Search

3D modeliranje kao jedna od novijih tehnoloških inovacija počinje se sve aktivnije koristiti u geodeziji i srodnim znanostima. Za to je prvenstveno zaslužan LiDAR, tehnika daljinskog istraživanja koja koristi svijetlo u obliku laserskog impulsa kako bi se odredila udaljenost do cilja, stvarajući tako detaljnu „kartu“ terena, odnosno oblak točaka. Cilj ovoga diplomskog rada je uz pomoć LiDAR podataka, koji su dostupni za preuzimanje sa slovenske mrežne stranice Atlas Okolja, izraditi digitalni model terena i obaviti prostorne analize koristeći programe otvorenog koda. Kao područje od interesa za koje je izrađen digitalni model terena odabran je slovenski grad Ptuj. Prilikom izrade modela upotrijebljeni su besplatni softveri CloudCompare te Quantum GIS za prostorne analize.

Postoje brojne planinarske rute, međutim planinari su često nedovoljno upoznati sa njima. U ovom diplomskom radu su analizirane planinarske rute na južnom Velebitu kako bi se u svakom koraku pojedine rute znale njene osnovne informacije. Pomoću multispektralnih Sentinel-2 satelitskih snimki, provela se detaljna klasifikacija zemljina pokrova, dok se pomoću zračnih stereo snimki i točaka digitalnog modela reljefa izradio kvalitetan digitalni model terena (DMT) iz kojeg je izračunata karta nagiba. Na osnovi prethodno prikupljenih i obrađenih podataka provedeno je povezivanje parametara svih podataka i višekriterijalna analiza. Nakon odrađene analize, rute su se razlučile jedna od druge te je konačno bilo moguće u zaključku odrediti optimalnost pojedine rute gledanu po različitim kriterijima planinara početnika, planinara rekreativaca i iskusnih planinara.

Bespilotne letjelice su tehnologija koja je u posljednjih nekoliko desetljeća doživjela procvat, što u tehnološkom smislu, što u porastu načina primjene i broja korisnika. Njihovu uporabu možemo naći u brojnim granama, poput vojske, dostave (hrana, paketa ili robe), spašavanja, svemirskog istraživanja, zaštite divljih životinja, fotografije, medicine i dr. Područje primjene koje je obrađeno u ovome radu je geodetska izmjera, točnije aerofotogrametrija kojom se dobije oblak točaka snimanog područja. Temeljem oblaka točaka izradio se digitalni model terena. Snimke bespilotnih letjelica preuzete su sa stranice SenseFly Educational Datasets za dva testna područja: malo naselje za primjer urbanog područja s malim nagibom terena i kamenolom za prikaz ruralnog područja s većim nagibom terena. U radu su korišteni softveri otvorenog koda za obradu snimaka terena: WebODM, CloudCompare i SAGA GIS te je u svakom od njih odrađen dio rada. U WebODM-u snimke su preuzete s web stranice SenseFly Datasets transformirane u oblak točaka pomoću algoritma Open Structure from Motion (OpenSfM). U CloudCompareu su odvojene točke terena od ostalih točaka pomoću Cloth Simulation Filter (CSF) alata te izrađene slojnice. U SAGA GIS-u su provedene sljedeće analize digitalnog modela terena testnih područja: analitičko sjenčanje, nagib, gledište, zakrivljenost, indeks konvergencije, LS-Faktor, relativni položaj nagiba, indeks topografske vlažnosti i dubina doline.

Trodimenzionalni ispis način je brze izrade trodimenzionalnih objekata kod kojih se fizički modeli, najčešće u čvrstoj plastici, izrađuju uređajima zasnovanima na patentiranoj trodimenzionalnoj tehnologiji. Metoda trodimenzionalnoga ispisa ima široku primjenu u različitim područjima (npr. u robotici, automobilskoj industriji, biotehnologiji i medicini), a u ovom se diplomskom radu istražuje njezina primjena u hidrografiji. Predmet rada je izrada batimetrijske reljefne karte jezera Jarun primjenom tehnologije trodimenzionalnoga ispisa iz podataka dobivenih batimetrijskom izmjerom. Postupak izrade obuhvaća digitalno modeliranje reljefa u GIS softveru, izradu dvodimenzionalne batimetrijske karte te pretvorbu digitalnoga modela reljefa u standardizirani format za ispis trodimenzionalne reljefne karte. Rezultat rada kartografski je prikaz jezera Jarun koji je vizualno pregledan, u određenoj mjeri i zoran, model prostora, a utjelovljuje jedinstvena svojstva kartografskoga proizvoda – generaliziran je, upotrijebljeni su kartografski znakovi i može se izmjeriti kako bi poslužio svrsi kojoj je namijenjen.

Osnovni problem koji se javlja na šljunčanim plažama svakako je erozija izazvana vjetrovnim valovima. U Hrvatskoj, zahvaljujući turističkoj potražnji, sustavni monitoring obale postaje važan dio upravljanja priobalnim područjima, kako bi održavanje oblika i povećanje kapaciteta plaža bilo opravdano i efikasno. U te svrhe izrađuju se digitalni visinski modeli ispitivanih područja, a kao jeftina, brza i jednostavna metoda za prikupljanje podataka sve više se koristi SfM (eng. Structure from Motion) fotogrametrija. Ova tehnologija omogućuje izradu trodimenzionalnih oblaka točaka promatranoga područja, visoke preciznosti i razine detaljnosti iz niza fotografija. U radu je opisana primjena ovoga postupka na istraživanje problema erozije plaže Ploče u Rijeci. Nakon 7 snimanja terena, odgovarajući oblaci točaka uspoređivali su se u CloudCompare-u. Rezultati pokazuju da je plaža u 50 dana nakon dohranjivanja izgubila cca. 50 m³ materijala kao rezultat valne aktivnosti tijekom i nakon snažnih vjetrova iz smjera juga. Na istočnoj ćeliji plaže gdje je izraženo pomicanje materijala okomito na obalnu liniju izvršena je i usporedba oblika plaže s teoretskim Shingle modelom.

Tree ring eccentricity was used to reconstruct landslide activity in the last 138 years in the Urbas landslide located at Poto&scaron, ka planina in the NW part of the Karavanke Mountains, Slovenia. The research was based on the dendrochronological sampling of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) in areas of varying landslide intensity. Analysis of a sudden change in the eccentricity index of 82 curved trees concluded that there were 139 growth disturbances and 16 landslide reactivations between 1880 and 2015, with a landslide return period of 8.5 years. Using lidar data, changes in the surface of the digital terrain model (DTM) were compared with changes in the eccentricity index of trees at the same location in the period 2014&ndash, 2017. On the basis of temporal changes in the eccentricity index and by using spatial interpolation, landslide activity was reconstructed for the period 1943&ndash, 2015. During this period, landslide intensity increased in the central part of the landslide. Although categorization into seven categories of different stem curvature was proposed, no distinction between categories with respect to their eccentricity index was found.

