Wydrukuj Zapisz jako PDF Dodaj do ulubionych Udostępnij materiał

Dawno temu kartografowie umieszczali na mapach tylko to, co sami zobaczyli. W późniejszych czasach pomagały im przyrządy pomiarowe i fotografia. Krótko potem sporządzanie map bardzo ułatwiły zdjęcia lotnicze. Dzisiaj kompletną powierzchnię Ziemi z bardzo dużą dokładnością prezentują fotografie wykonane z przestrzeni kosmicznej, a każdy z nas może korzystać z nawigacji satelitarnej.

RpFBIIhZ77AHl1
Źródło: Jacques Descloitres, MODIS Rapid Response Team, NASA/GSFC (http://commons.wikimedia.org), Averater (http://commons.wikimedia.org), Krzysztof Jaworski, licencja: CC BY-SA 3.0.
Już wiesz
  • jak powstawały i z czego się składają tradycyjne mapy;

  • jak odczytywać i interpretować treść map;

  • jak odczytać współrzędne geograficzne, odległości i wysokość n.p.m. dowolnego obiektu znajdującego się na mapie.

Nauczysz się
  • przedstawiać historię i współczesne znaczenie zdjęć satelitarnych dla kartografii;

  • interpretować zdjęcia lotnicze;

  • wyjaśniać, jakie znaczenie we współczesnej geografii ma GPS.

iQIJdIbYFW_d5e259

1. Po co wykonuje się zdjęcia lotnicze i satelitarne?

Zdjęcia lotniczezdjęcia lotniczeZdjęcia lotnicze to fotografie powierzchni Ziemi wykonywane z balonów, samolotów, helikopterów, szybowców, lotni, motolotni, latawców oraz dronówdrondronów. Na podstawie profesjonalnych zdjęć lotniczych oraz pomiarów dokonanych przez geodetów kartografowie opracowują mapy topograficzne.

Ciekawostka

Pierwsze w historii zdjęcia powierzchni Ziemi z powietrza zostały wykonane przez francuskiego fotografa Nadara (prawdziwe nazwisko Gaspard‑Félix Tournachon) podczas lotu balonem nad Paryżem w październiku 1858 roku. Trzy lata wcześniej ten sam fotograf wykonał zdjęcia z balonu na uwięzi.

Historia zdjęć satelitarnychzdjęcia satelitarnezdjęć satelitarnych jest dużo krótsza od historii zdjęć lotniczych. W 1946 roku uzyskano pierwsze w historii zdjęcie powierzchni Ziemi zrobione z kosmosu. Kamera umieszczona na rakiecie V‑2 sfotografowała pustynię Nowego Meksyku. W 1960 roku na orbitę okołoziemską został wystrzelony amerykański satelita meteorologiczny TIROS‑1, który wykonał pierwsze niedokładne zdjęcia satelitarne niewielkiego fragmentu Ziemi. Dwanaście lat później, w 1972 roku, rozpoczął pracę pierwszy sztuczny satelita przeznaczony specjalnie do badań Ziemi. Nazwano go Landsat 1. Od lutego 2013 roku pracuje kolejny już z tej serii – Landsat 8. Urządzenia zamontowane na tych satelitach zrobiły miliony zdjęć, które znalazły zastosowanie w kartografii, rolnictwie, geologii, leśnictwie, administracji, transporcie, edukacji i wojskowości oraz w wielu innych dziedzinach. Obecnie dziesiątki satelitów naukowych, komercyjnych, meteorologicznych, wojskowych i szpiegowskich wykonują zdjęcia satelitarne każdego zakątka Ziemi w coraz lepszej rozdzielczości.

RVaEWzZT3eBTe1

Po przetworzeniu uzyskanych zdjęć satelitarnych bądź lotniczych powstaje ortofotomapaortofotomapaortofotomapa, czyli mapa fotograficzna powiązana z układem współrzędnych w odpowiednim odwzorowaniu kartograficznym. Charakteryzuje się ona brakiem zniekształceń terenu i jednakową skalą dla całego obszaru przedstawionego na obrazie.

Polecenie 1

Korzystając z poniższej przykładowej instrukcji oraz z aplikacji Google Maps, Bing Maps lub innych, wyszukaj w Internecie zdjęcia satelitarne i mapy (zrób czytelne i wyraźne zbliżenia) następujących miejsc:

  • Wielki Kanion (Grand Canyon), Arizona, USA;

  • Uluru, Terytorium Północne, Australia;

  • Półwysep Hel, Polska;

  • Rysy, Polska;

  • Cancun, Meksyk.

RlLtdki24mbzA1
Podstawowe funkcje mapy Google (ang. Google Maps)

Przeglądarka szczegółowych zdjęć satelitarnych oraz mapa znajduje się pod adresem:
https://maps.google.pl/
Przeglądarka ogólnych zdjęć satelitarnych, lotniczych oraz mapa znajduje się pod adresem:
http://www.bing.com/maps/

Polecenie 2

Korzystając z serwisu http://mapy.geoportal.gov.pl/ (instrukcja korzystania poniżej), porównaj obszar górski pokazany na zamieszczonych tam mapach topograficznych, na mapie ogólnogeograficznej oraz na zdjęciach satelitarnych i lotniczych przekształconych w ortofotomapę. Wymień najważniejsze różnice między tymi formami prezentacji powierzchni terenu górskiego.

