Kľúčovú úlohu pri identifikovaní miest ohrozovaných lavínovou aktivitou má digitálny model reliéfu (DMR) a jeho morfometrických parametrov. Čo je teda DMR a ako sa tvorí? DMR tvorí množinu polohovo určených údajov o nadmorskej výške. Je to zjednoduchšene povedané 3D model reliéfu. Takáto množina bodov síce definuje priebeh nadmorských výšok, ale nepopisuje geometrické vlastnosti reliéfu. Geometrické vlastnosti sú charakterizované prostredníctvom morfometrických veličín, ktoré popisujú geometrickú štruktúru reliéfu a sú exaktne vyjadrené morfometrickými charakteristikami. Základnú množinu týchto ukazovateľov tvorí sklon, orientácia voči svetovým stranám a normálová spádnicová a horizontálna krivosť reliéfu definujúce spolu geometrické formy reliéfu.
Ukážka základných morfometrických parametrov na modelovom území Malej Fatry. Takéto výstupy boli urobené pre všetky sledované pohoria. Ďalej sa dozviete, že dokonca v 3 rôznych druhoch zhladenia (generalizácie), kvôli zachyteniu všetkých lavínových oblastí.
V súčasnosti najpresnejšími podkladovými dátami pre tvorbu DMR je výškové bodové pole získané pomocou diaľkovej snímacej techniky LIDAR (Light Detection And Ranging). Tento prístup je však vzhľadom k rozsiahlemu mapovanému územiu príliš finančne náročný. Ďalším potenciálnym zdrojom údajov sú zvektorizované vrstevnice zo Základnej mapy SR v mierke 1:10 000. Tento podkladový údaj bol použitý pre významné časti jednotlivých pohorí, ako je napríklad centrálna časť Krivánskej Malej Fatry, oblasť Chopku a Ďumbiera v Nízkych Tatrách, Parichvost a Žiarska dolina v Západných Tatrách. Vo Vysokých Tatrách pre Malú a Veľkú Studenú dolinu bolo použité fotogrametricky získané výškové bodové pole v pravidelnom gride 15×15 metrov. Podkladom pre zvyšnú časť pohorí boli body získané z vrstevníc Komplexného digitálneho modelu reliéfu SR v mierke 1: 50 000. Tieto hodnoty predstavovali najmä vo vysokohorskom prostredí Vysokých Tatier najväčší zdroj nepresností.
Významným faktorom ovplyvňujúcim kvalitu DMR je použitá interpolačná metóda. V praxi sa používa viacero metód, ktoré sa líšia spôsobom spracovania podkladových dát. Ide napríklad o metódy: Kriging, IDW, Spline, Trend, ktoré sú využívané programom ArcGIS. Ďalej napríklad hydrologicky korektný model Topo to Raster. Medzi najpresnejšie metódy patrí regularizovaný splajn s tenziou (regularized spline with tension, RST). Táto globálna splajnová metóda má rad vlastností (napr. diferencovateľnosť, flexibilitu, lokálne správanie a segmentovateľnosť spracovania), vďaka ktorým možno dosiahnuť vysokú kvalitu interpolácie a spracovať neobmedzený počet vstupných údajov. Metóda umožňuje priamy výpočet morfometrických ukazovateľov reliéfu. Táto funkcia je implementovaná v GIS GRASS ako príkaz v.surf.rst. Pomocou spomínanej metódy bol vytvorený DMR s rozlíšením pixla 5×5 metrov pre jednotlivé pohoria. Na analýzy lavínovej ohrozenosti bolo potrebné vytvoriť tri rôzne modely s rozdielnymi parametrami nastavenia interpolačnej metódy RST. Na výsledný model reliéfu bola použitá metóda, ktorá je sice časovo a analyticky náročná, ale jej výsledky sú v porovnaní s ostatnými najpresnejšie.
Tvorba digitálneho modelu reliéfu s rôznymi parametrami nastavenia zhladenia a napätia, a), b), c) na podklade zobrazenia horizontálnych krivostí.
Použité parametre nám vytvorili rozdielne charaktery modelov s rozdielnym využitím. Prvý model, najmenej zhladený, nám umožní sledovať na reliéfe detailné lokálne zmeny. Je to zaujímavé najmä ak potrebujeme identifikovať konkávnu horizontálnu formu, ktorou bude prebiehať lavínová dráha. Pri zhladenom type DMR by menšie formy zanikli. Nepoužiteľný je málo zhladený model napríklad na určenie expozície voči svetovým stranám, kedy vykazuje príliš rozbité územie.
Ukážka vplyvu nastavení zhladenia a napätia na výsledné zobrazenie orientácie voči svetovým stranám.