U okviru disertacije prikazani su rezultati doktorskog istraživanja čija svrha je bila uspostavljanje metodologije za izradu karata klizišta primjenom tehnologije laserskog skeniranja (LiDAR). Osnovna prednost LiDAR-skih podataka u odnosu na ostale metode daljinskih istraživanja je izrada digitalnog modela terena (DMT) bez vegetacije i vrlo visoke rezolucije (, In the framework of the doctoral thesis, methodology for landslide mapping using LiDAR (Light Detection and Ranging) technology was established, encompassing inventory mapping and derivation of prognostic susceptibility maps. Airborne laser scanning (ALS) allows generation of bare-earth digital terrain model (DTM) optimal for identification and mapping of small and shallow landslides under dense vegetation. Acquisition of the LiDAR data for the Podsljeme area (180 km2) in the City of Zagreb was performed in December 2013, following the extreme precipitation period in winter 2012/2013 that caused multiple occurrences of regional landslides (MORLE). The first result of the doctoral research is high-resolution DTM optimal for mapping of targeted landslides, generated from a point cloud based on suitable interpolation method and spatial resolution (0,3x0,3 m and 1x1 m). A series of topographic derivative datasets were generated from the LiDAR DTM for landslide mapping that was performed for the pilot area of 21 km2, which represents 12 % of the hilly Podsljeme area in the Zagreb City. Landslide inventory maps for the pilot area were prepared using two different methods: visual identification of landslides on LiDAR DTM derivatives and automated mapping based on morphometric characteristics of landslide areas compared to non-landslide areas. The second phase of research involved visual interpretation of three LiDAR DTM derivative maps (hillshade, slope and contours) with a spatial resolution of 0,3 x 0,3 m which resulted with inventory map containing 702 landslide polygons in the pilot area (21 km2). Seventy-five percent of the landslides in inventory have an area between 150 and 2000 m2 while the area of the smallest identified landslide is 43 m2. Around 10 % of visually identified landslides were additionally checked and evaluated in the field, while the whole inventory map for the pilot area was compared with conventionally prepared historical landslide inventory maps. A comparison of landslide inventories and the frequency–area distribution of visually interpreted landslides proves that LiDAR DTM enables preparation of detailed and complete landslide inventory maps (after MORLE) in the Podsljeme area. In the third phase of research, the quantitative geomorphological analysis on visually interpreted landslides was performed to define the topographic signature of landslide morphology using statistical parameters. In soil-covered areas, such as the Podsljeme area, landslides are generally characterized by a different morphometric values, i.e., higher surface roughness compared to the surrounding landslide-free areas. Based on defined morphological parameters which indicate hummocky landslide morphology in the test area (10.5 km2), the pixel-based model for landslide mapping was developed. Verification showed that landslides and unstable slopes can be predicted with an accuracy of 70 % and it can be concluded that developed model allows recognition and characterization of morphologic properties of forested small and shallow landslides on soil-covered hillslopes. In the last phase of the study, visually and automatically prepared landslide inventories were used to perform the landslide susceptibility maps. Landslide causal factors analysis and susceptibility assessment was done using bivariate statistical method and comparison of three landslide susceptibility maps were performed due to the area under the receiver operating characteristic (ROC) curves. The final landslide susceptibility map, using automatically prepared landslide inventory as input, resulted with high prediction rate (AUC=83 %), due to validation with visually interpreted landslides. It can be concluded that the model developed for automated landslide mapping is a useful tool for fast and cost-efficient production of reliable landslide susceptibility maps. Therefore, the methodology established for landslide mapping using LiDAR technology has practical implication in landslide risk reduction.

Cilj rada je upoznavanje s geodetskim istraživanjima koja su usko povezana s modeliranjem odrona zemlje i moraju se primijeniti za trajno nadziranje područja u kojima dolazi do geomorfoloških opasnosti. Iako se ponekad nedovoljno cijeni doprinos geodeta nekim projektima za nadziranje odrona u svrhu razvoja sustava za rano upozorenje ili izradu karata s prikazom mogućih opasnosti, kako je navedeno u FIG radnoj grupi (2006) [20], i promatra ih se jedino kao dobavljače izmjerenih geometrijskih podataka, njihov je doprinos važan u modeliranju dinamičkih sustava, kao što su strateške konstrukcije (brane, visoke zgrade itd.) ili odroni zemlje te u interpretaciji podataka. Istraživanje ponašanja tijekom vremena nekog objekta zahvaćenog odronom uključuje geodetska mjerenja obavljena u ranije utvrđenim vremenskim intervalima primjenom najsuvremenijih tehnologija, koje omogućuju obradu i pregled tako dobivenih podataka u trodimenzionalnom sustavu. Uz to, cilj je postaviti okvir za oblikovanje i optimizaciju mreža za nadziranje biranjem optimalnih istraživačkih metoda., This paper aims at presenting geodetic studies that are in close connection with landslide modelling and must be used for continuously monitoring the areas affected by geomorphological hazards. Although sometimes the geodesist’s contribution to certain projects for landslide monitoring meant to develop early-warning-systems or risk maps is not adequately appreciated as stated in FIG Working Group (2006) [20] and he is only seen as supplier of measured geometric data, the geodesist has a significant contribution through his abilities regarding the modelling of dynamic systems, like strategic constructions (dams, tall buildings etc.) or landslides and data interpretation The study of how an objective affected by landslides behaves in time implies geodetic measurements performed at pre-set time intervals using state of the art technologies, which allow processing and review of data thus obtained in a three-dimensional system. Moreover, the goal is to set the stage for the shaping and optimization of monitoring networks by choosing the optimal research methods to be used.

This paper aim is to determine accuracy of digital terrain model (DTM) formed upon Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) data, for the region of the Republic of Serbia. Main characteristics of SRTM will be introduced, along with short description of determining DTM based on SRTM data and accuracy of such derived digital terrain model. Cilj ovog rada je da se odredi tačnost digitalnog modela terena (DMT) formiranog na osnovu podataka šatlove radarske topografske misije (Shuttle Radar Topography Mission - SRTM), za područje Republike. Srbije. U radu će biti predstavljene glavne karakteristike SRTM-a kao i kratak opis samog postupka određivanja DMT-a na osnovu SRTM podataka i određivanje tačnosti tako dobijenog digitalnog modela terena.

Diplomski rad „Usporedba podataka slivnih područja na temelju digitalnog modela terena i Landsat 8 satelitskih snimaka“ je pokazao mogućnosti izolacije vodenih tokova na području Republike Hrvatske. Istraživanje se provelo na dvije vrste podataka sa dvije različite metode obrade pomoću besplatnog softverskog paketa QGIS unutar kojeg je korišteno nekoliko proširenja, primarno Grass GIS i proširenje za poluautomatsku klasifikaciju. Prva provedena metoda obrade je hidrološka analiza nad digitalnim modelom terena kojom su dobiveni podaci o akumulaciji vode, drenažnom smjeru, slivnim područjima te vodotocima. Druga metoda obrade, poluautomatska klasifikacija provela se nad Landsat 8 satelitskim snimkama. Nakon klasifikacije snimke i izoliranja vodenih područja dobili su se prikazi vodotoka. Cijelo istraživanje se provelo na razini županija te su se preklopili podaci dobiveni pomoću dvije spomenute metode. Analizom su dobivena odstupanja duljina pojedinih vodotoka u odnosu na stvarnu duljinu vodotoka Republike Hrvatske. Također su analizirana topološka odstupanja između dvije provedene metode.

Vode predstavljaju, kako veliki razvojni potencijal, tako i veliki izvor opasnosti. Iz tog razloga, za prostor uz vodotokove, kao i za sve pokretne i nepokretne objekte koji bi se mogli naći na tim prostorima, važe znatna ograničenja kada govorimo o korišćenju prostora.U cilju smanjenja rizika i opasnosti na pomenutim područjima za urbaniste, prostorne planere, vlasnike objekata, investitore, a i mnoge druge, važna je što preciznija definicija granica plavnih područja. Za dobijanje preciznih podataka o njimaključni su precizni i pravovremeni ulazni podacio topografiji terena, položaju i geometriji objekata koji mogu uticati na tok vode kao i podaci o režimu oticanja. U cilju dobijanja podataka izuzetne tačnosti priobalnog područja, u većini evropskih i američkih zemalja, koristi se LiDAR tehnologija (engl. Laser Imaging Detection And Ranging). Ova tehnologija pruža visinske podatke o topografiji terena i na osnovu tih podataka prave se digitalni modeli terena (DMT) visoke preciznosti. Na osnovu njih se rade precizni prikazi graničnih linija vode na plavnim područjima, vrši se zoniranje koriščenja prostora kao i planiranje postavljanja infrastrukturnih i drugihobjekata u priobalnom području. Pod svetlom skorašnjih poplava na teritoriji Republike Srbije, ali i okolnih zemalja, moramo napomenuti da se upotrebom LiDAR tehnologije ubrzava sam proces i poboljšava kvalitet nacrta i mapa koje upozoravaju na ili simuliraju poplave na datim područjima. Na osnovu LiDAR podataka mogu se raditi različite procene i analize visine poplavnih talasa, zahvaćenosti područja, simulacije poplava, visokih voda i dr. Bitno je napomenuti da ova merenja daju važne podatke i mnogim drugim strukama i korisnicima, odnosno svima onima, kojima je topografija bitan ulazni podatak – upravni organi, opštine, službe za zaštitu i spašavanje, privatni sektor.

