Monitorowanie zmian ukształtowania powierzchni terenu spowodowanych erozją wodną z wykorzystaniem naziemnego skanowania laserowego

Erozja wodna to proces polegający na stopniowym niszczeniu przez wodę wierzchniej, a czasem też głębszych warstw gleby poprzez wymywanie cząstek glebowych i składników mineralnych oraz ich transport. W Polsce, jak i w innych krajach europejskich, zjawisko to stanowi podstawowy czynnik obniżający jakość gleb i powodujący ich degradację. Istotę tego problemu podkreśla m.in. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego (Parlament Europejski, 2006), zobowiązująca państwa członkowskie do identyfikacji, na odpowiednim szczeblu, obszarów na których występują procesy erozyjne, bądź istnieje możliwość ich wystąpienia w przyszłości. W pracy podjęto problem monitorowania zjawiska erozji w sensie ilościowym – z wykorzystaniem techniki naziemnego skanowania laserowego. Obiekt badawczy obejmuje użytkowane rolniczo gleby lessowe położone na obszarze Wzgórz Trzebnickich. W pracy przedstawiono koncepcję oraz wyniki wstępnych badań terenowych, opracowane dane z naziemnego skaningu laserowego w postaci numerycznego modelu terenu wraz z ilościową oceną transportowanej masy gleby. Ponadto, wskazano kierunek dalszych prac oraz możliwości wykorzystania skaningu laserowego do monitorowania zmian ukształtowania powierzchni terenu spowodowanych erozją wodną oraz do weryfikacji stosowanych modeli teoretycznych erozji wodnej.

Soil erosion is the process of systematic soil degradation through the action of an erosive agent. In the case of water erosion, the agent is water, which detaches and transports soil material and rinses minerals and nutrients causing soil depletion. This process causes serious economic problems, not only in Poland, but also in other European countries. Due to this fact, the problem of soil erosion by water is identified e.g. in EU directives which oblige EU member states to identify and delineate eroded areas or regions where the risk of soil erosion occurrence in the future is high. This study focuses on the quantitative monitoring of eroded lands using a technique for terrestrial laser scanning. The area under study is the agricultural region of the Trzebnickie Hills, covered with erosion sensitive loess soils. TLS data were acquired using a Trimble GX laser scanner in the test area (600 m × 450 m) which is mainly occupied by agricultural fields. The study design envisages building a differential Digital Terrain Model (DTM) based on two point clouds acquired within a certain time span. The resulting DTM provides information about the changes in topography resulting from the process of soil erosion by water. The study shows the preliminary results of the site research – DTMs modelled from laser scanning data with an estimate of soil loss. In addition, the future possibilities for using laser scanning in research on monitoring surface change are outlined.