Magyarország-Ausztria Phare CBC Program Kisprojekt Alap 2001 Támogatási szerzıdés száma: HU010803-12. DIGITÁLIS GEOADATÁLLOMÁNY ELİÁLLÍTÁSA LÉZERSZKENNER-ADATOKBÓL DEVELOPMENT OF DIGITAL GEODATA SET BY MEANS OF AERIAL LASERSCANNING ZÁRÓJELENTÉS SOPRON, 2004. 09. 30. NYUGAT-MAGYARORSZÁGI EGYETEM FÖLDMÉRÉSI ÉS TÁVÉRZÉKELÉSI TANSZÉK, 9400 Sopron, Bajcsy Zs. u. 4.
DIGITÁLIS GEOADATÁLLOMÁNY ELİÁLLÍTÁSA LÉZERSZKENNER-ADATOKBÓL Megbízó: VÁTI Regionális Fejlesztési és Urbanisztikai Közhasznú TársaságTerületfejlesztési Igazgatóság H-1016 Budapest. Gellérthegy u. 30-32. Támogató: Magyarország-Ausztria Phare CBC Program Kisprojekt Alap 2001 Támogatási szerzıdés száma: HU010803-12. SZERZİ / KÖZREMŐKÖDİK: NYUGAT-MAGYARORSZÁGI EGYETEM FÖLDMÉRÉSI ÉS TÁVÉRZÉKELÉSI TANSZÉK H-9400 Sopron, Bajcsy Zs. u. 4. Projekt koordinátor: Dr. Márkus István Szakértık: Dr. Bácsatyai László Dr. Bányai László Dr. Czimber Kornél Király Géza Dr. Kovács Gyula Projekt-adminisztrátor: Kondor Miklósné Alvállalkozó: Topographische Systemdaten GmbH Obere Stegwiesen 26, D-88400 Biberach, Németország Sopron, 2004 1
TARTALOMJEGYZÉK 1. Bevezetés... 2 1.1. A projekt célja... 2 1.2. A projektben megoldandó feladatok... 2 2. A projektben megvalósított munka... 4 2.1. A légi lézerszkenneres adatgyőjtési technológia... 4 2.2. Referencia-adatok győjtése a repülés kiértékeléséhez... 5 2.2.1. Geodéziai alappontok adatainak beszerzése... 5 2.2.2. Referencia adatok győjtése a lézerszkenner adatok kiértékeléséhez... 6 2.3. Nagyfelbontású digitális terepmodell (DTM) elıállítása... 12 2.3.1. A digitáls domborzatmodell megjelenítése... 16 2.4. Kiegészítı adatok beszerzése, és ezek integrációja a nemzetiparkinformációs rendszerbe... 18 2.4.1. Kiegészítı adatok beszerzése... 18 2.4.2. A kiegészítı adatok feldolgozása és GIS-be illesztése... 19 2.4.2.1. Digitális kataszteri térkép... 19 2.4.2.2. Digitális domborzatmodell elıállítása az EOV_10 topográfiai térképekbıl... 20 2.4.2.3. Földhasználati fedvények elıállítása... 20 2.4.2.3.1. Aktuális földhasználati fedvény elıállítása... 20 2.4.2.3.2. Történeti térképek használata a földhasználat változásának vizsgálatához... 20 2.4.2.3.3. A történeti térképek Egységes Országos Vetületbe illesztése... 21 2.4.2.3.4. A földhasználati fedvények idısora... 23 2.5. A digitális domborzatmodell és a kiegészítı adatok együttes GIS elemzése... 29 2.5.1. Pontosságvizsgálat... 29 2.5.2. Tematikus elemzés... 31 3. Eredmények... 35 Irodalom... 35 1
1. Bevezetés 1.1. A PROJEKT CÉLJA Az magasabb rendő cél, amelynek elérését a projekt segíti, egy egységes középeurópai Nemzeti Park Földrajzi Információs Rendszer koncepciójának megalkotása. Ez magában foglalja a nemzeti park-régiók tervezésében és monitorozásában alkalmazható földrajzi információs rendszerek (GIS) egységes módszertanának kidolgozását, és egy egységes európai hálózatba integrálását. A fentebb vázolt magasabb rendő cél projektek sorozatának eredményeképpen valósul meg. Az osztrák-magyar együttmőködésben végzett kutatómunka nagyon fontos eleme a legújabb földmérési, távérzékelési és térinformatikai módszerek, eljárások kipróbálása és alkalmazása. A projekt közvetlen célkitőzése egy nagypontosságú digitális domborzatmodell (DDM) kifejlesztése az országhatáron átnyúló ökológiai szempontból egységesnek tekintendı Magyar-Osztrák Fertı-Hanság Nemzeti Park / Neusiedler See-Seewinkel National Park egy-egy érintkezı kisebb magyar és osztrák területére. A DDM integrálása egy nemzeti park információs rendszerbe. A DDM és más kiegészítı adatok (ortofotó, kataszteri térkép, földhasználati térkép, vegetációtérkép, archív topográfiai térképek) együttes GIS-elemzése. 1.2. A PROJEKTBEN MEGOLDANDÓ FELADATOK A bilaterális Magyar Osztrák Fertı Hanság / Neusiedler See Seewinkel Nemzeti Park összekapcsolására és megnyitására 1994. április 24-én került sor. A Nemzeti Park flórája és faunája minden tekintetben összefüggı vízi és vízparti ökoszisztémák tartozéka, ezért megırzése csak egységes természetvédelmi kezelésben képzelhetı el. Egy térbeli információs rendszer mindig egy-egy térbeli vonatkozási rendszerre épül, amelyek a különbözı országokban különbözık. Ezért elengedhetetlen egy egységes geodéziai vonatkozási rendszer bevezetése az országhatárokon túlterjedı nemzeti park-információs rendszerben, hogy a térbeli adatokat együttesen tudjuk ábrázolni, és analizálni. A továbbiakban a magyar-osztrák nemzeti park sajátosságait kell behatóbban ismertetni. A nemzeti parkban hagyományos legeltetéssel hasznosított legelık, a régi természetes rétek maradványai, szikes rétek, szikes mocsarak, szikes tócsák, a Fertı tó szabad vízfelszíne és kiterjedt nádasai találhatók, amelyek különös jelentıséggel bírnak természetvédelmi szempontból. Ezek a nemzetközileg ismert és elismert élıhelyei a legjelentısebb természeti értéket képviselı, itt fészkelı vagy átvonuló védett madárfajoknak. De nem feledkezhetünk meg az ugyancsak itt található orchideákról, sótőrı növényzetrıl, szitakötıkrıl, lepkékrıl, szöcskékrıl, bogarakról és pókokról sem. 2
A következı problémával találkozunk a Seewinkelben: Régi térképek bizonyítják, hogy a XX. század kezdetén még több mint 100 szikes tó, tócsa volt a Seewinkelben. A század kezdete óta mesterségesen lecsapolták a felszíni vizeket, és a talajvízszint is lesüllyedt. A hosszú idın keresztül folytatott talajvíz-kivétel regionális talajvíz túlhasználathoz vezetett. A tócsák többsége elpusztult. Eltőnésük oka a víztelenítés. Más esetekben a tócsák vizének sótartalma megváltozott a talajvízzel érintkezve, vagy mesterséges feltöltés következtében nyáron, amikor ezek természetes állapotukban kiszáradtak. Mára már csak 36 tócsa maradt meg, amelyek közül 20 tekinthetı egészséges ökoszisztémának. Az elvíztelenedéssel egyidejőleg a mezıgazdaságilag hasznosított területek nagysága és a gazdálkodás intenzitása is növekedett. A magyar Fertı-part hasonló képet mutat. A tó magas vízállásai idején fenyegetı árvizek ellen épített Poldergát, majd a Mekszikói-körgát megépítésével hatalmas, mintegy 7 km 2 területet zártak ki a Fertıbıl. Mezıgazdasági mővelésbe kezdtek a tóból kizárt területen, azonban ez a szikesedés miatt kudarcot vallott. A mezıgazdasági mővelés felhagyását követıen másodlagos szikes gyepek alakultak ki, a mélyebb fekvésekben visszatelepült a szikesmocsári növényzet, és visszatértek a korában itt honos madár- és más állatfajok. A keleti Fertı-partot és a Seewinkel csatlakozó részét mutatja az 1. ábra a III. katonai felmérés (1882) idején, ill. a 2. ábra az 1998.08.17-i SPOT őrfelvételen. 1 ábra: A Fertı tó keleti partja a III. katonai felmérés idején (1882). Forrás: Hadtörténeti Intézet Térképtár 2. ábra: A Fertı tó keleti partja az 1998.08.17-i SPOT őrfelvételen. Forrás: FHNP 3