Vinodolska dolina je smještena na području zapadnog dijela Republike Hrvatske u Primorsko-goranskoj županiji. Dolina ima nepravilan eliptični oblik duljine do 22 km te izduženo pružanje osnovnim smjerom SZ-JI. Na osnovi geomorfoloških značajki se prostor može podijeliti u tri dijela: sjeverozapadni, središnji i jugoistočni. Sjeverozapadni dio doline površine oko 24 km2 obuhvaća područje od naselja Križišće do naselja Janjevalj i Pećca, smještenih na početku središnjeg dijela. Najveća širina doline do 4 km je prisutna u središnjem dijelu, koji u površini od oko 30 km2 obuhvaća područje sve do prijevoja kod naselja Saftići i Kričina. Ovdje započinje jugoistočni dio, površine oko 23 km2 i gotovo ujednačene širine do 2, 70 km, koji se proteže do završetka doline u zaleđu Novog Vinodolskog. Sjeveroistočni rub Vinodolske doline izgrađuju karbonatne padine čiji vrhovi mjestimično premašuju 800 m.n.m., a u središnjem i jugozapadnom dijelu poprimaju oblike gotovo vertikalnih stjenovitih litica (BERNAT et al., 2014). Jugozapadni rub izgrađuje niže primorsko karbonatno bîlo, čije su padine drugačijih morfoloških karakteristika od nasuprotnog strmijeg ruba. Zbog različitih morfoloških obilježja padina, Vinodolska dolina u svom većem dijelu ima izrazito asimetričan poprečni profil. Niže dijelove sjeveroistočnih padina te dno doline izgrađuje eocenski flišni stijenski kompleks, u kojem stariji dio tvori tipična izmjena siltita i pješčenjaka te u podređenom udjelu lapora, brečokonglomerata i vapnenaca, a diskordantni mlađi dio sastoji se od konglomerata, konglomeratičnih biokalkarenita i litičnih arenita (BLAŠKOVIĆ & TIŠLJAR, 1983). Najrašireniji tip pokrivača na flišu predstavljaju deluvijalno-koluvijalne naslage, čija je debljina veća na sjeveroistočnim padinama. Kvartarne siparne breče relativno ujednačenog nagiba zastupljenije su na sjeveroistočnim padinama, gdje se pojavljuju u obliku ploča na višoj hipsometrijskoj razini u odnosu na flišnu stijenu u podlozi (BLAŠKOVIĆ, 1983). Zbog zajedničkog utjecaja geološke građe, složenih strukturno-tektonskih odnosa, hidrogeoloških značajki naslaga i hidroloških uvjeta, na većem dijelu Vinodolske doline izraženi su aktivni geomorfološki procesi koji rezultiraju pojavama nestabilnosti na padinama. Nestabilnosti se očituju u obliku pojava erozije različitog tipa i stupnja izraženosti (BENAC et al., 2005), brojnih pojava klizišta i puzanja dijelova terena u naslagama flišnog stijenskog kompleksa, ali i drugih oblika pojava nestabilnosti (BERNAT et al., 2014). Preliminarni inventar klizišta na području Vinodolske doline je rezultat nastavka istraživanja u okviru kojega je provedena identifikacija i kartiranje klizišta na području sliva rijeke Dubračine (ĐOMLIJA et al., 2014). Inventar klizišta u Vinodolskoj dolini izrađen je na temelju vizualne interpretacije površinske morfologije digitalnog modela terena visoke rezolucije. S obzirom da je dio površine antropogeno izmijenjen, određene pojave klizišta nije moguće jasno raspoznati na digitalnom modelu terena. Iz tog razloga je daljinska metoda identifikacije i kartiranja klizišta nadopunjena prospekcijskim geomorfološkim terenskim kartiranjem i kartiranjem oštećenja na prometnicama i stambenim objektima nastalih kao posljedica pojava klizišta. Digitalni model terena visoke rezolucije je izrađen na temelju podataka prikupljenih laserskim skeniranjem iz zraka, ALS (eng. airborne laser scanning) koje predstavlja jednu od najučinkovitijih suvremenih tehnologija daljinskih istraživanja, naročito u svrhu kartiranja klizišta (JABOYEDOFF et al., 2012 ; GUZZETTI et al., 2012). Osnovni instrument u primjeni ALS-a je LiDAR (eng. Light Detection and Ranging) čiji se princip prikupljanja podataka zasniva na mjerenju udaljenosti između laserskog skenera pričvršćenog za letjelicu i površine terena ili nekog drugog objekta. Naknadnom obradom podataka moguće je ukloniti impulse reflektirane s objekata i vegetacije, da bi se proizveo digitalni model terena bez vegetacije (eng. ''bare-earth'') (VAN DEN EECKHAUT et al., 2007). Lasersko skeniranje područja Vinodolske doline provedeno je krajem ožujka 2012. s postignutom gustoćom od 5 točaka po m2. Iz generiranog digitalnog modela terena rezolucije 1 m x 1 m su pomoću standardnih operacija u ArcGIS-u derivirane tri vrste topografskih karata koje su korištene za vizualnu interpretaciju topografskih značajki površine terena indikativnih za pojavu klizišta: karte osjenčanog reljefa izrađene simulacijom sunčevih zraka za dva različita azimuta položaja sunca od 315° i 45° pri konstantnom kutu upada sunčeve svjetlosti od 45° ; karta nagiba terena ; i karta slojnica s ekvidistancijom od 1 metar. Inventar klizišta u Vinodolskoj dolini sastoji se od 141 ustanovljenih klizišta te 40 pretpostavljenih klizišta. S obzirom da u ovoj fazi istraživanja nisu iscrtane granice svih utvrđenih klizišta, inventar je preliminarni i sadrži podatke o njihovim lokacijama i prostornoj distribuciji, koja je izrazito neujednačena. U sjeverozapadnom dijelu doline utvrđeno je 11 klizišta, a pretpostavljeno je jedno klizište. Klizišta su trajno ili privremeno umirena, smještena na blago nagnutim padinama i koncentrirana na prostoru između početka doline i naselja Drivenik. Najveći broj klizišta je utvrđen na području sliva rijeke Dubračine smještenog u središnjem dijelu Vinodolske doline, gdje je identificirano 109 klizišta, a pretpostavljeno je 30 klizišta. Na ovom području je vrlo izražen proces erozije jaružanjem koji rezultira nastankom i produbljivanjem jaruga u čijim je relativno strmim bokovima formiran najveći broj aktivnih klizišta. U bokovima ukupno osam jaruga, koje predstavljaju korita povremenih bujičnih vodotoka, utvrđeno je 90-ak pojava klizišta. Riječ je o malim i plitkim klizištima, pretpostavljenih volumena u rasponu između 103 do 105 m3, koja u kombinaciji sa spomenutim procesom erozije vrlo često uzrokuju oštećenja na dijelovima prometne infrastrukture i stambenim objektima. Kao i na području sjeverozapadnog dijela doline, tako je i u središnjem dijelu utvrđen određeni broj trajno ili privremeno umirenih klizišta na blaže nagnutim padinama, čija je morfologija nerijetko izmijenjena pod antropogenim utjecajem. Radi se o većim klizištima (volumena > 105 m3) s pretpostavljenim dubinama kliznih ploha između 10 i 15 m. Posljednja značajnija aktiviranja klizišta u ovom dijelu Vinodolske doline dogodila su se u svibnju 2013. na dijelu lokalne ceste L58075 te u veljači 2014. na području zaseoka Kamenjak. U jugoistočnom dijelu Vinodolske doline identificirano je 21 klizište, a pretpostavljeno ih je osam. Deset klizišta je formirano u područjima bokova triju jaruga kao posljedica kombiniranog djelovanja procesa klizanja s procesom erozije, a zabilježeno je i nekoliko pojava aktivnih klizišta na padinama oko naselja Kričina i Ugrini.

