svezak) - OGK 100 = Osnovna geološka karta 1:100 000 – 74 lista s Tumačima - karte u izvorima i literaturi – često detaljnije i novije

Inžinjersko-geološke karte

Osnovna geokemijska karta Republike Hrvatske

- obuhvaćeno je tlo kao medij - čitav teritorij RH uzorkovan je u pravilnoj kvadratnoj mreži 5x5 km - uzeti su uzorci tala (površinski horizont A0-20), analizirani na set od 41 kemijskog elementa - izrada raznovrsnih karata distribucije kemijskih elemenata u humusu, tlu i fluvijalnim sedimentima - rezultati terenskih opažanja i laboratorijskih podataka pohranjeni su u elektronske baze podataka.

Osnovna hidrogeološka karta Republike Hrvatske 1:100.000

Karte korištenja zemljišta

Osnovna pedološka karta RH

Speleološki nacrt • nastaje mjerenjem – topografskim snimanjem Na bazi poligonskih točaka i vlakova (linija) Podaci koji se prikupljaju mjerenjem: duljine (između točaka, lijevo-desno-gore-dolje) – mjerna vrpca, laserski ili ultrazvučni daljinomjer azimuti – kompas, teodolit nagibi – padomjer, teodolit

Mjerenje visine objekta pomoću padomjera i mjerne vrpce

Obrada mjernih podataka na računalu

Unos podataka, crtanje i korigiranje poligonskih vlakova, izmjere, ispis i izrada konačnog nacrta u računalnom programu za vektorsko crtanje.

ELEMENTI NACRTA: • okvir sa sastavnicom (ime, lokacija, koordinate, autorski podaci) • profil, tlocrt, presjeci • mjerilo, oznaka sjevera

POSTUPAK IZRADE KARTE GEOMORFOLOKALITETA – ODABRANI PRIMJERI

Coratza i dr. 2008

Etape rada

-geoplaninarska karta – generalizacijom izdvojeni i prikazani elementi krajolika koje turist lako može prepoznati - hazardi na stazama Hazardi = situacije i procesi koji potencijalno mogu dovesti do oštećenja, uništavanja

1. etapa = Geomorfološka karta

2. etapa – izdvajanje bitnog Karta geomorfolokaliteta

1 – ledenjačko jezero, okolica s tilom i čeona morena 2 – kršje 3 – rock glacier 4 – škrape 5 – rub cirka

3. etapa = izdvajanje: Hazardi

1 – visoka razina 2 – srednja razina

1 – planinarska staza 2 – dio staze ugrožen od odrona 3 – dio staze ugrožen od sipara (posebni simboli pomažu turistima da razumiju u kojim meteorološkim uvjetima se ovi hazardi mogu javiti

4. finalni proizvod:

Primjer karte geolokaliteta s kartom i crtežom Detailed geomorphological sketch and interpretative view of Lloroza glacier complex (geomorphosite No. 7) Serrano i Gonzalez-Trueba 2005

Primjer pregledne karte lokacije geomorfolokaliteta Comanescu i Dobre 2009

Alati za vizualizaciju i analizu

Preglednici: • Google Earth • Arkod • Geoportal DGU - pregled prostornih podataka s osnovnim funkcijama (pregled koordinata, izbor/kreiranje slojeva, povijesni podaci, mjerenje na podlogama, ispis)

GIS alati: • ArcGIS • Quantum GIS (besplatan) - vlastite kartografske podloge - WMS server DGU (Web Map Server – protokol za isporuku georeferenciranih karata generiranih na serveru na temelju GIS baze podataka) – pregled, mjerenja, transformacije koordinata, kreiranje vlastiti podataka, ispis (ograničene rezolucije)

WFS = Web Feature Dervice = omogućuje ne samo pregled i osnovni rad sa slojevima nego i preuzimanje podataka na računalo radi vlastitog uređivanja podataka

Primjer: WFS Državnog zavoda za zaštitu prirode

Dodatna literatura Buzjak, N., Dujmović, I., Feletar, D., Feletar, P., Holjevac, Ž., Ibrišević, R., Petrić, H., Raguž, J., Razum, S., Sijerković, M., Somek, P., Vojak, D., Žegarec Peharnik, M., Želle, M. 2011: Samobor, zemljopisno-povijesna monografija, knjiga 1. Meridijani, Samobor, 413 str. Comanescu, L., Dobre, R. 2009: Inventorying, evaluating and tourism valuating the geomorphosites from the central sector of the Ceahlau NP. GeoJournal for Tourism and Geosites, no. 1, vol. 3, 86-96 Cortaza, P., Ghinoi, A., Piacentini, D., Valdati, J. 2008: Management of geomorphosites in high tourist vacation area: an example of geo-hiking maps in the Alpine di Fanes. GeoJournal of Tourism and Geosites, no. 2, vol. 2, 106-117 Dramis, F., Guida, D., Cestari, A. 2011: Nature and aims of geomorphological mapping. Developments in Earth Surface Processes, Vol. 15, 39-73 Lozić, S., 1996: Nagibi padina kontinentalnog dijela Republike Hrvatske, Acta Geographica Croatica 31, 41-50 Pavlopoulos, K., Evelpidou, N., Vassilopoulos, A. 2009: Mapping geomorphological environments. Springer, pp. 247 Serrano, E., Gonzalez-Trueba, J.J. 2005: Assessment of geomorphosites in natural protected areas: the Picos de Europa National Park (Spain). Geomorphologie, 3/2005, 197-208 Ticci, M., Kelson, K., Brossy, C., Amos, C. 2011: Applications of LiDAR Data Analysis for Geomorphic study. Geomorphometry 2011 (Conference Proceedings), 151-154