Látható, hogy a XIX. század végén a Fertı a mainál lényegesen nagyobb kiterjedéső volt, a parti területek túlnyomó részét pedig szikes tavak, tócsák, nádasok és mocsárrétek borították. Mára kultúrtájjá változott a régen volt mocsárvilág, a tó visszahúzódott. A parti területekre a mezıgazdaság térhódítása jellemzı. A Nemzeti Park hosszú távú feladata, hogy ezt az állapotot fokozatosan korrigálja, és az arra alkalmas területeket renaturalizálja, emellett a különféle használatok igényébıl (mezıgazdaság, halászat, szılımővelés, túrizmus, nemzeti park) származó konfliktusokat kezelje. A renaturalizáció tervezésének elsı lépése, hogy megkeressük azokat a területeket, ahol korábban a történeti térképek tanúsága szerint tavak, tócsák, vizes élıhelyek voltak, és természetes mélyedések lehetnek. A kutatás leghatékonyabb módja a földhasználat változásának hosszú távra visszatekintı elemzése. A földhasználatban hosszabb idıszak alatt bekövetkezett változások vizsgálatába sokféle adatforrás vonható be. Ezek közé tartoznak a történeti térképek és az aktuális digitális ortofotók. Ezek azonban nem szolgáltatnak kielégítı információt a terep magassági viszonyairól, holott ezen a sík terepen nagy jelentıségő a mikrodomborzat a növényzet és az állatvilág szempontjából. A projekt súlypontját képezi ezért egy lézerszkenneres adatgyőjtés (LIDAR) nagymértékben javított adataiból kifejlesztett digitális domborzatmodell (DDM) elıállítása. A DDM-bıl szintvonalak, metszetek, perspektív nézetek állíthatók elı, egy tetszılegesen megválasztott, szimulált vízszinthez viszonyított vízmélység, víztérfogat és felület számítható. A DDM magassági szintek szerint színkódolt megjelenítésével felkutathatók a természetes mélyedések, a régi vizes élıhelyek, amelyek renaturálása a természetvédelem célja. A renaturalizáció tervezéséhez ideális alap a projektben kifejlesztett nemzeti park információs rendszer (GIS). A vízmélység, a metszetek, víztérfogat és felület számítása fontos adatokat szolgáltat a természetvédelmi kezelés, tervezés számára. 2. A projektben megvalósított munka A projekt adatgyőjtési fázisában elvégzett munkát e fejezetben mutatjuk be közelebbrıl oly módon, ahogy az alpontok a végrehajtás sorrendjét követik. 2.1. A LÉGI LÉZERSZKENNERES ADATGYŐJTÉSI TECHNOLÓGIA Elıször a repülıgépes lézeres pásztázási technológiát kell említeni, mielıtt rátérünk a projektben végrehajtott munka és az elérni kívánt eredmény részletes ismertetésére. Egy légi lézeres pásztázó rendszer két komponensbıl áll: a lézeres távmérıbıl a pásztázó egységgel, és egy helyzet-meghatározó egységbıl. A helyzetmeghatározó egység részei egy GPS-vevı (Global Positioning System) és egy inercia-navigációs rendszer (INS = Inertial Navigation System). A lézerszkenner fényimpulzusokat bocsát ki a terepfelszínre, ahonnét azok visszaverıdnek. Mérik a lézer impulzusok 4
futási idejét a repülıgéptıl a terepfelszínig és vissza. A mérendı pont távolságát a fénysebességbıl számítják. A lézer impulzus kibocsátási irányát a pásztázó rendszer pillanatnyi pásztaszögébıl és a repülıgép térbeli helyzetébıl (az INS-sel mérve) állapítják meg. A repülıgép pozícióját, és ezzel a lézer pásztázó rendszer kezdıpontját GPS-méréssel határozzák meg. A lézerszkenner egy különösen hasznos tulajdonsága, hogy a sugarak áthatolnak a növényzet hézagain keresztül a talajig, és ott is lehetséges pontok mérése. 2.2. REFERENCIA-ADATOK GYŐJTÉSE A REPÜLÉS KIÉRTÉKELÉSÉHEZ Hogy a lézerszkenner-sávok magassági pontosságát javítsuk, és a terepmodell pontossági vizsgálatát elvégezhessük, a repülési területen mért pontok (illesztıpontok) WGS84 koordinátái szükségesek. 2.2.1. Geodéziai alappontok adatainak beszerzése A referencia adatok transzformációjához a pontosabb lokális transzformációs paraméterek levezetését terveztük. Ehhez be kellett szerezni a Földmérési és Távérzékelési Intézettıl a projekt terület környezetében levı geodéziai alappontok adatait. Hat OGPSH alappont adatait szereztük be. A FÖMI az alappontok pontleírásait bocsátotta rendelkezésünkre, amelyek e pontok EUREF89-, WGS-84- és EOV kordinátáit, továbbá a pontok helyszínrajzát tartalmazzák. A beszerzett vízszintes alappontok száma 9. Az alappontok pontleírásai az EOV kordinátákat és a pontok helyszínrajzát tartalmazzák. Beszereztük 5 magassági alappont pontleírását az országos felsırendő szintezésbıl, amelyek a magassági adatokat országos (Balti) magassági rendszerben adják meg, továbbá egy a pontok felkeresését segítı helyszínrajzot tartalmaznak. Rendelkezésre álltak továbbá a Fertı tó Vízrajzi Atlaszból a tóparton létesített nyilvántartási szelvénykövek Budapesti Sztereografikus vetületi vízszintes koordinátái és magasságai a magyar Adria feletti rendszerben. A fertıszéli zsilip járószintjében az ÉDU-VIZIG által létesített 2 magassági pont szintezett magassága is ismert (mbf, maf). Beszereztük a FÖMI-tıl az érintett államhatár-szakasz 40 db országhatártöréspontjának vízszintes koordinátáit abból a célból, hogy miután e pontok osztrák rendszerbeli koordinátái is ismertek biztosítsuk a bilaterális Fertı-Hanság / Neusiedler See-Seewinkel Nemzeti Park késıbbiekben egyesítendı digitális geoadatállományának illeszkedését. Az alappontok adatai az 1. mellékletben láthatók. 5