Polecenie 3

Wykorzystując znane z poprzednich ćwiczeń źródła wiedzy geograficznej, wskaż ten sam obiekt przedstawiony na zwykłej fotografii, na zdjęciu lotniczym lub na zdjęciu satelitarnym oraz na mapie topograficznej. Przykładowe obiekty: Zamek Królewski na Wawelu, Pałac Kultury w Warszawie, Muzeum Morskie w Gdańsku.
Przeglądarka zwykłych fotografii różnych miejsc na Ziemi znajduje się pod adresem:
http://www.panoramio.com/

Polecenie 4

Zapoznaj się z tematycznymi atlasami internetowymi. Naucz się z nich korzystać, wyszukując różnych informacji na mapach cyfrowych.

  • Dowiedz się więcej o najstarszych zabytkach. Znajdź na przykład najstarszą kopalnię w Europie – neolityczna kopalnia sprzed 3900 lat w Krzemionkach Opatowskich (Góry Świętokrzyskie): http://www.megalithic.co.uk

  • Sprawdź, jakie trasy rowerowe istnieją w twojej okolicy: http://www.opencyclemap.org

  • Zaplanuj wycieczkę w góry i sprawdź szlaki turystyczne: http://www.osmapa.pl

  • Odkrywaj cuda natury i zwiedzaj wirtualnie zabytki dzięki aplikacji Google Street View: https://www.google.com/maps/views/home?gl=pl&hl=pl

Ciekawostka

Każdy, kto posiada dostęp do Internetu, może w dowolnej chwili zobaczyć na zdjęciach satelitarnych swoją szkołę albo dom. Ogólnodostępne strony internetowe, jak Google Maps albo Google Earth, pozwalają znaleźć na zdjęciach satelitarnych niemal każde miejsce na Ziemi. Jeżeli oglądasz obszar określonej miejscowości na mapie Google, przeciągając na nią żółtego ludzika znajdującego się w prawym dolnym rogu, przełączysz się automatycznie na aplikację umożliwiającą wirtualny spacer ulicami tej miejscowości – Google Street View.

Ciekawostka

Coraz popularniejsze jest wykonywanie amatorskich zdjęć lotniczych kamerami zainstalowanymi w koszach balonów albo kamerami unoszonymi przez dronydrondrony.

RJ8jT6yC4D2vr1
iQIJdIbYFW_d5e384

2. Satelitarne systemy nawigacyjne – jak działają i do czego służą?

Obecnie funkcjonuje kilka systemów nawigacji satelitarnej. Najstarszy i najpopularniejszy z nich to Global Positioning System (GPS), który swoim zasięgiem obejmuje całą kulę ziemską. Zadaniem GPS jest dostarczenie użytkownikowi informacji o jego położeniu. Działanie systemu opiera się na pracy 31 satelitów orbitujących wokół Ziemi, z czego przynajmniej 28 jest ciągle aktywnych, a co najmniej 4 są zawsze widoczne z dowolnego punktu na planecie. Satelity te krążą po orbitach na wysokości 20 183 km. Działanie GPS polega na pomiarze czasu dotarcia sygnału radiowego do odbiornika z czterech najbliższych satelitów. System GPS stworzył, utrzymuje i zarządza nim Departament Obrony USA. Jest on ogólnodostępny i darmowy.
Rosjanie stworzyli alternatywny system nawigacyjny dla GPS zwany GLONASS. Dostarcza on dwa rodzaje sygnału: wojskowy oraz cywilny. W skład systemu wchodzą 24 satelity oraz naziemna stacja kontroli.
Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) pracuje obecnie nad systemem nawigacji Galileo, który będzie się składać z 30 satelitów.

R1K6hIBicQl2c1
Polecenie 5

Wyszukaj dowolną mapę turystyczną. Wybierz dwie miejscowości. Wykorzystując zamieszczoną na mapie skalę, oblicz odległość między przybliżonymi środkami wybranych miejscowości. Odszukaj te same miejsca także w atlasie samochodowym. Odczytaj odległość między nimi opisaną na mapie samochodowej. Wpisz nazwy obu miejscowości na stronie internetowej Google Maps i zaznacz opcję „wybierz trasę”. System pokaże ci odległość i trasę, jaką należy pokonać. Jeżeli masz dostęp do nawigacji GPS, wykonaj w niej podobne działania i odczytaj odległość. Porównaj uzyskane wyniki. Zastanów się, dlaczego funkcjonują tak różnorodne źródła informacji o przestrzeni i dlaczego każde z nich znajduje swoich odbiorców.