Projektna naloga obravnava kratko predstavitev vodotokov in poplav v Sloveniji, pridobivanje podatkov za hidravlične analize in pridobivanje podatkov s tehnologijo LIDAR. Predstavljene so metode, ki so jih uporabljali včasih in kako le-te povezujejo z novejšo tehnologijo danes. V zaključku sledi konkreten primer simulacij poplav na reki Muri in kakšne posledice bi s seboj prinesle, prav tako je opisana ekonomska upravičenost tehnologije LIDAR. Project work deals with a brief presentation of rivers and floods in Slovenia, acquisition of data for hydraulic analysis and extraction of data from LIDAR technology. Presented are methods that have been used at times and how they connect with the latest technology today. In conclusion, the following concrete example of simulation of floods on the river Mura and what consequences it would bring with them, it also describes the economic viability of LIDAR technology.

U predavanju su prikazane moguće primjene korištenja digitalnih tehnologija s naglaskom na modeliranje terena deriviranih iz niza fotografija. Uz primjene u svijetu demonstrirane su procedure skeniranja terena pod i nad vodom te stvaranje digitalnog modela terena.

Dani su osnovni podaci za novi globalni digitalni model terena koji je izrađen u tri zasebne položajne rezolucije: 30" (oko 1 km), 15" (oko 500 m) i 7, 5" (oko 250 m). Većina podataka dana je za kopnena područja između geografskih širina 84°N i 56°S, a manji dio za područja između geografskih širina 84°N i 90°S. Naime, za područja Grenlanda i Antartike nisu dostupni podaci u rezolucijama 15" i 7, 5".

Poznavanje prostornih karakteristika dozračene energije bitno je ne samo za meteorologiju i klimatologiju nego i za potencijalnu energetsku iskoristivost obnovljivih izvora Sunčeve energije, građevinu, ekologiju, zaštitu okoliša. Primjenom dva modela Sunčevog zračenja (koji su verificirani za naše područje) dobivena je kontinuirana prostorna raspodjela komponenti Sunčevog zračenja. Prvi model Sunčevog zračenja, Nikolov-Zeller model (NZ92), procjenjuje mjesečnu srednju dnevnu globalnu, difuznu i direktnu komponentu zračenja na horizontalnu plohu pod uvjetom potpuno nezaklonjene nebeske hemisfere. Zračenje je u modelu opisano kao funkcija geografske širine, deklinacije Sunca, visine terena i naoblake, a proračun srednjaka izveden je za 15. dan svakog mjeseca na području Hrvatske. Rezultati dobiveni NZ92 modelom služe kao ulazni podaci za topografski model koji u potpunosti uzima u obzir karakteristike tla područja za koje se procjenjuje dozračena energija. Za prostorno modeliranje topografskih utjecaja korišten je digitalni model visoke prostorne razlučivosti u okviru rasterskog GIS-a. Topografska korekcija svake komponente Sunčevog zračenja uzima u obzir relevantne izvedenice iz digitalnog modela, poput nagiba i orijentacije terena, bačenih sjena od okolnog terena i zaklonjenosti terena u određenom trenutku, te kutne visine horizonta za različite azimute. Pokazalo se da je utjecaj topografije bitan na manjoj skali te daje preciznije vrijednosti dozračene energije za lokalizirano područje.

Algorithms to prepare Digital Elevation Models (DMTs) for hydraulic analysis are common practice; these are often called DMT enhancement algorithms, and are frequently the first step of the analysis to extract overland flow networks from DMTs. In this paper, conventional DMT enhancement algorithms are tested to assess their effect on the generation of overland flow networks; the de_flat algorithm is also evaluated in this study. A sensitivity analysis of the generated overland flow network for different DMT enhancement algorithms is carried out and presented here. The results obtained so far suggest that this type of algorithms can be used to prepare DMTs for hydraulic analysis, but a great amount of care needs to be taken in order to avoid destruction of the terrain morphology. . Prilikom primene Digitalnih Modela Terena (DMT) za hidrauličke analize, uobičajena je praksa da se koriste algoritmi za njegovo pre-procesiranje i poboljšanje, posebno kada treba odrediti mrežu površinskih tokova. U ovom radu se testiraju klasični postupci poboljšanja DMT-a i njihov efekat na generisanu mrežu površinskih tokova, kao i upotrebljivost de_flat algoritma. Urađena je analiza osetljivosti generisanja površinske mreže kanala na metode poboljšanja DMT-a. Dobijeni rezultati pokazuju da su testirani algoritmi upotrebljivi ali da se mora obratiti pažnja kako se tokom postupka poboljšanja DMT-a ne bi narušila njegova morfologija. .

Za izradu karte buke temeljna je podloga 3D model prostora odnosno digitalni model terena. U radu je teorijski prikaz mogućnosti izrade modela različitim geodetskim metodama. Također, detaljno je opisan postupak i specifičnost izrade digitalnog modela terena za potrebe izrade karte buke dijela općine Popovača. Nedostatak službenih 3D modela terena, moguće je nadomjestiti kombiniranjem prostornih podataka s postojećih kartografskih podloga i izradom digitalnog modela objekata.

U diplomskom radu su provedene prostorne analize litostratigrafskih i geomorfoloških podataka uz pomoć geografskog informacijskog sustava (GIS-a), korištenjem paketa programa za izradu GIS projektata (ArcMAP) i za prostorne analize (Spatial Analyst). Svrha diplomskog rada je intepretacija utjecaja litostratigrafskih značajki na geomorfološke značajke na području sliva potoka Starča u Samoborskom gorju. Istraživani teren izgrađen je od neogenskih i pliokvartarnih naslaga u kojima se kontinuirano javlja velik broj klizišta. U tu svrhu kao ciljevi diplomskog rada postavljeni su: (a) analiza geomorfolologije terena i distribucije geomorfološkog procesa klizanja ; (b) prostorna analiza međusobnog utjecaja geomorfologije i litostratigrafije ; (c) analiza utjecaja vrste stijena na klizanja. Analiza geomorfolologije terena i distribucije geomorfološkog procesa klizanja sastojale su se od izrade tematskih karata u GIS-u na temelju postojećih podataka. Geomorfologija terena analizirana je iz digitalnog modela terena (DTM-a) visoke točnosti, iz kojega je izvedena karta apsolutnih visina ; karta nagiba padina i karta orijentacije padina. Klizišta su analizirana iz podataka prikupljenih tijekom 2003-2004. godine, kada je registrirano 270 pojava, i njihove značajke. Analiza distribucije klizanja uključivala je izradu karte gustoće klizanja. Prostorna analiza međusobnog utjecaja geomorfologije i litostratigrafije sastojala se od određivanja povezanosti prostorne distribucije litostratigrafskih jedinica i geomoroloških značajki, kao što je npr. litostratigrafskih jedinica s apsolutnim visinama terena ili nagibima padina. Rezultati ove analize prikazani su u obliku dijagrama. Utjecaj vrste stijena na klizanja analiziran je na način da je preklopljena karta klizišta s litostratigrafskom kartom, te da je izračunata gustoća klizanja u pojedinim litostratigrafskim jedinicama. Sve tematske karte izrađene su u GIS programu ArcView 8.3 na topografskim podlogama mjerila 1:5.000. Izbor detaljnog mjerila uvjetovan je namjenom karata. Naime, sve spomenute analize provedene su da bi se dobili podaci o međusobnom utjecaju faktora klizanja, koji se kasnije mogu primijeniti za analize hazarda klizanja. Budući da su klizišta na istraživanom terenu reda veličine 400 m2 to 25 000 m2, potrebno mjerilo za analize hazarda klizanja je 1:5.000.