2.2.2. Referencia adatok győjtése a lézerszkenner adatok kiértékeléséhez A projekt tudományos megalapozása, tervezése és a pályázatok benyújtása az osztrák együttmőködı szervezettel (Bécsi Mőszaki Egyetem, Fotogrammetriai és Távérzékelési Intézet, témafelelıs: Prof. Karl Kraus) egyeztetve történt. Sajnos az INTERREG IIIA program támogatását az osztrák partnerünk ebben a pályázati ciklusban nem nyerte el, ezért a projekt közös feldolgozásának elınyei nem érvényesülhettek. Amíg az osztrák partnerünk már korábban is dolgozott lézerszkenner adatokkal, ezzel az új technikával kapcsolatban hazai tapasztalatok még egyáltalán nem álltak a rendelkezésünkre. A feladat megoldásához ezért részletesen tanulmányoznunk kellett a technológia alapkövetelményeit, amelyet részben a felmérést végzı TopoSys GmbH által szolgáltatott irodalom és internetes konzultáció tett lehetıvé. Az alapkövetelmények és a munkaterület részletes megismerése során szembesültünk azzal a ténnyel, hogy az ideális megoldáshoz olyan jelépítésre és mérési munkákra is szükség van, amit a pályázat elıkészítése során még nem ismertünk. A projektet Magyarországon koordináló VÁTI TFI a rendelkezésünkre álló pénzügyi keret módosítását nem engedélyezte, ezért a feladatot saját erıbıl és a Fertı-Hanság Nemzeti Park segítségével kellett megoldanunk. Az adatszolgáltatás összetevıi és elızetes tervezése A lézerszkenner-felvételezést végzı TopoSys GmbH a következı adatok szolgáltatását igényelte: 1. GPS referencia mérések szolgáltatása a légi adatgyőjtés idejében, 2. vízszintes illesztı pontok meghatározása, 3. magassági illesztı pontok meghatározása, 4. magassági ellenırzı pontok meghatározása. A feladat optimális megoldásához a GPS technika és a geodéziai mérıállomások együttes alkalmazása mellett döntöttünk. Ehhez célszerően a munkaterület közepén terveztünk egy kettıs referencia pontot, amely a fenti feladatok optimális megoldását teszi lehetıvé. Az adatszolgáltatás alaprendszereként a TopoSys GmbH bármely vetületi rendszerben történı feldolgozást vállalta volna. Alapértelmezésként a Magyarországon hivatalosan használt EOV vetületi rendszer és a Balti magasság lett volna a kézenfekvı megoldás. Mivel a referenciamérések alapvetıen a GPS technikára épülnek, és az EOV kettıs vetítése a külföldiek számára nagyon bonyolult rendszernek tőnhet, ezért a kölcsönös adatcserét a GPS technika integráns részét képezı WGS84 vonatkoztatási rendszerben határoztuk meg, amely gyakorlatilag azonos az Európai Unióban használt ETRF89 rendszerrel. Síkvetületként szintén a WGS84 rendszerhez kapcsolódó nemzetközileg használt UTM vetület választottuk. A szükséges UTM-EOV átszámítások a Nyugat- Magyarországi Egyetem Földmérési és Távérzékelési Tanszékén fejlesztett programokkal szabatosan elvégezhetık. 6
Mivel a projekt alapvetıen egy digitális domborzatmodell elıállítását célozta meg, a magassági adatok szolgáltatása a program egyik legkritikusabb komponense volt. A GPS bázisállomás létesítéséhez, és a WGS84 és a hagyományos (EOV, Balti) koordináták közötti átszámításhoz ezért optimális transzformációs paramétereket kellett levezetni. Pontos geoid undulációk hiányában a munkaterület közelében található OGPSH alappontok segítségével lokális transzformációs paraméterek levezetését terveztük. A munkaterületen ismert magassági és vízszintes alappontokon terveztünk ismételt GPS méréseket, azért, hogy meghatározzuk a GPS mérésekbıl transzformációval levezetett és a szintezett magasságok közötti eltéréseket, amelyeket szabályos hibaként kezelve felhasználhatjuk a magassági adatok pontosságának a növelésére, megfelelı interpolációs módszer alkalmazásával. A lézerszkenneres légi adatgyőjtés GPS referencia adataiként négy óra terjedelemben 1s adatsőrőséggel kellett jó minıségő, kétfrekvenciás, RINEX formátumú adatokat szolgáltatni. Adatbiztonsági okból két bázisállomást terveztünk, mivel csak két berendezés állt a rendelkezésünkre. Ezek a mérések valamint a repülıgépen üzemelı GPS és inerciális mérırendszer teszi lehetıvé a szkenner folyamatos helyzetének pontos térbeli meghatározását. A vízszintes illesztı pontok szerepét épületek, vagy egyéb olyan objektumok tölthetik be, amelyek a szkennelt ponthalmazból egyértelmően kiemelkednek, és azonosításukat fák, bokrok vagy egyéb tényezık nem zavarják. Az alapszerzıdésben 4-6, majd késıbb 10-15 illesztı pont mérését kérte a TopoSys GmbH, amelyek egyenletesen oszlanak el a felmérendı területen, és az objektumok hossza a 8 m-t, területe a 20 m 2 -t meghaladja. Magassági illesztéshez olyan 20-25 m 2 mérető sík felületeket kellett keresni, vagy mesterségesen kialakítani, melyeket nem takar növényzet. A pontok száma és eloszlása itt is azonos volt a vízszintes illesztés követelményeivel. Ezeket a területeket már a mérés elıtt ki kell választani, és elı kell készíteni, mivel ellentétben a vízszintes illesztéssel ilyen felületek a szkennelés után már nem alakíthatók ki. A magassági ellenırzı pontok akár utólag is mérhetık, mivel egyetlen céljuk a végeredmény, azaz a magasságmeghatározás ellenırzése. Itt csak egyetlen szempontot kell betartani, hogy a vízszintes helyük is egyértelmően azonosítható legyen a felvételen. Magassági ellenırzı pontokat ezért útkeresztezıdésekben célszerő meghatározni. Az adatszolgáltatási mérések végrehajtása és eredményei: A Nyugat-Magyarországi Egyetem Földmérési és Távérzékelési Tanszékén 2 db Trimble 4000SST típusú geodéziai pontosságú GPS vevıberendezés állt a rendelkezésünkre. Közel egy óra terjedelmő 1s adatsőrőségő tesztmérés eredményét küldtük el a TopoSys részére, hogy ellenırizhessék az adatok minıségét. Az adatminıség ugyan nem, de a négyórányi adatmennyiség rögzítése komoly gondként jelentkezett, ugyanis ilyen nagy memóriával rendelkezı vevı tudomásunk szerint nincs is Magyarországon. A probléma megoldásában a FÖMI KGO munkatársai segítettek, akik rendelkezésünkre bocsátottak egy régebbi DOS 7
programot, amellyel a vevıink közvetlenül számítógépre (Laptopra) küldhetik az adatokat. A baj azonban nem jár egyedül. A tesztmérés során azt tapasztaltuk, hogy a rendelkezésünkre álló két Laptop számítógép ugyan rögzíti az adatokat, de a négyórányi üzemeltetésők külsı, feltöltött gépkocsi akkumulátorok segítségével sem garantálható, azokat célszerő puffer üzemmódban folyamatosan tölteni. Ennyi probléma után végre a szerencse is mellénk ált, ugyanis a munkaterület közepén a csatorna zsilipházának környezete alkalmasnak bizonyult bázisállomások létesítésére, ahol ráadásul 220 V hálózati csatlakozás is elérhetı. A közvetlen problémák tehát kezelhetıvé váltak. A második lépésben a bázisállomások koordinátái és az optimális transzformációs paraméterek a meghatározásához szükséges GPS méréseket hajtottuk végre (3. ábra). Az egyik vevıberendezést a munkaterülethez legközelebb található ismert koordinátájú 72-3015 OGPSH ponton helyeztük el, amely a mérések szempontjából optimálisnak tekinthetı. A