Geoinformatyka w geomorfologii na przykładzie badań geomorfologicznych na Wyżynie Wieluńskiej i Częstochowskiej

W publikacji zaprezentowano zastosowanie geoinformatyki w badaniach geomorfologicznych na Wyżynie Wieluńskiej i Wyżynie Częstochowskiej w oparciu o koncepcje geomorfologii cyfrowej, funkcjonującej na styku geomorfologii i geoinformatyki. Przedmiotem badań jest rzeźba podczwartorzędowa ukształtowana na wapieniach górnojurajskich oraz marglach, piaskowcach i iłach środkowojurajskich. Dane o głębokości podłoża utworów czwartorzędowych uzyskano z kart 4399 odwiertów oraz z 2088 punktów zdigitalizowanych na szczegółowej mapie geologicznej Polski w obrębie wychodni skał jurajskich (Rys. 2). Rekonstrukcje rzeźby podczwartorzędowej przeprowadzono zgodnie ze schematem budowy cyfrowego modelu geomorfologicznego (Rys. 1). Poszczególne jego elementy ukazują realizacje głównych funkcji GIS. Funkcje analityczne GIS wzbogacono analizą geostatystyczną, która wykorzystano do opracowania cyfrowego modelu geomorfologicznego (DGM) metoda krigingu zwyczajnego. Kluczowe znaczenie ma analiza przestrzennej korelacji danych oparta na funkcji wariogramu. Do wariogramu empirycznego najlepiej pasował teoretyczny model złożony: z modelu efektu bryłki i modelu potęgowego (Rys. 3). Podstawa budowy cyfrowego modelu geomorfologicznego była analiza podobieństwa danych w punktach pomiarowych. Model ten obrazuje nie tylko hipsometrie, ale również szczegóły rzezby terenu. Tym samym odzwierciedla intensywność procesów rzezbotwórczych przebiegających w nawiązaniu do budowy geologicznej. Na jego podstawie można klasyfikować formy rzeźby terenu. Jest to podstawowa mapa cyfrowa, która odzwierciedla złożoność procesów kształtujących rzeźbę terenu, dzięki czemu jest podstawa wnioskowania o morfogenezie badanego obszaru. Dlatego określony został jako cyfrowy model geomorfologiczny (DGM).

The paper describes the application of geoinformatics in geomorphological studies on the Wielun Upland and the Czestochowa Upland, based on the concept of digital geomorphology. The subject of the study is the sub-Quaternary relief developed on the Upper Jurassic limestone and Middle Jurassic marls, sandstones and clays. Data on the depth to the bottom of Quaternary were taken from archived data on 4399 boreholes and from 2088 digitalised points on the Detailed Geological Map of Poland within the outcrop of Jurassic rocks. The sub-Quaternary relief was interpreted using the scheme of constructing a digital geomorphology model (Fig. 1). Its individual elements are realisations of the main GIS functions. The GIS analytical functions have been supplemented by geostatistical analysis, which was used to create a digital elevation model by normal kriging. The analysis of spatial correlation of data based on the variogram function is of key importance here. Exponential theoretical model best fitted the empirical variogram (Fig. 3). The digital elevation model was constructed based on the analysis of data similarity in data points. The model thus shows elevations and reflects the intensity of relief-forming processes which are influenced by the geological structure. This is a basic digital map that may be used in GIS analysis to the construction of a digital geomorphology model (Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6), which shows e.g. the relation between the geological structure and relief, slope angles. A properly constructed geomorphology model (Fig. 6) sheds a new light on the origin of relief in the studied area and it often allows to abandon geomorphological concepts prevailing in literature.