Prikazan je doktorski rad Dubravka Gajskoga pod naslovom Rasterbasierte Geländeoberflächeanalysen (Rasterske analize površine terena), obranjen 2. veljače 2005. na Fakultetu za matematiku i geoinformacije Tehničkog sveučilišta u Beču.

Kodirana tahimetrija je kao suvremena metoda za dobivanje digitalnih i analognih planova krupnog mjerila. Brzina i efikasnost rada podiže se izostankom zapisnika i fizičkog vođenja skice. Osim toga podaci obrađeni sa software-ima za kodiranu tahimetriju već su slojevito prikazani i pripremljeni za GIS aplikacije i 3D modeliranje.

U ovoj je studiji izložen proces razvoja matematičkog modela poplavljivanja donjeg toka Rječina i rezultati velikog broja simulacija dobivenih pomoću tog modela, a provedenih radi ispitivanja utjecaja različitih čimbenika na strujanja i poplavljivanja u tom vodotoku. Za modeliranje poplavljivanja donjeg toka Rječine korišten je nestacionarni dvodimenzionalni model plitkih voda sa ugrađenom numeričkom Q-shemom Bermudeza i Vasqueza. Nakon što je provedena digitalizacija geodetskih podataka donjeg toka Rječine, izvedena su i kalibracijska mjerenja te kalibracija parametara matematičkog modela poplavljivanja donjeg toka Rječine. Matematički model poplavljivanja donjeg toka Rječine primjenjen je na analizu utjecaja mora, mostova, nanosa i regulacijskih radova na poplavljivanje u donjem dijelu toka rijeke. Opisane su i mogućnosti daljnjeg korištenja modela za modeliranje drugih situacija i testiranje idejnih rješenja.

U ovoj je studiji izložen cjelokupni matematički model propagacije vodnih valova južnim krakom rijeke Gacke od ustave Šumečica do Donjeg Švičkog jezera. U pripremnoj fazi prikupljeni su podaci iz tehničke dokumentacije o hidroenergetskom sustavu HE Senj, podaci iz geodetskih mjerenja o južnom kraku rijeke Gacke te je u više navrata obiđen teren i snimljeno nekoliko video zapisa. Digitalizirane su državne topografske karte, podaci iz nivelmanskih knjižica, nacrti poprečnih i uzdužnih presjeka otvorenih vodotokova te je izrađen detaljan digitalni trodimenzionalni model otvorenih kanala “Tunel Lika-Gacka – čvorište Šumećica”, “Vivoza – brana Šumećica”, “Šumećica – Gornja Švica”, prirodnog korita južnog kraka Gacke od čvorišta Šumećica do Donjeg Švičkog jezera kao i čitavog okolnog zemljišta koji bi mogao biti zahvaćen poplavama. Iz tog su digitalnog modela terena izvedeni i pomoću splajn krivulja posebnih svojstava interpolirani svi geometrijski podaci o otvorenim vodotocima nužni za jednodimenzionalni matematički model, kao i stvorena složena nestrukturirana numerička mreža neophodna u dvodimenzionalnom matematičkom modelu. Postavljen je matematički model koji obuhvaća nestacionarno strujanje vode u otvorenim vodotocima, na mjestima račvanja kanala, kod preljeva, brana, mostova, utjecanja i istjecanja vode u akumulacije, jezera, more, strujanje vode pri poplavljavanju, itd. Jednodimenzionalni je model razvijen radi brzine simulacije, a dvodimenzionalni model radi detaljne simulacije poplavljivanja. Kao numeričke sheme odabrane su i primijenjene najnovije i za model plitkih voda najprimjerenije sheme: esencijalno neoscilirajuće sheme za jednodimenzionalni model i Q-sheme za dvodimenzionalni model, čime je osigurana sposobnost modela za simulaciju podkritičnog i nadkritičnog strujanja, hidrauličkih skokova, glatkih prijelaza, propagacije vodnih valova nastalih uslijed povećanog utoka u otvoreni vodotok, uslijed pucanja brana, uslijed zatvaranja ili otvaranja pojedinih zapornica ili zasuna, itd. Pri razvoju matematičkog modela dodatna je pažnja posvećena procjeni Mannigovog koeficijenta hrapavosti prema svojstvima korita otvorenih vodotokova i okolnog zemljišta i tablica eksperimentalno određenih vrijednosti poznatih iz literature. Model je utemeljen na znanstvenoj literaturi iz tog područja i analizi matematičkih modela komercijalnih računalnih programa (HEC-RAS 2.2, FLADWAV, MIKE 11, itd.). Provjerom na brojnim i klasičnim test-primjerima iz literature kao i usporedbom na istim problemima simulacije s komercijalnim računalnim programima utvrđena je visoka kakvoća razvijenog modela. Predstoji primjena razvijenog i provjerenog modela na simulaciju propagacije vodnih valova južnim krakom rijeke Gacke od ustave Šumečica do Donjeg Švičkog jezera radi nalaženja konačnog rješenja problema poplava na području Grada Otočca. Iz navedenog može se zaključiti da se izrađeni matematički model zasniva na najnovijim znanstvenim i stručnim znanjima te predstavlja značajan korak naprijed u korištenju matematičkih modela u zaštiti od štetnog djelovanja voda u Hrvatskoj i izvan nje.

Na temelju simulacija za postojeće stanje korita i mjerenja izvršena je kalibracija parametara modela. Usporedba rezultata simulacije i mjerenja pri kalibraciji modela pokazala je da je određivanje parametara modela na temelju poznavanja stanja korita i obimnih empirijskih podataka iz referenci ispravan i dobar pristup. Provedena je simulacija stacionarnih strujanja za postojeće stanje korita kao i za regulirano korito od Gornjeg Švičkog jezera do Donjeg Švičkog mosta. Razvijeni matematički model i softver omogućava pouzdanu simulaciju ne samo stacionarnih nego i nestacionarnih strujanja, ukjučujući podkritična i nadkritična strujanja, hidrauličke skokove, propagaciju vodnog vala po suhom koritu, poplavljivanje okolnih terena, utjecaj mostova, pregrada, preljeva, čvorišta i ostalih struktura na otvorenim vodotokovima. Snaga se razvijenog modela očituje u mogućnosti simulacija trenutnih i naglih podizanja pregrada, pucanja brana i simulacija propagacije udarnih valova (šok valova). Ove mogućnosti nemaju mnogi poznati komercijalni softveri. U studiji je razmotrena ideja prokopa odteretnog kanala koji bi povezivao kanal Šumečica - Gornja Švica s Gornjim Švičkim jezerom i izgradnje pregrade uzvodno od Gornjeg Švičkog jezera. Razmotrena je jedna moguća varijanta tog odteretnog kanala kada bi odteretni kanal imao poprečni presjek jednak porečnom presjeku kanala Šumečica - Gornja Švica. U studiji nije analizirana optimalna varijanta presjeka i položaja, što je s istim razvijenim softverom lako moguće napraviti nakon odluke o izgradnji tog kanala. Simulacije čiji su rezultati predočeni u ovoj znanstveno-stručnoj studiji temeljne su za predviđanje posljedica različitih scenarija propagacije vodnih valova u uvjetima sadašnjeg stanja južnog kraka rijeke Gacke te u uvjetima ispitanih regulacijskih radova i građevinskih zahvata. Postavljenim se matematičkim modelom i razvijenim softverom jednostavno i brzo mogu izvesti i druge simulacije prema zahtjevu investitora i priložiti u obliku dodatka ovoj znanstveno-stručnoj studiji.