másik vevıvel két független mérést végeztünk a 404270 és 046005/1 felsırendő magassági alappontok közelében kiválasztott külpontokon, a ZSKE és ZSNY (zsilip kelet és zsilip nyugat) újonnan tervezett bázisállomásokon és a 72-3012 és 72-3310 negyedrendő alappontokon. A külpontok magasságát szintezéssel határoztuk meg. A rozsdamentes csappal állandósított bázispontokon 2x20 a többi ponton 2x15 percig mértünk. A transzformációs paraméterek meghatározásánál, a környezı OGPSH pontok számának csökkentésével, egyre jobban illeszkedı adatokat kaptunk. Ahogyan az várható is volt, a területhez legközelebb esı 72-3015, 62-1109, 62-1118 és 61-2228 OGPSH pontok adták a legjobb illeszkedést. A GPS mérésekbıl levezetett, és a hagyományos koordináták eltéréseit az 1. táblázatban, a transzformációs paramétereket a 2. táblázatban adtuk meg. Az a szerencsés körülmény, hogy a ZSKE pont magassági eltérése gyakorlatilag nullaértékő (3 mm), csak a véletlennek köszönhetı. (A táblázatban szereplı 16 VO pont GPS magasságát a következı mérési fázisban határoztuk meg.) 1. táblázat. A nyilvántartásban szereplı és a GPS mérésekbıl levezetett koordináták eltérései A pont száma y - irányú eltérés [mm] x irányú eltérés [mm] h magassági eltérés [mm] 404270 - - 30 046005/1 - - -21 Déli gomb - - 3 16 VO - - 16 72-3012 0-20 27 72-3310 -9-6 18 8
72-3012 72-3310 Déli gomb ZSNY ZSKE 404270 72-3015 16 VO 046005/1 61-2228 62-1109 62-1118 3. ábra: A transzformációs paraméterek meghatározásához és a magassági ellenırzéshez felhasznált alappontok 9
2. táblázat. A lokális koordináta transzformáció paraméterei Paraméterek EOV GPS GPS EOV X eltolás [m] 120.126703 ±7.6658-120.124485 ±7.6654 Y eltolás [m] -152.923654 ±9.6507 152.923898 ±9.6501 Z eltolás [m] -62.792885 ±8.2920 62.795218 ±8.2915 méretarány [ppm] 3.282849 ±0.9472-3.283090 ±0.9472 α - elfordulás [ivmp] 1.899194 ±0.2881-1.899186 ±0.2881 β - elfordulás [ivmp] 2.735826 ±0.3018-2.735813 ±0.3018 γ - elfordulás [ivmp] -1.821521 ±0.2399 1.821514 ±0.2398 Az 1. táblázat alapján megállapítható, hogy a munkaterületen a vizszintes eltérések 2 cm, a magassági eltérések 3 cm alatti értékeknek adódtak. A harmadik munkafázist a vízszintes és magassági illesztéshez, illetve a magassági ellenırzéshez szükséges mérések végrehajtása jelentette. A korábban említett problémák miatt az ideálisnál kisebb építményeket is vízszintes illesztıpontként határoztunk meg azért, hogy a pontok területi eloszlása kedvezıbb legyen. A GPS bázisállomás szerepét a terület középpontjában található ZSKE alappont töltötte be, az objektumok bemérését a GPS felmérési alappontokról Sokkia PowerSet mérıállomással és mérıszalaggal hajtottuk végre. A vízszintes illesztıpont céljára kiválasztott épületek alaprajzát és az ereszvonalakat is meghatároztuk. Az épületeket az AutoCad program segítségével szerkesztettük meg, és a fal- és ereszsíkokat is különbözı fedvényben helyeztük el. Az épületek közvetlenül mért három sarokpontjának a földfelszíni magasságát is meghatároztuk. A magassági illesztı felületeket négy sarokponttal mértük meg, és a középpontjuk magasságát is meghatároztuk. Mivel a földmunkát nem lehetett tökéletesen elkészíteni, a magassági illesztı felületek átlagos magasságát adtuk meg. A vízszintes szerkesztéseket értelemszerően EOV rendszerben végeztük el. A felmérés során meghatározott magasságok a GPS mérésbıl származó Balti magasságoknak felelnek meg. Az így elıkésztett adatokat a korábban meghatározott paraméterekkel a WGS84 ellipszoidi rendszerbe transzformáltuk. Az objektumok koordinátáit egy egyszerő ASCII adatfájlban és GIS formátumban is elküldtük a TopoSys GmbH-nak. A mért illesztı- és ellenırzı pontok területi eloszlását a 4. ábrán mutatjuk be. Az ábrán szereplı 16 VO pont, amely a felmért terület déli részén helyezkedik el, nem szerves része a felmérésnek, csak a magasságmeghatározás ellenırzésére szolgált, korábban a magasságát szintezéssel is meghatározták. Mivel a szintezett és a GPS mérésbıl levezetett Balti magasság eltérése csak 16 mm, amely jóval kisebb, mint a szkennelés 5 cm pontossága, a terület északi részén meghatározott valamennyi GPS felmérési alappont szintezéssel történı ellenırzı bemérésétıl az elıkészítı lépésben eltekintettünk. Ezt az ellenırzést a szkennelés feldolgozása után sem kellet végrehajtani, mivel a magassági ellenırzıpontok nagyon jól illeszkedtek. 10
GPS bázis állomás vízszintes illesztı objektumok magassági illesztı síkok magassági ellenırzı pontok ZSKE 16 VO 4. ábra: Vízszintes (üres négyzet) és magassági (kitöltött négyzet) illesztı objektumok, magassági ellenırzı pontok (kitöltött kör) eloszlása a felmérési területen A GPS referenciaméréseket a ZSKE és ZSNY pontokon végeztük el. A mőszereket, a laptopokat, az akkumulátorokat és az akkutöltıket két gépkocsiban helyeztük el azért, hogy a kedvezıtlen idıjárás esetén azok védve legyenek. A gépkocsikat a csatlakozó kábel által lehetıvé tett maximális távolságban helyeztük el az antennáktól. A mérések során csak a következı hibaforrásokkal számolhattunk: 11
meghibásodhat a vevı, meghibásodhat a Laptop, lefagyhat a DOS program, zárlatos lehet az akku, kontakthibásak lehetnek a csatlakozások, meghibásodhat az akkutöltı és áramszünet miatt nem tudjuk pufferelni az akkukat. Szerencsére a mérés napján nem érvényesültek a Murphy-törvények, mindkét berendezés hibátlanul mőködött és kiváló adatokat szolgáltatott. Az adatszolgáltatás értékelése: A bevezetıben említett problémák ellenére a feladatot sikerült megfelelıen megoldani. A munkaterületen található OGPSH alappontok kedvezı lokális transzformációs paramétereket biztosítottak, ezért a magassági illesztés biztosításához nem kellett nagy mennyiségő járulékos szintezési munkát elvégezni. A munkaterület déli részén a kisebb, de ideálisnak nem nevezhetı építmények is biztosították a vízszintes illesztéshez szükséges pontosságot. Eredmény: Síkrajzi és magassági illesztıpontok a lerepült területen elosztva, amelyek a lézer adatok javításához szükségesek. 