TEMATY STATUTOWE 2013
Temat: Analiza przydatności modeli wykorzystujących zobrazowania satelitarne do celów monitoringu wilgotności gleb oraz stresu wodnego roślin na obszarze całego kraju.
Symbol tematu: 4.06 (4.3.1)

Kierownik tematu: mgr Artur Łopatka

Okres realizacji: styczeń 2011 – grudzień 2014

Wykonawcy:
dr J. Jadczyszyn, dr R. Pudełko, dr J. Kozyra, mgr P. Koza

Celem prac będzie wybór optymalnych pod względem naukowym i ekonomicznym modeli wykorzystujących zdjęcia satelitarne do celów monitoringu wilgotności gleb oraz stresu wodnego roślin na obszarze całego kraju. Przeprowadzona zostanie analiza jakości, dostępności czasowej i przestrzennej oraz kosztów zakupu zdjęć satelitarnych koniecznych do tego typu analiz. Wykonana zostanie kalibracja i walidacja wybranych modeli opartych na automatycznej klasyfikacji zobrazowań satelitarnych z wykorzystaniem zdjęć w paśmie termalnym, radarowych zdjęć w paśmie mikrofalowym, danych o plonach GUS oraz naziemnych pomiarów wilgotności gleby. Testowe pomiary wilgotności gleby wykonywane są na obszarze zlewni Bystrej (położona pomiędzy Lublinem a rzeką Wisłą) (Rys. 1).

Rys.1. Obszar zlewni Bystrej z zaznaczonymi punktami pomiaru wilgotności gleby.

Opracowane zostaną algorytmy łączenia wyników pochodzących z modeli o różnej rozdzielczości czasowej i przestrzennej (Rys.2) w celu zwiększenia poprawności ich przewidywań oraz dokonana zostanie analiza kosztów działania zaproponowanego systemu.
[Rozmiar: 585457 bajtów].
Rys.2 Idea procesu dezagregacji danych ze zdjęć satelitarnych.

Wyniki pracy mogą zostać wykorzystane do ulepszenia Systemu Monitoringu Suszy Rolniczej oraz we wszelkich projektach wymagających informacji o wilgotności gleb, stresie wodnym i ewapotranspiracji.

Temat: Wieloskalowa parametryzacja modeli symulacyjnych w zakresie hydrologii oraz erozji wodnej i wietrznej, jako narzędzi oceny oddziaływania rolnictwa na środowisko
Symbol tematu: 4.11 (4.3.6)

Kierownik tematu: dr Rafał Wawer

Okres realizacji: 2012-2015

Wykonawcy: dr G. Debaene, dr J. Jadczyszyn, dr J. Kozyra, dr J. Niedźwiecki, dr E. Nowocień, dr B. Podolski, dr R. Pudełko, mgr A. Łopatka

   W skali kontynentu europejskiego około 17% ogólnej powierzchni lądu jest w różnym stopniu dotknięta erozją, z czego 92% erozją wodną.
   W Polsce erozja wodna występuje potencjalnie na około 28% ogólnego obszaru, a erozja wietrzna na około 28% powierzchni bezleśnej.
Szacuje się, że w wyniku negatywnego oddziaływania erozji w Polsce ponad 700 tysięcy ha gruntów zostało zupełnie zrujnowanych i w większości nie nadaje się do rolniczego użytkowania.
   Najbardziej powszechne procesy erozyjne to: zmywy powierzchniowe - odrywanie i przemieszczanie cząstek glebowych przez wody deszczowe lub z tającego śniegu, spływające w rozproszeniu po stoku; żłobienie - rozmywanie powierzchni gleby przez wody powierzchniowe skoncentrowane w strugi; deflacja - wywiewanie przez wiatr cząstek próchnicy, pyłu, iłu, piasku, okruchów skalnych z powierzchni gleby.
   Znaczne ubytki gleby powodują również procesy deflacji (erozji wietrznej), chociaż zauważa się to zwykle wtedy kiedy osiągają one stan katastrofalny. Na przykład w 1934r w Stanach Zjednoczonych podczas burzy pyłowej na Wielkiej Równinie wiatr zerwał 25 cm wierzchnią warstwę gleby i przeniósł ponad 2000 tys. ton gleby z 450 000 km2 (4,44 t/km2) powierzchni (Woodruft i in., 1955, Zingg i in., 1950).
   W Polsce, znajdującej się w strefie umiarkowanej, przejściowej i morskiej erozja wietrzna nie oddziałuje tak drastycznie, chociaż jej rozmiary nie są jeszcze dostatecznie rozpoznane. Dotychczasowe badania wykazują jednak, że stanowi ona ważny proces morfogenetyczny, charakteryzujący się równocześnie największym zasięgiem przestrzennym. Szacuje się, że w krajobrazie rolniczym gór, pogórzy i wyżyn z pokrywami lessowymi i pylastymi natężenie deflacji wynosi średnio 600 t/km2 (z wielolecia). W latach ekstremalnych średnie roczne sumy opadu eolicznego są zaskakująco duże. Na przykład na Wyżynie Lubelskiej określono je na 2620 t/km2 (Józefaciuk, Nowocień, 1994) przy czym w niektórych przypadkach prawie cały roczny opad eoliczny może pochodzić z jednego okresu, np. jednego miesiąca charakteryzującego się bardzo silną deflacją.
   Rozpoznanie procesów erozji oraz czynników wpływających na jej nasilenie jest kluczowym etapem w przygotowaniu danych do kluczowych opracowań i analiz związanych ze stanem środowiska oraz wpływem działalności człowieka na jego jakość.
   Jedną z naczelnych zasad ochrony środowiska w Polsce i Europie jest zasada prewencji czyli zapobiegania przyszłym problemom. Ważniejszym narzędziem prewencyjnym związanym ze zmianami o charakterze przestrzennym, również dotyczącymi rolnictwa, są tzw. strategiczne oceny oddziaływania na środowisko.
   Wraz z postępem technologii informatycznych, zarówno na polu sprzętu komputerowego, jak i technik programowania, zaczęto stosować tzw. modele zintegrowane. Modele tego typu charakteryzują się przede wszystkim dużą złożonością, odzwierciedlającą złożoność procesów zachodzących w układach naturalnych, wielowymiarowością, przejrzystym interfejsem użytkownika, zintegrowanym ze środowiskiem GIS oraz wbudowanymi narzędziami do kalibracji. W praktyce prognozowania zmian środowiska modele tego typu umożliwiają przeprowadzenie weryfikacji założeń na długo przed ich wprowadzeniem oraz ocenę ilościową ważnych parametrów i wskaźników, pomocnych w waloryzacji skuteczności przewidywanych zmian.
Celem tematu jest wdrożenie modelu zintegrowanego SWAT dla symulacji jakości wód zlewni Wisły, przy czym prowadzone badania towarzyszące: badania podstawowe i monitoring; umożliwią zastosowanie również innych modeli symulacyjnych.
Tematy archiwalne zakończone w:
  • 2012 r.
  • 2011 r.
  • 2010 r.
  • 2009 r. -->>
®IUNG 2005-2014 Pytania i komentarze: WEBMASTER Projekt i aktualizacja strony:
M. Kowalik