Poplavljivanje je česta pojava u svim dijelovima svijeta i nerijetko ima katastrofalne posljedice. U prošlosti su za procjene posljedica poplavljivanja rabljeni isključivo fizikalni modeli, naročito za procjene posljedica pucanja velikih brana. Danas su matematički modeli poplavljivanja dovoljno dobro razvijeni da mogu zamijeniti fizikalne modele. Štoviše, jeftiniji su i prilagodljiviji te omogućavaju nalaženje trajnih poboljšanja. Rječina je krška rijeka s velikim i brzim izmjenama u protoku i izdašnosti izvora. U ljetnim mjesecima redovito presuši, a u kišnom razdoblju nabuja. Zbog različitih se obilježja tok Rječine može podijeliti na gornji i donji tok. U gornjem toku Rječina teče kroz usječeno korito, a u donjem se toku porječje širi u deltu te rijeka istječe u more. U gornjem je toku izgrađena betonska lučna brana sa akumulacijom Valići ( ) iz koje se voda rabi za pogon hidrocentrale. Oko donjeg je toka Rječine razvijen grad Rijeka, koji se širi uz more istočno i zapadno od toka rijeke. Tako se uz samu rijeku nalaze gradski i lučki sadržaji sa skladištima. Mogućnost je izljevanja Rječine u njenom donjem toku velika. Da bi se izljevanje spriječilo izvode se različiti regulacijski zahvati. Tako se korito donjeg toka uređuje i redovito čisti od riječnog nanosa. Uspor i prepreku u tečenju uzrokuju more i mostovi. More izaziva uspor u tečenju, posebno plima uslijed koje se stvara usporna linija na približno 1 km od mora. Drugi problem su cestovni i željeznički mostovi. Izgrađeni jer se grad razvio s obje strane rijeke, mostovi prelaze preko njenog donjeg toka, a većina njih stvara prepreku tečenju vode na odgovarajućim kotama vodnog lica. Zato je, bez obzira na uređenje korita rijeke, mogućnost plavljenja donjeg toka Rječine, a time i gradskih i lučkih sadržaja, velika. Iz izloženog se može zaključiti da su nužna saznanja u kojim uvjetima su moguća poplavljivanja i sa kakvim posljedicama. Saznanja se o tome mogu crpiti iz jeftinih, brzih i danas sve dostupnijih matematičkih modela. Jedan je takav matematički model, izrađen upravo za Rječinu, prikazan u ovoj studiji. Nakon ovog uvodnog poglavlja, u drugom je poglavlju ‘Digitalni model terena’ opisan postupak kojim se, polazeći od katastarskih karata odgovarajućih gradskih područja te nacrta profila i mostova, dolazi do digitalnog modela terena te kako se, radi pripreme numeričkog proračuna, ćelijama numeričke mreže pridružuju visine terena i Mannigovi koeficijenti hrapavosti. U trećem se poglavlju ‘Matematički i numerički model poplavljivanja’ postavljaju jednadžbe kojima su matematički modelirane promatrane fizikalne pojave tečenja rijek i poplavljivanja okolnog terena te izlažu osnove odabrane metode numeričkog proračuna. Četvrto poglavlje ‘Proračuni poplavljivanja’ sadrži grafički prikaz rezultata većeg broja proračuna dobivenih primjenom za studiju razvijenog računarskog programa RJEČINA 1.0. Proračuni su napravljeni za različite tipove vodnih valova te daju različite slučajeve tečenja u koritu i poplavljivanja gradskog terena. Za svaki je proračun prikazan dijagram dotoka vode, vodna lica za različite vremenske trenutke te dvodimenzionalni prikazi dubina vode i vektora brzina tečenja. U posljednjem petom poglavlju na temelju izloženih rezultata iznesen je zaključak studije.