2.3. NAGYFELBONTÁSÚ DIGITÁLIS TEREPMODELL (DTM) ELİÁLLÍTÁSA A lerepülendı területet (5. ábra) Pellinger Attila úrral, a FHNP Ökológiai Osztály vezetıjével történt megállapodás alapján választottuk ki. A lézerszkenneres repülést a német TopoSys GmbH hajtotta végre 2004. augusztus 27-én. Ez egy 8x3,5 km nagyságú területet foglal magában, és lefedi a sarródi élıhelyrekonstrukció teljes területét. A terület északi határán hogy a repülés csatlakozzon a tervezett osztrák repüléshez a repülési sorok átnyúlnak Ausztriába mintegy 200 800 méter szélességben. A TopoSys GmbH végezte el a nyers lézeradatok feldolgozását, a digitális felületmodell (DFM) és a Digitális terepmodell (DTM) számítását. A repülıgépes lézeres adatgyőjtés elve a 6. ábrán látható. A repülın található érzékelı helyzetét utófeldolgozásos differenciális GPS méréssel (DGPS Post Processing) határozzák meg, amihez szükséges egy referencia bázisállomás a felmérés területén. Az érzékelı irányultságát inerciarendszerrel mérik (INS). A kettı együttes kiértékelésébıl az érzékelı pályája jól modellezhetı. Az érzékelı egy vagy több lézer-impulzus segítségével pásztázza az adott területet, és rögzíti a visszaverıdések a mai korszerő érzékelık minimum két visszaverıdést tudnak rögzíteni idejét, vagyis a távolságokat. Ezekbıl az adatokból a terület felületmodelljei elıállíthatók. 12
5. ábra: A lerepült terület és a repülési sorok (a topográfiai térképen piros színnel ábrázolva). 13
Alkalmazott technika: 6. ábra. A repülıgépes lézeres adatgyőjtés elve Esetünkben a repülıgépen található LIDAR (LIght Detection And Ranging) érzékelı a német TopoSys cég Falcon II. eszköze volt. Az eszköz fontosabb paraméterei a következık (TopoSys 2004): Hatótáv 1600 m Távolságmérés felbontása 1.95 cm pásztaszélesség 14.3 Letapogatás frekvenciája 653 Hz Lézer frekvenciája 83 000 Hz Effektív mérési sebesség 83 000 /s Lézer hullámhossza 1560 nm Biztonsági távolság 0.5 m Adatrögzítés First Echo Last Echo Intensity 14
Ez az érzékelı jól meghatározott belsı geometriával rendelkezik, amely biztosítja a nagyobb mérési pontosságot (7. ábra). Szolgáltatott adatok: 7. ábra. A TopoSys FALCON II érzékelı felépítése A légi adatgyőjtést és a domborzatmodell számítását a német TopoSys GmbH végezte. Hogy a domborzatmodell pontosságát javítsuk, a légi adatgyőjtéssel szinkron GPS referenciamérést kellett végezni egy földi bázis állomáson. Vízszintes és magassági illesztı poligonokat is mértünk a DDM pontosabb illesztése, és magassági ellenırzı pontokat a DDM pontosságvizsgálata céljából. A TopoSys az alábbi adatokat tudja szolgáltatni, amelyekbıl mi a rendelkezésre álló költségkeret szabta korlátok miatt - a vastagon szedetteket rendeltük és kaptuk meg: Feldolgozatlan RAW adatok Elsı visszaverıdés (first echo) Utolsó visszaverıdés (last echo) Intenzitás Borított felszínmodell (DSM) Elsı visszaverıdés (first echo) Utolsó visszaverıdés (last echo) Domborzatmodell (DTM) Foltozott DTM (filled DTM) Képi adatok RGB NIR 15
Ezeket az adatokat DVD-n, a cég konvertáló programjával együtt, WGS-84 ellipszoid alapú UTM 33. zóna vetületi rendszerben kaptuk meg, ahol a magasságok ellipszoid feletti magasságok voltak egész számábrázolással, cm-es egységben. A konvertáló program rugalmasan paraméterezhetı konverziót biztosít számos formátumba. A három különbözı felület 3 D megjelenítése látható a 8. ábrán. Legfelül az elsı visszaverıdésbıl számított borított felszínmodell (first pulse DSM), középen az utolsó visszaverıdésbıl számított felszínmodell (last pulse DSM), míg legalul a terepmodell látható egy szimulált vízszinttel (DTM). 8. ábra. A felületmodellek 3D ábrázolása Eredmény: nagyfelbontású digitális terepmodell javított lézerszkenner-repülési sorokból elıállítva, amely sokféle módon vizualizálható és analizálható. 2.3.1. A digitáls domborzatmodell megjelenítése A felületmodelleket többféle módon jeleníthetjük meg. Bár az egyes megjelenítések nem tartoznak szorosan a modellek elemzéséhez, de segítségükkel olyan tartalmi információk emelhetık ki, amelyek az egyes szakemberek munkáját segíthetik. Itt a 2D és a 3D megjelenítési lehetıségeket soroljuk fel: 2D o Folyamatos színátmenet o Magassági kategóriák 16
o Szintvonalak o Megvilágítás 3D A folyamatos színátmenettel ábrázolt DDM nagyon tetszetıs képet ad, ugyanakkor két közel azonos magasságú pont esetében nehéz eldönteni, hogy melyik is a magasabb. A megfelelıen megválasztott magassági kategóriák segítenek ezen a nehézségen, és a DDM mennyiségi értelmezését nagyban megkönnyítik. A szintvonalakkal történı ábrázolás nem igazán hatékony módja az ilyen részletes domborzatmodell megjelenítésének. Amíg az 1 * 1 m-es DDM a teljes területre ~300 MB, addig a 20 cm-es szintvonalközzel a szintvonalrajz ~1200 MB. A megvilágítással a domborzatmodell nagyon plasztikussá tehetı, és nagy elınye, hogy az elıbb említett megjelenítési módokkal kombinálható. A vizuális értelmezéshez nagyon jól alkalmazható a folyamatos színátmenet és a megvilágítás együttes alkalmazása (shaded relief). A 9. ábrán a sarródi élıhelyrekonstrukció magassági kategóriák szerint színezett digitális domborzatmodellje látható. 9 ábra. A DDM magassági kategóriák szerint színezett megjelenítése 17
A 3D megjelenítéseket elsısorban a látvány fokozása érdekében alkalmazzuk, de bizonyos esetekben az adatok értelmezését is nagyban segíti (8. ábra) 2.4. KIEGÉSZÍTİ ADATOK BESZERZÉSE, ÉS EZEK INTEGRÁCIÓJA A NEMZETIPARK- INFORMÁCIÓS RENDSZERBE 2.4.1. Kiegészítı adatok beszerzése A kiegészítı adatok többsége a Trilaterális Phare CBC Ausztria-Magyarország- Szlovákia 1995 Program által támogatott: Development of GIS of Fertı-Hanság Nemzeti Park and Szigetköz Land Protection District projektbıl, és más projektekbıl rendelkezésre állt. Az I-II-III. Katonai felmérésbıl származó felmérési térképeket, és az ún. III. Katonai felmérés (1920-1930. évi) reambulált topográfiai térképeit a projekt keretében szereztük be. Digitális kataszteri térképek A Fertı-Hanság Nemzeti Park fertıi területeinek aktualizált digitális földmérési alaptérképe a 2001.10.31-i állapot szerint. EOV. Forrás: FHNP. Földmérési térképek áttekintı lapjai Kézzel rajzolt földmérési átnézeti térképek (M = 1 : 10 000) szkennelt raszteres adatállománya. Szkennelés: fekete-fehér, 300 dpi,.tif. EOV-be transzformálva. Forrás: Phare CBC95. Hegykı I-II. szelvény (1991. évi) Fertıszéplak I. szelvény (1992. évi) Sarród I-II-III. szelvény (1992. évi). EOV_1 : 10 000 méretarányú topográfiai térképek Nyomtatott színes térképek szkennelt raszteres adatállománya. Szkennelés: színes, 300 dpi,.tif. EOV-be transzformálva. Forrás: Phare CBC95. Szelvények: 61-221, 61-222, 62-111, 62-112, 71-423, 71-424, 71-441, 71-442, 71-443, 71-444, 72-313, 72-314, 72-331, 72-332, 72-333, 72-334, A térképek síkrajzi pontosságára vonatkozó elıírások a "T.1. SZABÁLYZAT az 1:10 000 méretarányú földmérési topográfiai térképek felújítására az egységes országos térképrendszerben" címő szabályzat (MÉM Földügyi és Térképészeti Hivatal Földmérési Fıosztály, Budapest, 1976.) szerint a részletpontokra megengedett hiba 0,3 0,5 mm térképi, illetve 3,00 5,00 m terepi hossz. A szintvonalak hibahatára 2,5 m alapszintköz esetében ±1,00 m. A területet lefedı térképszelvények felújítása az 1981-1984. években történt, a tematikus tartalmuk 2004-ig jelentıs mértékben elavult. Archív katonai térképek szkennelt raszteres adatállománya. Átnézeti térképek. Forrás: Phare CBC95 I. katonai felmérés. Kézzel rajzolt, színes, M = 1 : 115 200, tif 18