Pri spracovaní výstupov z mapovania lavínových dráh boli použité viaceré metódy. Jednalo sa predovšetkým o analýzy slúžiace na extrapoláciu a klasifikáciu získaných priradených atribútov, pričom bola využitá interpolačná metóda IDW (Inverse Distance Weighted) a fokálna metóda plávajúceho okna (focal flow). Analyzované boli dáta zozbierané podľa definovanej metodiky mapovania lavínových dráh.
Atribúty v prípade odtrhových zón predstavovali pri sklonoch priemerné hodnoty za túto časť lavínovej dráhy, rozloha bola taktiež vypočítaná pre odtrhové zóny, dĺžka lavínových dráh vychádzala z hodnoty línií lavínových dráh. IDW metóda následne interpolovala hodnoty jednotlivých charakteristík medzi ťažiskami odtrhových častí lavínových dráh. Týmto spôsobom bol získaný priestorový obraz o dominantných charakteristikách lavínových dráh v regionálnej mierke. Treba však upozorniť, že metódou sa extrapolujú hodnoty charakteristík lavínových dráh na celé územie medzi lavínovými dráhami – teda aj miesta bez lavínových dráh, čo treba mať na pamäti pri interpretácii jednotlivých máp. Keďže v regionálnej mierke sa väčšina lavínových dráh dá kartograficky zobraziť len ako body, pokladáme to pre túto mierku za vhodný spôsob vyjadrenia priestorovej distribúcie sledovaných charakteristík.
Pre všetky pohoria boli metódou IDW vyhodnotené najmä atribúty početnosti výskytu lavín a navrhnutý parameter geomorfologického prejavu. Vplyvom použitej metódy však získali rovnakú váhu (vplyv na výslednú mapu) všetky lavínové dráhy (ich odtrhové oblasti) bez ohľadu na ich veľkosť (hodnoty charakteristiky 10 malých lavínových dráh so sumárnou plochou rovnakou ako jedna veľká dráha ovplyvnili výsledok 10x viac ako hodnoty charakteristík plošne ekvivalentne veľkej dráhy). Výsledky sme preto konfrontovali s hodnotami vypočítanými metódou fokálnej štatistiky pomocou pohyblivého okna. Vstupnými údajmi boli charakteristiky priradené každej 10×10 metrov veľkej bunke odtrhovej a transportnej zóny. Výpočet sa následne realizoval v plávajúcom okne štvorcového tvaru s rozmermi 100×100 metrov. Typ výstupných hodnôt bol zvolený „MAJORITY“, čo znamená, že vo výslednom rastri hodnota buniek zodpovedá najviac zastúpenej hodnote v „plávajúcom okne“. Týmto spôsobom sme získali výstup, kde výsledné hodnoty ovplyvňuje aj veľkosť každej lavínovej dráhy.
Pri oboch sledovaných parametroch (početnosť výskytu a geomorfologický prejav) sa v rámci fokálnej štatistiky použili dva prístupy. V prvom prípade bola bunkám mimo lavínových dráh priradená hodnota nula. V druhom prípade im nebola priradená žiadna hodnota. Keďže v plávajúcom okne bol určovaný modus hodnoty, viedol prvý z prístupov k veľkému plošnému rozšíreniu výsledných nulových hodnôt. V týchto prípadoch to znamenalo, že pri prechode pohyblivým oknom úzke transportné pásma zanikli v prevažujúcich lokalitách s hodnotami 0 a výstup tvoria oklieštené odtrhové zóny. Druhý prístup extrapoloval nenulové hodnoty do širšieho okolia lavínových dráh, čím sa výsledky viac priblížili výsledkom získaných extrapoláciou pomocou IDW metódy.
Kvôli lepšej interpretácii výsledkov je pre všetky použité metódy zvolená rovnaká farebná škála analyzovaných charakteristík. Pri použití metódy plávajúceho okna, výsledne hodnoty predstavujú lokálny trend v blízkosti dráh. Miera vplyvu na okolie je závislá na zvolenej veľkosti plávajúceho okna a od priradenia/nepriradenia nulových hodnôt bodom mimo lavínových dráh. V našom prípade pri okne veľkom 100×100 metrov dosiahnuté výsledky reprezentujú trend, ktorý neignoruje miestne extrémne hodnoty. Naopak, metóda IDW tieto hodnoty nezachytí. Veľkou výhodou pri použití metódy pohyblivého okna oproti IDW je, že mapované výsledky zachytávajú sledované parametre len v bezprostrednom okolí miest, kde sa lavíny reálne vyskytujú. Tieto výstupy sú vhodnejšie napríklad pri rôznych typoch klastrových analýz.
V závere prikladám aspoň niektoré z výsledných analytických máp. Pre jednotlivé pohoria je to buď početnosť výskytu lavín (červeno-zeleno-žltá škála), alebo geomorfologický prejav lavín (odtiene hnedej) pri použití metódy IDW.
Musíte byť prihlásený, aby ste mohli zverejniť komentár.