Šumske protupožarne ceste (ŠPPC) jesu posebna kategorija šumskih cesta koja je vezana uz područje mediterana i submediterana, odnosno uz krško područje Republike Hrvatske. S obzirom na specifičnosti pdručja u kojem se planiraju, projektiraju i izvode a samim time i s obzirom na svoju primarnu zadaću, odnosno na tehnička obilježja, ŠPPC se značajno razlikuju od šumskih gospodarskih cesta (ŠGC). Primarna zadaća ŠPPC je preventivna zaštita od šumskih požara koji kao ekološki destabilizator ekosustava u primorskim šumama predstavlja najveću opasnost od ukupnosti svih abiotskih i biotskih štetnih čimbenika. Isto tako ova kategorija šumskih cesta mora u slučaju izbijanja požara pružiti najpovoljnije uvjete za njegovo suzbijanje. Iz navedenih razloga prišlo se istraživanju čimbenika koji utječu na prostorni raspored mreže šumskih protupožarnih cesta s ciljem da se uz što manja financijska ulaganja izgradi što veća količina cesta uz zadovoljenje propisanih zahtjeva za kakvoćom. Istraživanja su provedena na području UŠ Senj, Šumarije Senj, u gospodarskoj jedinici Senjska Draga. Osim terenskih izmjera postojećih cesta na istraživanom području uporabljen je i postupak digitalizacije šumsko-gospodarskih karata, izrađen je i digitalni model terena (DTM) Na digitaliziranim i obrađenim podlogama razvijena je metoda tzv "buffera"- omeđenih površina, predložena je tehnologija ekonomičnije izgradnje ŠPPC s obzirom na činbenike koji imaju direktan upliv na troškove zemljanih radova, te je u tu svrhu dizajniran jednostavan kompjutorski programa koji izabire troškovno najpovoljniju inačicu šumske ceste. Iz podataka izmjerenih na terenu, a prema karti izmjerenih šumskih protupožarnih cesta redom su raščlanjeni uzdužni nagibi protupožarnih cesta. Željelo se vidjeti i kolika je otvorenost g. j. Senjska draga utvrđena težišnom metodom. U tu je svrhu, primjenom osobnog računala i odgovarajućih programa, pronađeno težište svakog odsjeka i ucrtano u digitaliziranu kartu. Najkraća udaljenost od težišta svakog odsjeka pa do najbliže ceste koja se može rabiti kao protupožarna, izmjerena je i definirana kao srednja geometrijska daljina pristupa površini odsjeka. Te su linije srednje vatrogasne intervencije ucrtane u karte. Da bismo dobili srednje stvarne daljine pristupa površini odsjeka, trebalo je pronaći čimbenik vertikalne korekcije terena i čimbenik horizontalnog zaobilaženja prepreka. Čimbenik vertikalne korekcije terena određen je tako da su srednje geometrijske daljine pristupa površini odsjeka položene preko DTM-a i očitane vrijednosti nagiba u četiri međusobno jednako udaljene točke. Zatim je pronađena srednja vrijednost u stupnjevima i određen kosinus (cos) toga srednjega nagiba. Srednja geometrijska daljina pristupa površini odsjeka podijeljena je kosinusom srednjega nagiba i pomnožena čimbenikom horizontalnog zaobilaženja prepreka, da bi se dobila njezina stvarna istoznačnica. Kao čimbenik horizontalnoga zaobilaženja prepreka, za područje cjele gospodarske jedinice, uzeta je vrijednost od 1,10. Srednja geometrijska i srednja stvarna daljina pristupa površini cijele gospodarske jedinice izračunate su kao aritmetičke sredine tih vrijednosti za svaki odsjek,a kao težine su poslužile vrijednosti površine odsjeka. Sredna geometrijska daljina pristupa za g. j. Senjska draga je 244,79 m, a njena stvarna istoznačnica - 287,15 m. Danas ne postoje propisani teoretski razmaci između ŠPPC, nema preporučene ili oprimalne otvorenosti ŠPPC, a nema ni okvirnih granica u kojima bi se trebala kretati srednja daljina pristupa površini. To je dovelo do potrebe definiranja i utvrđivanje određenih vrijednosti kojima bi trebalo težiti pri planiranju, projektiranju i izgradnji šumskih protupožarnih cesta. U konzultacijama sa zapovjednicima profesionalnih vatrogasnih postrojbi u Rijeci i dobrovoljnih vatrogasnih postrojbi na otoku Rabu, s obzirom na taktiku gašenja šumskih požara koja se na tim prostorima godinama uspješno koristi, a danas je i zakonom propisana za cjelokupno područje Republike Hrvatske, došlo se do saznanja da je stvarna površina koja se pri gašenju šumskih požara u prvoj navali može "pokriti" interventnim vatrogasnim vozilima samo površina 50 metara udaljena od šumske protupožarne ceste, u svim smjerovima, dok je u drugoj navali ta površina maksimalno do 300 metara od šumske protupožarne ceste, u svim smjerovima. S obzirom da su to optimalne vrijednosti s vatrogasnog stajališta, primjenom računala, položene su oko prethodno digitaliziranih postojećih cesta na istraživanomu području, primjenom računala, površine tzv. "bufferi" što su svagdje na svojemu rubu bili udaljeni od ceste za određeni isti iznos, koji je predstavljao srednju optimalnu geometrijsku daljinu pristupa površini. Inačice ovoga parametra iznosile su 50, 100, 150, 200, 250 i 300 metara. Dobivene površine su rasterizirane i prebačene na digitalni model terena na kojem je, na osnovi izrađenoga histograma, određen prosječni nagib terena u svakoj inačici, koji je poslužio za iznalaženje čimbenika vertikalne korekcije terena. Tim je čimbenikom pomnožena svaka inačica srednje optimalne geometrijske daljine pristupa površini, a zatim podijeljena sa čimbenikom horizontalnoga zaobilaženja, koji je za čitavo istraživano područje iznosio 1,10. To je učinjeno da bismo dobili srednju optimalnu stvarnu daljinu pristupa površini Određivanjem površine koja je otvorena s obzirom na odabir pojedine inačice srednje daljine pristupa površini i ukupne površine g. j. dobivena je relativna otvorenost za svaku inačicu. Možemo zaključiti da je otvorenost područja g. j. Senjska draga, kod srednje stvarne daljine pristupa površini od 300 metara zadovoljavajuća, jer je s jedne protupožarne ceste moguće intervenirati na obje strane. Kod srednje stvarne daljine pristupa površini od 250 metara, otvorenost istraživanoga područja je slabo zadovoljavajuća. Za inačice pristupa površini od 50, 100, 150 i 200 metara, odvorenost šumskoga područja je nedovoljna. Opisana metoda polaganja tzv. "buffera", koji su na svome rubu svugdje jednako udaljeni od ŠPPC idealna je metoda kojom se vrlo zorno može predočiti otvorena površina određenoga šumskoga područja s odabranom optimalnom srednjom daljinom pristupa. Isto tako, primjenom ove metode uočavaju se neotvorena područja, o kojima posebice treba voditi računa pri daljnjem otvaranju šumskoga područja. Metoda "buffera" je također učinkovita pri planiranju i pri daljnjem grananju mreže ŠPPC: oko mogućih inačica trasa budućih ŠPPC, koje su predstavljene nul-linijom i kao takve digitalizirane, položi se buffer određene veličine. Inačica ŠPPC koja otvara najveći dio neotvorenoga šumskoga područja, a istovremeno obuhvaća najmanju površinu tzv. mrtvih zona, odnosno područja koja su za odabranu srednju optimalnu daljinu pristupa površini otvorena s dvije ili više cesta, najučinkovitija je i nameće se kao najbolja. Postavlja se pitanje: kolika je otvorenost šumskoga područja iskazana u m/ha za navedene inačice srednje geometrijske daljine pristupa površini ? Da bi se dobio odgovor, uzet je model šumske površine dimenzija 1200 x 1000 m i taj model je otvoren paralelnim šumskim protupožarnim cestama na međusobno jednakoj udaljenosti l (l = 2SPG). Prema kriteriju otvorenosti šumskoga područja i prema spoznajama o otvorenosti u vodećim svjetskim šumarskim zemljama, može se zaključiti da otvorenost od 100.00 m/ha, koja je dobivena za srednju optimalnu stvarnu daljinu pristupa površini od 50 m, ne dolazi o obzir, barem što se tiče izgradnje šumskih protupožarnih cesta. Otvorenost od 50 m/ha, koja je dobivena kod inačice SPG=100 m, također je vrlo visoka i u praksi jedva da može naći opravdanje. Dakle, šumskim protupožarnim cestama, prema kriteriju otvorenosti šumske površine, moguće je otvarati šumska područja ugrožena požarima od srednje optimalne geometrijske daljine pristupa od 150 metara pa naviše. Jedan od kriterija za utvrđivanje najveće dozvoljene količine prometnica u određenomu ekosustavu, a da se njegova ravnoteža ne poremeti i da opasnosti od šteta uzrokovanih erozijom ne prijeđu dopuštene granice, jest i površina šumskoga područja pod šumskim prometnicama. Za šumske ceste, prema Pičmanu (1994.), ta veličina iznosi 3 %. Za različite inačice srednje optimalne stvarne daljine pristupa izračunata je površina pod šumskim protupožarnim cestama na prije rabljenoj teoretskoj šumskoj površini dimenzija 1 200 x 1 000 m. Prema čimbeniku postotnog učešća površine pod šumskim cestama, u ukupnoj površini područja koje se otvara, dobiveni su rezultati u skladu s prijašnjim promišljanjima. Mreža šumskih protupožarnih cesta u kojoj je međusoban razmak cesta 100 m, čak i kod minimalne širine planuma od 3.00 m, doseže maksimalne vrijednosti od 3 % površine pod šumskim cestama. Kao takva, ova je mreža šumskih cesta, iako najoptimalnija sa stajališta vatrogasnih djelatnika, apsolutno neprihvatljiva sa šumarskog gledišta i neodrživa u šumskim ekosustavima. Vrijednosti površine pod šumskim cestama za razmak cesta od 200 m, u prihvatljivim su granicama, ali se približavaju gornjem dopuštenom maksimumu. Kako se radi o protupožarnim cestama u krškim područjima, gdje su opasnosti od erozije velike a vegetacija kao osnovni čimbenik koji sprječava nastajanje erozije nije bogata i nije bujna, to je bolje planirati i projektirati mreže šumskih prometnica s većim razmakom, a samim time i površina pod ŠPPC bit će manja. Pri izboru određene inačice šumske protupožarne ceste veliku ulogu ima konačna cijena izvedbe. Stoga je napravljena raščlamba normalnog poprečnog profila ŠPPC. Troškovi zemljanih radova predstavljaju glavni izvor troškova na koje se pri planiranju buduće trase protupožarne ceste može utjecati. Položaj protupožarnih cesta predstavljen je nul-linijama različitoga nagiba, ovisno o nagibu terena. Budući da je poznat normalni poprečni profil šumske protupožarne ceste i da je položena nul-linija koja aproksimira buduću situaciju na terenu, moguće je, u vrlo kratkomu vremenu odrediti i usporedne cijene više inačica budućih trasa šumskih protupožarnih cesta. Pretpostavka je da je nagib terena okomito na nul-liniju stalan za čitavu širinu planuma ŠPPC, koja iznosi 4.00 m. Pri izvođenju matematičkih izraza za izračun površina iskopa i nasipa, koji su nam potrebni za dobivanje volumena zemljorada i, u konačnici, za dobivanje približnih troškova zemljorada, uporabit ćemo trokute površina PI (površina iskopa) i PN (površina nasipa). Površine iskopa kao i površine nasipa za šumsku protupožarnu cestu stalne širine planuma povećavaju se proporcionalno povećanju poprečnoga nagiba terena.. Uočljivo je povećanje manjka zemlje za izradbu nasipa u odnosu na raspoloživu zemlju iskopanu pri izvedbi zasjeka s povećanjem poprečnoga nagiba terena i povećanjem širine planuma. To znači da bi manjak materijala za izradbu nasipa trebalo riješiti na najekonomičniji način. Ideja o tomu kako riješiti ovaj problem bila je u primjeni tehnologije gradnje tzv. bočnom kompenzacijom zemljanih masa. Treba zamijetiti dvije promjene što nastaju pri pomicanju kote nivelete ispod kote terena, a koje su važne za daljnji tijek rada: površina iskopa jednaka je površini nasipa i odnos širine planuma u zasjeku i u nasipu više nije 1:1. Zato je bilo nužno pronaći novi omjer širina planuma ŠPPC u iskopu i u nasipu. Površine iskopa i nasipa iskazane su u ovisnosti o bI i BN, i u ovisnosti o poprečnome nagibu terena dane su matematičkim izrazima. Budući se radi o bočnoj kompenzaciji mora biti PI = PN (24) i konačno rješavanjem dvije jednadžbe s dvije nepoznanice jednostavno ćemo izračunati širinu planuma u zasjeku i širinu planuma u nasipu. Kad znamo površine iskopa i nasipa koje vrijede za svaki segment nul-linije, a određuju se na sredini segmenta, moguće je, budući da je svaki segment nul-linije jednake duljine odrediti i volumen zemljorada iskopa i nasipa za svaki segment nul-linije. Htjelo se ispitati ponašanje troškova zemljanih radova pri mjenjanju određenih utjecajnih čimbenika prije svega širine planuma, poprečnog nagiba terena i kategorije materijala u kojoj se radovi izvode. Poprečni nagib terena od 0o do 45o podijeljen je u kategorije širine 5o. Tako su dobivene vrijednosti 2,5o, 7,5o, 12,5o, 17,5o,....., 37,5o i 42,5o, koje reprezentiraju pojedinu kategoriju poprečnoga nagiba terena. Prema prije izvedenim matematičkim izrazima izračunate su kao konačne veličine ukupna cijena iskopa, ukupna cijena izradbe nasipa i sveukupna cijena zemljorada ŠPPC duljine 1 000 m, kod različitih poprečnih nagiba terena, za normalni poprečni profil šumske protupožarne ceste i prema troškovniku radova JP "Hrvatske šume". Cijena zemljanih radova kod ŠPPC raste s povećanjem širine planuma i s povećanjem poprečnih nagiba terena. Isto tako, cijena zemljanih radova je viša što je nepovoljnija kategorija zemljišta u kojoj se radovi izvode. Kad god smo, dakle, u mogućnosti, za trasu ŠPPC treba birati one terene kod kojih je poprečni nagib što manji, jer nas tada čekaju manje površine iskopa i nasipa na normalnom poprečnom profilu, manji će biti volumeni iskopa i nasipa za svaki segment ŠPPC, a analogno tomu, manji će biti i ukupni troškovi zemljanih radova za cijelu protupožarnu cestu. Razumije se da u obzir treba uzeti i ostale čimbenike prostorno dobro položene mreže ŠPPC. Broj kilometara koje je moguće izvesti uz jednake troškove izgradnje, idući od III., preko IV. do V. kategorije materijala u kojem se radovi izvode. Također su veće razlike između moguće količine ŠPPC u II. i III. nego li u III. i IV. kategoriji materijala. Na temelju prije navedenih teoretskih postavki i izvedenih matematičkih izraza napisan je jednostavan kompjutorski program nazvan TROŠAK u programskom jeziku C++. Program izračunava troškove zemljorada ŠPPC, dakle troškove koji su pod izravnim utjecajem poprečnoga nagiba terena odnosno konfiguracije terena. Unosom osnovnih sastavnica normalnoga poprečnog profila ŠPPC kao što su širina planuma, planirani nagib kosine zasjeka, planirani nagib kosine nasipa;, te unosom poprečnoga nagiba terena u stupnjevima i troškova iskopa, troškova izradbe nasipa i troškova planiranja planuma, moguće je u kratkome vremenu dobiti ukupnu cijenu zemljorada za svaki pojedini segment nul-linije. ŠPPC je u ovoj fazi planiranja približno predstavljena nul-linijom, a podaci koji se unose jesu srednje vrijednosti za svaki segment nul-linije ili vrijednosti izmjerene na sredini segmenta. Ukupni se troškovi za čitavu ŠPPC dobiju sumiranjem troškova za svaki segment. Usporedbom ukupnoga troška zemljorada više inačica ŠPPC, vrlo se brzo mogu dobiti podaci na osnovi kojih, dakako, uz uvažavanje ostalih čimbenika, možemo odabrati najpovoljniju inačicu.