16, 17 szelvények, III. katonai felmérés. Kézzel rajzolt, egyszínő, M = 1 : 75 000, tif 4758, 4957, 4958 szelvények III. katonai felmérés reambulált térképei. Kézzel rajzolt, színes, M = 1 : 75 000, tif 4758, 4957, 4958 szelvények Felmérési térképek. Forrás: Hadtörténeti Intézet Térképtár I. katonai felmérés. Kézzel rajzolt, színes, M = 1 : 28 800,.jpg III-3, III-4, IV-4, IV- 5, V-10, V-11, VI-11, VI-12, VI-13 szelvények II. katonai felmérés. Kézzel rajzolt, színes, M = 1 : 28 000,.jpg, XXI-49, XXI-48, XXII-49, XXIII-48, XXIII-49, XXIV-48, XXIV-49, XXV-48, XXV-49 szelvények III. katonai felmérés. Kézzel rajzolt, egyszínő, M = 1 : 25 000,.tif, 4858/4, 4859/3, 4957/1-2-3-4, 4958/1-2-3-4, 4959/1-3 szelvények III. kat. felmérés 1920-30. évi reambulált, kézzel rajzolt, színes, M = 1 : 25 000,.tif, 4858/4, 4859/3, 4957/1-2-3-4, 4958/1-2-3-4, 4959/1-3 szelvények. Infra színes légifényképek (felvétel: 1999.08.02, méretarány: 1:30 000). Forrás: Phare CBC95. Infra színes digitális ortofotó (felvétel 1999.08.02, felbontás: 1,25 m). Forrás: Phare CBC95. Digitális multispektális őrfelvételek Landsat-4 TM, 1987.08.23. Forrás: FÖMI Landsat-4 TM, 1991.10.05. Forrás: FÖMI SPOT-4 XI (3,4,2 RGB) + M színkompozit, 1998.08.17. Forrás: FHNP Landsat-5 ETM+, 2000.08.18. Forrás: ÉDUVIZIG. Landsat-5 ETM+, 2001.05.17. Forrás: ÉDUVIZIG. 2.4.2. A kiegészítı adatok feldolgozása és GIS-be illesztése 2.4.2.1. Digitális kataszteri térkép A Fertı-Hanság Nemzeti Park Igazgatóság bocsátotta rendelkezésre a fertıi területeinek aktualizált digitális földmérési alaptérképét ArcView-shapefájl formátumban. A térkép a 2001.10.31-i földnyilvántartás szerinti állapotot ábrázolja. Az attribútumtábla a parcellák mővelésiág-besorolását is tartalmazza, amely lehetıvé teszi az ArcView alatt a földhasználati fedvény elıállítását. A digitális kataszteri térkép jól szemlélteti a birtokviszonyokat, amely hasznos segítség a tervezéshez. Az adatállomány nem tartalmazza a kutatási területbe tartozó nem védett parcellák adatait. A hiányzó adatokat a meglevı szkennelt földmérési áttekintı térképek digitalizálásával pótoltuk. Az így elıállított digitális kataszteri térkép-fedvény (a mővelési ágak szerint színezve) a 2. mellékletben látható. 19
2.4.2.2. Digitális domborzatmodell elıállítása az EOV_10 topográfiai térképekbıl A digitális domboratmodellt a szkennelt 1:10 000 méretarányú topográfiai térképek szintvonalaiból állítottuk elı az ArcView Avenue script segítségével. A csekély magasságkülönbségek miatt a felezı és negyedelı szintvonalakat is felhasználtuk, továbbá a topográfiai térképeken kiválasztott jellemzı magassági pontokat is digitalizáltuk manuális képernyı digitalizálással átlagosan 200 * 200 m rácssőrőségben. 2.4.2.3. Földhasználati fedvények elıállítása A természetvédelmi célú tervezésben és kutatásban nem csak a vizsgált terület jelenlegi állapotának ismerete szükséges, hanem alapvetık azok az információk is, amelyek a terület korábbi állapotáról, illetve arról a folyamatról tájékoztatnak, amelynek során elnyerte a táj a jelenlegi arculatát. A kiemelkedı táji, természeti értékekkel rendelkezı védett területeken különös jelentısége van a történeti háttér ismeretének. Ezek nélkülözhetetlen elemei a természetvédelmi kutatási, rekonstrukciós és rehabilitációs tevékenységek szakmai megalapozásának. 2.4.2.3.1. Aktuális földhasználati fedvény elıállítása A vizsgálat során a földnyilvántartás szerinti állapotból indultunk ki, amelyet a digitális kataszteri térképekbıl ismerünk. A kiindulási alap a kutatási terület földnyilvántartási adatokból elıállított földhasználati fedvénye. A másik alapadatállomány az EOV_10 topográfiai térképek szkennelt raszteres állománya. Hogy az aktuális földhasználati fedvényt elkészíthessük, ezt az adatállományt ortofotók bevonásával, továbbá terepi adatgyőjtéssel ellenırizni és finomítani kellett, mivel a földnyilvántartásban alkalmazott kategóriák (mővelési ágak), és a topográfiai térképeken alkalmazott jelkulcsos ábrázolás sem felel meg minden esetben a vizsgálat céljára. A földnyilvántartásban a változás-átvezetés, illetve a topográfiai térképek felújítása, aktualizálása gyakran akár évtizedes késéssel követi a felszínborításban és a földhasználatban bekövetkezett változásokat. Az aktuális állapot leírása céljából 2004. évi terepi adatgyőjtésre támaszkodva, az 1999. évi infra színes ortofotók digitalizálásával elkészítettük a 2004. évi földhasználati fedvényt, és ezt használtuk a további vizsgálatokban (3. melléklet). 2.4.2.3.2. Történeti térképek használata a földhasználat változásának vizsgálatához A földhasználat hosszú távú változásának visszatekintı vizsgálatára a történeti térképeket használtuk. A történeti térképek közül különösen részletes információtartalommal rendelkeznek az ún. katonai felmérések, amelyek a XVIII. és XIX. században készültek, és a valamikori Habsburg Birodalom egész területét lefedik, így alkalmasak határon átnyúló tájak történeti vizsgálatára is. 20
