Miękinia

„Wielowarstwowa mapa GIS" to projekt realizowany w ramach Grantów Rektorskich w 2015 roku. Jego głównym celem było stworzenie mapy GIS zawierającej kompletne dane geologiczne, geofizyczne oraz lokalizacyjne dla terenów nieczynnego kamieniołomu znajdującego się w okolicach Laboratorium Edukacyjno-Badawcze Odnawialnych źródeł Energii AGH w Miękini. Wykonania niezbędnych pomiarów oraz opracowań podjęły się wspólnymi siłami 3 koła naukowe: KNG Dahlta (Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska), oraz KNG Geofon i KN Kiwon (Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska). Koordynowaniem wykonania geodezyjnej części został Arkadiusz Sukta. W celu zapewnienia odpowiedniego wsparcia merytorycznego do współpracy przy projekcie zostało zaproszonych dwóch pracowników Naszego wydziału : dr inż. Paweł Ćwiąkała oraz mgr inż. Elżbieta Pastucha.

Pomiary terenowe wykonywane przez KNG Dahlta obejmowały dwie podstawowe części:
- wykonanie nalotu fotogrametrycznego
- zamarkowanie w terenie siatki punktów

Do części pierwszej zdecydowaliśmy się wykorzystać jednostkę UAV (hexacopter DJI S900/A2 JANUSZ). Urządzenie zostało wypożyczone z firmy GeoFun Factory (http://www.geofunfactory.pl/). Pomiar fotopunktów został wykonany metodą RTN GPS. Posłużyły do tego wydziałowe odbiorniki Javad Triumph-1. W części drugiej wykonano tyczenie regularnej siatki kwadratów, o oczku 10 metrów, która została wcześniej zaprojektowana. Podobnie jak w przypadku fotopunktów do tyczenia wykorzystano odbiorniki Javad. W celu usprawnienia pomiaru przy ograniczonej liczbie dostępnych odbiorników zagęszczenie siatki wykonywano przy użyciu ruletek (wcięcia liniowe).

W terminie 7-8.04.2015 wykonano wszystkie terenowe prace związane z częścią geodezyjną. Najpierw zamarkowane zostały fotopunkty. Do tego celu wykorzystaliśmy wykonane wcześniej szablony w kształcie koła o średnicy 9 cm, które w terenie zostało zamalowywane farbą geodezyjną. Dodatkowo w celu ułatwienia odszukiwania fotopunktów na zdjęciach, domalowano ramiona w kształcie krzyża. Po wykonaniu tych czynności przystąpiono do wykonania nalotu fotogrametrycznego. Operatorem urządzenia UAV był wspomniany wcześniej dr inż. Paweł Ćwiąkała. W czasie 40 minutowego nalotu udało się pozyskać ponad 700 zdjęć, które swoim zasięgiem obejmowały ok. 20 hektarów powierzchni.

Po części fotogrametrycznej przystąpiliśmy do stabilizowania siatki punktów, która miała być bazą do wykonywania pomiarów geofizycznych oraz geologicznych. W terenie zamarkowano ok. 300 punktów pomiarowych. Ich dokładność wytyczenia szacowana jest na 0,5 metra, która jest wystarczająca do wykonania tego typu analiz.

Opracowanie wyników nalotu zostało przeprowadzone w programie AgiSoft Photoscan. Pierwszym etapem było wstępne połączenie zdjęć. Na jego podstawie stwierdzono, że nie wszystkie zdjęcia automatycznie zostały połączone. Powodem tego była charakterystyka terenu (duże zadrzewienie i zakrzewienie) oraz stosunkowo niski pułap lotu (ok. 130 metrów), które to spowodowały, że trzeba było zrezygnować z części wykonanych zdjęć. Następnym etapem było ponowne wyrównanie, wykorzystując pomierzone fotopunkty. Dzięki temu zyskaliśmy georeferencję oraz możliwość oceny dokładności wpasowania zdjęć.
Na podstawie gęstej chmury punktów wygenerowano siatkę mesh oraz tekstury, która posłużyły do stworzenia ortofotomapy. Ostatecznie wygenerowano NMPT oraz ortofotomapę w dwóch wariantach rozdzielczości terenowej: 10 i 5 cm. W opracowaniu aktywnie pomagało nam Nasze wsparcie merytoryczne: dr inż. Paweł Ćwiąkała oraz mgr inż. Elżbieta Pastucha.

Ostatnią częścią realizowanego projektu było połączenie wszystkich warstw, które udało się wykonać. Integracja danych została wykonana przez KNG Dahlta z wykorzystaniem pakietu ArcGIS firmy ESRI. Wszystkie wyniki pomiarów przeprowadzanych w ramach Grantu zostały wyeksportowane do formatów obsługiwanych także przez inne oprogramowania do tworzenia map GIS. Nięzbędnym elementem było nadanie właściwej georeferencji, która jest kluczowym elementem integracji danych.

Na Naszej mapie znalazły się, także otwarte dane dotyczące położenia punktów, które były bazą pomiarową dla wcześniejszych badań grawimetrycznych oraz magnetycznych. Dane te pozyskano z Centralnej Bazy Danych Geologicznych udostępniającym zasoby Państwowego Instytutu Geologicznego. Do naszej mapy została również podłączona warstwa ortofotomapy ze strony geoportal.gov.pl. Było to możliwe dzięki wykorzystaniu udostępniania usług WMS. Do jej przeglądania niezbędne jest połączenie z Internetem.

Ostatecznie na „Wielowarstwowej mapie GIS” znalazły się 33 warstwy:
- ortofotomapa oraz NMPT (obie o rozdzielczości terenowej 5 cm)
- mapa magnetyczna
- mapy zawartości poszczególnych związków chemicznych w glebie (uzupełnione dodatkowo wygenerowanymi warstwicami)
- punkty w których wykonywano badania geologiczne
- punkty w których wykonywano badania magnetyczne
- warstwy zawierające dane o położeniu punktów w których wykonywano wcześniejsze badania magnetyczne i grawimetryczne
- ortofotomapa z serwisu geoportal.gov.pl
Obecnie trwają prace nad udostępnieniem danych w internetowej aplikacji mapowej.