Ciekawostka

Chiński system nawigacji nazywa się Compass (znany jest także pod nazwą Beidou‑2) i obejmuje na razie znaczną część Azji, Australię oraz część Oceanu Indyjskiego i Spokojnego, choć w przyszłości ma objąć całą Ziemię. System tworzony przez Indie to IRNSS, ma obejmować tylko Indie i obszary leżące w odległości 1000–2000 km od ich granic.

Ciekawostka

Odbiorniki GPS wyposażono między innymi w takie funkcje, jak:

  • określenie współrzędnych geograficznych,

  • nawigacja,

  • wariantowe wyznaczanie trasy,

  • powrót do miejsca startu tą samą trasą,

  • pomiar odległości,

  • wyznaczenie powierzchni,

  • wyświetlanie map i nawigacja na nich.

    Rek4gMK8V3I3w1
    Odbiornik GPS z autonawigacją to bardzo przydatne narzędzie podczas podróży samochodem. Powoli wypiera z użycia papierowe atlasy i mapy samochodowe

iQIJdIbYFW_d5e458

3. GIS – systemy informacji geograficznej

Systemy Informacji Geograficznej (GIS) to systemy informacyjne pozwalające na interaktywne, wielopoziomowe, bardzo szczegółowe przedstawienie obrazu powierzchni Ziemi i danych z nim powiązanych. W tworzeniu tych systemów wykorzystywane są zaawansowane technologie informatyczne.

Za ich pomocą gromadzi się, przetwarza i obrazuje (wizualizuje) różnorodne dane przestrzenne. Systemy te m.in. ułatwiają podejmowanie ważnych decyzji przez administrację lokalną czy państwową, a także różnego rodzaju służby (straż pożarną, policję, służbę leśną, meteorologiczną itp.). Ponadto znajdują zastosowanie w wielu gałęziach gospodarki oraz w pracy naukowców.
Jednym z przykładów takiego systemu jest System Informacji Przestrzennej Wrocławia, dzięki któremu na podstawie zebranych danych stworzono bardzo użyteczne mapy.

RKkzAkJ1KX7nF1
System Informacji Przestrzennej Wrocławia (http://geoportal.wroclaw.pl/)
iQIJdIbYFW_d5e534

Podsumowanie

  • Zdjęcia lotnicze i satelitarne są podstawą współczesnej kartografii. O ich popularności decyduje wysoka jakość i powszechna dostępność.

  • Zdjęcia lotnicze stanowią bazę dla wielu geograficznych analiz dotyczących meteorologii, rolnictwa, zagospodarowania terenu i innych dziedzin życia.

  • GPS jest powszechnie dostępnym, darmowym i skutecznym systemem określania położenia geograficznego oraz bazą danych dla nawigacji.

  • GIS – systemy informacji geograficznej są nowoczesnym, opartym na najnowszych technologiach narzędziem wspomagającym proces decyzyjny na przykład służb ratowniczych i administracji publicznej.

Praca domowa
Polecenie 6.1

Zastanów się i odpowiedz:

  1. W jaki sposób wykorzystujemy zdjęcia i mapy satelitarne?

  2. Jak oceniasz swój własny dostęp do map i zdjęć satelitarnych całej kuli ziemskiej? Czy potrafisz z nich skorzystać?

  3. Wybierz się w wirtualną podróż swoich marzeń, korzystając ze strony Google Maps lub z programu Google Earth oraz z technologii Google Street View. Czy można w ten sposób sprawdzić, jak przygotować się do rzeczywistej wyprawy?

Zobacz także

iQIJdIbYFW_d5e625

Słowniczek

dron
dron

statek powietrzny, który nie ma możliwości zabrania na pokład załogi ani pasażerów; jest pilotowany zdalnie lub wykonuje lot autonomicznie; małe, tanie wersje dronów coraz chętniej wykorzystuje się do fotografowania powierzchni Ziemi

ortofotomapa
ortofotomapa

mapa, której treść przedstawiono za pomocą zdjęć satelitarnych; powiązana jest z układem współrzędnych w odpowiednim odwzorowaniu kartograficznym; charakteryzuje się brakiem zniekształceń terenu i jednakową skalą dla całego obszaru przedstawionego na obrazie

zdjęcia lotnicze
zdjęcia lotnicze

fotografie powierzchni Ziemi wykonywane z dużych wysokości przy wykorzystaniu statków powietrznych (balonów, samolotów, szybowców, latawców, dronówdrondronów)

zdjęcia satelitarne
zdjęcia satelitarne

fotografie powierzchni Ziemi wykonywane z pokładu statków kosmicznych lub przez sztuczne satelity

iQIJdIbYFW_d5e713

Zadania

Ćwiczenie 1
RIznuiExvtz0e1
Zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
RpU0lsWaW8bZQ1
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 3
R1BSGYDI2LyT11
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 4
R1YdbbWsFqA5Y1
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 5
RZ3aqH68jk88y1
zadanie interaktywne
Źródło: Andrzej Boczarowski, licencja: CC BY 3.0.