Az analóg (kézzel rajzolt) történeti térképekbıl szkenneléssel digitális állományokat hoztunk létre. A szkennelt raszteres adatállományokat az Egységes Országos Vetületbe (EOV) transzformáltuk, és ezek tartalmi interpretációjával vektoros földhasználati fedvényeket állítottunk elı. A sikeres térkép-interpretációhoz nagyon fontos a térképek olvashatósága, ami a vizsgálatba bevont térképek esetében változó volt, és az eredményt is befolyásolta. A III. katonai felmérés térképei egyszínőek, és a térképi tartalom minısége esetenként még a szomszédos szelvényekben sem egységes. Nagyon fontos a régi térképek jelkulcsainak ismerete. Az archív térképek jelkulcsait is a Hadtörténeti Intézet és Múzeum Hadtörténelmi Térképtárából szereztük be. Ahogy haladunk az idıben visszafelé egészen az I. Katonai felmérésig (1785), mind nehezebb a térképi tartalom olvasása. Célszerő tehát az interpretációt az idıben visszafelé haladva végezni, hogy megtaláljuk a kapcsolatot az idıben egymást követı térképek között. A frissebb térkép ismerete segíti a korábbi idıbıl származó térkép olvasását. 2.4.2.3.3. A történeti térképek Egységes Országos Vetületbe illesztése Az archív katonai térképek használata során nem csak a fentebb részletezett nehézségeket kellett legyızni. A térképek vetületbe illesztése is fontos a korrekt geometriai kapcsolat megteremtése céljából. Az I-II. Katonai felmérés térképeinek geometriai pontossága a mai fogalmaink szerint nem értékelhetı. A transzformációhoz szükséges illesztıpontok céljára kizárólag a feltételezésünk szerint nagy valószínőséggel azonos tereptárgyak használhatók. A transzformálás során a szkennelt térképekbıl olyan raszteres állományokat állítottunk elı, amelyek Egységes Országos Vetületi (EOV) rendszerben vannak. Ezt 1 vagy 2 lépésben végeztük. Az illesztéshez az illesztıpontokat az 1 : 10 000-es EOTR, valamint a DTA-50 térképekrıl vettük le. A DTA-50-nek a határon túli területek esetében volt jelentısége. Az 1. katonai felmérés térképei Az elsı katonai felmérésbıl 4 szelvényre esik a terület, ezek a következık: Coll. IV. Sectio 4. Coll. V. Sectio 10. Coll. IV. Sectio 5. Coll. V. Sectio 11. Elıször szelvényenként próbálkoztunk a tájékozással, de egyes szelvények esetében különösen a V-10 olyan kevés illesztıpont található a térképen, és azokban is jelentısek a változások, hogy a transzformáció kielégítı pontossággal nem volt elvégezhetı. Ezért a szelvényeket a szelvényhálónak megfelelıen egységes rendszerbe transzformáltuk, és az így kapott egységes 4 szelvényt transzformáltuk tovább Egységes Országos Vetületi (EOV) rendszerbe. A kétlépcsıs transzformálás a raszteres állományok minıségét nem jelentıs mértékben rontja, ellenben a geometriai pontosságot nagymértékben javítja. 21
A tájékozás mérıszámai: Átlagos (RMS) hiba a régi rendszerben: 0.22279906 Megbízhatóság a régi rendszerben: RmsX=0.10758804 RmsY=0.19510057 Maximális hiba a régi rendszerben: 0.53792578 Átlagos (RMS) hiba az új rendszerben: 165.05708 Megbízhatóság az új rendszerben: RmsX=80.643828 RmsY=144.01532 Maximális hiba az új rendszerben: 396.23914 A régi rendszerben a mértékegység a hüvelyk, az új rendszerben a méter. 1" = 26,34 mm. A 2. katonai felmérés térképei A második katonai felmérésbıl 2 szelvényre esik a terület, ezek a következık: Colonne XXIII. Section 48. Colonne XXIII. Section 49. A két szelvény közül a felsıvel itt is problémák adódtak, ezért végül ezeket is két lépésben, a szelvényhálóba, majd onnan tovább EOV-ba transzformáltuk. A tájékozás mérıszámai: Átlagos (RMS) hiba a régi rendszerben: 0.058954668 Megbízhatóság a régi rendszerben: RmsX=0.02592913 RmsY=0.052946511 Maximális hiba a régi rendszerben: 0.12712991 Átlagos (RMS) hiba az új rendszerben: 44.839952 Megbízhatóság az új rendszerben: RmsX=19.749147 RmsY=40.256583 Maximális hiba az új rendszerben: 96.293857 A régi rendszerben a mértékegység a hüvelyk, az új rendszerben a méter. A 3. katonai felmérés és a reambulált 3. katonai felmérés térképei Mivel a két felmérés térképszelvényezése azonos, ezért itt is együtt tárgyaljuk mindkettıt. A vizsgált terület a következı két szelvényre esett: Sektion 4957/2 Sektion 4958/1 Ezen szelvények esetében a részletesebb térképi tartalom, valamint a pontosabb geodéziai alap következtében már közvetlenül tudtuk elvégezni a transzformálást a szkennelt térképek képi rendszerébıl EOV-ba. A tájékozás mérıszámai: Átlagos (RMS) hiba a régi rendszerben: 7.9190588 Megbízhatóság a régi rendszerben: RmsX=6.4644562 RmsY=4.5740898 22
Maximális hiba a régi rendszerben: 12.052826 Átlagos (RMS) hiba az új rendszerben: 16.771712 Megbízhatóság az új rendszerben: RmsX=13.604315 RmsY=9.8088205 Maximális hiba az új rendszerben: 25.485274 A régi rendszerben a mértékegység pixel (egy pixel ~ 2.12 m), az új rendszerben a méter. 2.4.2.3.4. A földhasználati fedvények idısora A terület- (táj-, föld-) használat változását a történeti térképek 1785. évi, 1845. évi, 1883. évi, 1920. és 2004. évi idısorán követhetjük nyomon. A Fertı-menti élıhelyrekonstrukció területe több szelvényt érint. Az EOV-ba transzformált raszteres szelvényeket a szegélyvonalak mentén levágtuk, és a szomszédos szelvényeket egyesítettük. Ezekbıl vágtuk ki a munkaterület határának választott poligonnal a munkaterületet lefedı részt. A munkaterület határvonalának sarokponti koordinátái az EOV_10 szelvénybeosztáshoz igazodva: Délnyugati sarokpont: Y = 480 000 m, X = 256 000,00 m Északkeleti sarokpont: Y = 486 000,00 m, X = 268 000,00 m. A térkép-interpretációt a 2.4.2.3.2. fejezetben leírt módon végeztük, és képernyı digitalizálással hoztuk létre az ArcView 3.2 alatt a vektoros földhasználati fedvényeket. A fedvények és az alatta levı raszteres térkép a mellékletekben láthatók, a földhasználat megoszlásának mennyiségi adatait táblázatokba foglaltuk, és egy-egy rövid jellemzést főzünk a térképekhez. 1785. évi földhasználati térkép Felhasznált térképszelvények: az I. Katonai felmérés 1783. évi IV-4, V-10, IV-5, V-11 jelő lapjai. A földhasználati térkép a 4. mellékletben látható. A földhasználat számszerő adatai: Nádas 2 poligon 1045.45 ha 61.57 % Tó 2 poligon 648.25 ha 38.18 % Vízállás 3 poligon 4.30 ha 0.25 % Összesen 7 poligon 1698.00 ha 100.00 % Az 1 : 115 200 méretarányú átnézeti térképeken látható, hogy a Fertı-Hanság egybefüggı vízi világot képezett az osztrák nyugati parttól Lébényig, amelyet csak az Eszterháza-Pomogy közötti útfeltöltés szelt keresztül. A Fertı tó a déli parton a parti települések (Balf-Fertıszéplak) határáig, a keleti parton Sarródig terjedt. Sarródtól keletre néhány vízér (talán régi pákász utak) látható a végeláthatatlan mocsárban. 23