Izgradnja šumskih cesta je vrlo važna, a radovi na projektiranju i izgradnji prilično su skupi: Pokušalo se iznaći pojednostavljenje projektiranja i izgradnje optimalnih inačica trasa budućih šumskih prometnica. Izrađen je digitalni model terena g. .j. „Vranu Kamen“ šumarije Daruvar, na kojem su prikazane prednosti projektiranja i izbora trasa pomoću osobnog računala. Korištenje suvremenih GIS-alata i izradom digitalnog modela terena (DTM) omogućena je vizualizacija postojećeg stanja na terenu, te pomoć pri odabiru najbolje inačice projektirane šumske prometnice.

Prikazane su određene posebnosti, kao i prednosti koje proizlaze iz primjene računala pri izradi projekta ceste. Analizirane su mogućnosti dobivanja odgovarajuće geodetske podloge, kao i prednosti i ograničenja koje pruža rad s digitalnim modelom terena. Opisani su pojedini koraci u postupku projektiranja i izrade potrebnih nacrta. Priloženi su konkretni primjeri i iskustva iz dosadašnjeg rada autora, te je dan osvrt na pojedine programske pakete specijalizirane za projektiranje cesta.

Qsnovni cilj predstavlja proučavanje postojeće literature koja obrađuje problematiku projektiranja i izgradnje šumskih prometnica primjenom različitih „programskih paketa“ uz uporabu osobnog računala. Obrađena je razlika u obradi podataka klasičnim radom i uz pomoć računala. Kao usporedba korišteni su programi „SILVIA“ i „CESTA“ koji su u primjeni u JP „Hrvatske šume“. Uporabom različitih tehnika rada i programskih aplikacija višestruko je ubrzano rješavanje svih aktualnih pitanja kod postavljanja optimalne otvorenosti šuma.

Primjenom računala pri planiranju, projektiranju i izgradnji šumskih prometnica omogućen je jednostavniji i dakako točniji način određivanja težišta odsjeka, odjela odnosno gravitacijskih područja, a time i točnije određivanje srednje udaljenosti privlačenja. Izradom digitalnih modela terena i primjenom odgovarajućih računalnih programa (AutoCAD 12, ArcInfo i sl.) omogućeno je najtočnije određivanje težišta navedenih površina ili težišta sječivih masa unutar pojedinog odjela ili odsjeka. Kao geodetska podloga u ovom radu poslužile su šumskogospodarske karte u mjerilu 1:5000 i 1:25000 gospodarske jedinice „Južna Garjevica“ šumarije Kutina.