1845. évi földhasználati térkép A felhasznált térképszelvények jelzete: XXIII-48, XXIII-49. A földhasználati térkép az 5. mellékletben látható. A földhasználat számszerő adatait és megoszlását a 4. táblázat mutatja. 4. táblázat: A földhasználat megoszlása a sarródi élıhelyrekonstrukció területén 1845-ben Mővelési ág Poligonok száma Terület (ha) % Gyep 1 0.98 0.06 Mocsár 3 10.00 0.59 Nádas 8 466.75 27.49 Tó 2 1214.12 71.50 Tócsa 2 6.15 0.36 Összesen 16 1698.00 100.00 A térkép tüzetes tanulmányozása, a korábbi és a késıbbi térképekkel való összevetése érdekes megállapításokra vezetett. A Fertı tó kiterjedése keleti irányban megnıtt, az I. Katonai felmérés térképén keskeny vízerekként ábrázolt vízállások szélessége 25-30 méterre nıtt. Az 1920. évi térképen felismerhetı, hogy ezek nyomvonalában ásták késıbb azokat a csatornákat, amelyek nyomai a mai napig megmaradtak. Az osztrák Neudegg és Sarród térsége kiemelkedik, bár mindkettıt körülöleli a tó. A déli part elnádasodott, a parti nádas-magassásos zóna Sarródnál tócsákkal szabdalva - már 800 m széles. Sarródtól északkeletre nagy tócsákat találunk, melyeket egy Zilter Weg (késıbb Fertıi-csatorna) nevő víziút köt össze a Fertıvel. Ha a teljes térképszelvényt vizsgáljuk látható, hogy az osztrák oldalon Pamhagen alatt már volt egy Haupt Canal a mai Hansági-fıcsatornától mintegy 1200 méterrel északabbra. A fenti térképi információkból levonható az a következtetés, hogy a XIX. század közepén még döntıen a természet erıi alakították a táj képét. A tó a magas vízállásos idıszakaiban tért nyert keleti irányban a nádas rovására, a déli part pedig kezdett elnádasodni. Ez a dinamika a mai Fertın is megfigyelhetı. A neudeggi és mekszkópusztai területek kiemelkedését hordaléklerakás eredményezhette, ahogy ez a mai keleti Fertı-parton is megfigyelhetı. A Haupt Canal, a vízlevezetés hatása még alig érzékelhetı, de az interpretált poligonok számának növekedése jelzi, hogy a korábban homogén vízi világ kezd fragmentálódni. 1883. évi földhasználati térkép Felhasznált térképszelvények: a III. katonai felmérés 4957/2 és 4958/1. sz. szelvényei. A földhasználati térkép a 6. mellékletben látható. A földhasználat számszerő adatait és megoszlását az 5. táblázat mutatja. 24
5. táblázat: A földhasználat megoszlása a sarródi élıhelyrekonstrukció területén 1883-ban Mővelési ág Poligonok száma Terület % Belterület 2 3.96 0.23 Csatorna 1 1.11 0.07 Gyep 5 23.52 1.39 Láp 10 196.36 11.56 Mocsár 4 243.15 14.32 Nádas 7 488.59 28.77 Talajút 1 0.97 0.06 Tó 2 738.74 43.51 Major 1 1.57 0.09 Összesen 33 1697.97 100.00 Az egyszínő és gyenge minıségő katonai topográfiai térkép nehezen olvasható, a vizsgálatba bevontuk ezért a Phare CBC95 projektben beszerzett 1 : 75 000 méretarányú átnézeti térképet is. 1845-tıl 1883-ig a Fertı visszahúzódott, fıképpen elnádasodott. A vízlevezetés, lecsapolás hatására jelentıs mértékben megnıtt a mocsárnak, láprétnek interpretált terület a régi nádasok helyén. Elsı ízben ábrázol a térkép a kutatási területen lakó- és gazdasági épületeket (Piringer-major, Mexiko), talajutat. A Piringer-major lett késıbb Mekszikópuszta (Fertıújlak). Mexiko néven két lakott helyet tőntet fel a térkép. Az északabbra fekvı a mai Fertıszéli zsilip környékén, a délebbi a mai László-major helyén lehetett. A régi Hanság-csatorna valószínőleg már elért a Fertıig, és nem a mai nyomvonalban volt, de ez csak az átnézeti térképen látszik egyértelmőnek. Szántóföldi mővelésre utaló jelek nincsenek. 1920. évi földhasználati térkép Felhasznált térképszelvények: a III. katonai felmérés 1920. évi reambulált 4957/2 és 4958/1. sz. szelvényei. A földhasználati térkép a 7. mellékletben látható. A földhasználat számszerő adatait és megoszlását a 6. táblázat mutatja. Az 1920. évi térkép jól szemlélteti a XIX. század végétıl felgyorsult, és a XX. század elején végbement társadalmi-gazdasági változások hatását, amely a földhasználat jelentıs változását eredményezte. Az 1920. évi állapot átmenetet képez a mai kultúrtáj, és a XIX. században volt szinte érintetlen természeti táj között. A vízelvezetés, csatornázás elırehaladt, amelynek következtében a Fertı és a parti mocsárvilág visszahúzódott, a gyepterület növekedett, A szántók területe 16 %. Megépült a Hansági-fıcsatorna a mai nyomvonalon, és belenyúlik a Fertı tóba. A szeszélyes vízjárású Fertı tó áradásai ellen poldergát épült, és a Hanságifıcsatornát is töltésezték. Nem ábrázolja a térkép a Mekszikói körgátat, pedig ez bizonyítottan 1911-ben megépült szintén a Fertı nagyvizei elleni védekezés céljából. 25
6. táblázat: A földhasználat megoszlása a sarródi élıhelyrekonstrukció területén 1920-ban Mővelési ág Poligonok száma Terület (ha) % Árok 19 21.17 1.25 Ausztria 23 70.59 4.16 belterület 1 16.62 0.98 Csatorna 3 7.22 0.43 Erdı 3 6.18 0.36 Gyep 24 432.54 25.47 Mocsár 11 381.66 22.48 Nádas 3 250.32 14.74 Szántó 18 284.09 16.73 Talajút 9 7.14 0.42 Tó 3 10.65 0.63 Töltés 10 26.21 1.54 Major 1 0.35 0.02 Út 6 19.58 1.15 Vízállás 4 159.76 9.41 Vasút 2 3.94 0.23 Összesen: 140 1698.02 100.00 Fejlıdött az úthálózat, és kiépült a normál nyomtávú és keskenyvágányú vasúthálózat, amelynek fontos szerepe volt az idıjárásbiztos utak építése szempontjából kedvezıtlen adottságú terület közlekedésében, és fıképpen az áruszállításban. Az iparvasutat késıbb felszámolták. A térkép a Fertı irányába vezetı, a térképi jelkulcs szerint talajútnak (taligaút, dőlıút) minısíthetı utakat is ábrázol, ami annak a jele, hogy a fertıi halászat és a nád hasznosítása ebben az idıben már a helyi lakosság fontos bevételi forrása volt. 2004. évi földhasználati térkép Felhasznált alapadatok: 2001. évi digitális kataszteri térkép, 1981-84. évi EOV_10 térképek (72-313, 72-331, 72-333), 1999. évi infra színes légifényképek és ortofotó, 2004. évi terepi adatgyőjtés. A földhasználat számszerő adatait és megoszlását a 3. táblázat mutatja. A terepi adatgyőjtéssel támogatott légifénykép (ortofotó) interpretációval sikerült a 2001. évi és az 1982. évi adatokban levı hibákat kiszőrni, és a 2004. évi aktuális földhasználati fedvényt elıállítani (lásd 4. mellékletben). A földhasználat (felszínborítás) változása a terület középsı részén szembeszökı, ha az 1981-84. évi, a 2001. évi és a 2004. évi térképeket egybevetjük. Jelentıs mértékben megnıtt a gyepterület, a szántók területe csökkent, láthatók az elárasztással létesített tócsák, és az idıszakos vízborítású szikes mocsár területfoglalása. 26