W sezonie letnim, każdego dnia nad Morskie Oko w Tatrach wędruje 7 tys. ludzi. Czasem drogę przetnie im niedźwiedzica z młodymi. Jedni turyści w panice rzucają się do ucieczki, inni rzucają niedźwiedziom... kanapki. Pracownicy Tatrzańskiego Parku Narodowego chcą śledzić wędrówki misiów za pomocą urządzeń GPS i Systemu Informacji Przestrzennej, co pozwoliłoby na zamykanie szlaków turystycznych, gdy zbliżają się do nich niedźwiedzie. Można by również odpowiednio wcześnie reagować, by odstraszać je od siedzib ludzkich.

Marzymy, żeby jak najszybciej zacząć działać w ten sposób - mówi Józef Chowaniec, odpowiedzialny w Dyrekcji Tatrzańskiego Parku Narodowego (TPN) za ochronę środowiska i projekty GIS/GPS. - "Wzorem dla nas jest amerykański park Yellowstone, w którym dzięki odbiornikom i nadajnikom sygnału nawigacji satelitarnej GPS kontroluje się populację niedźwiedzi".

Jesienią pracownicy Tatrzańskiego Parku Narodowego doliczyli się ośmiu młodych i dziewięciu dorosłych misiów. W styczniu tego roku przyszły na świat kolejne młode, które w kwietniu nie wyszły jednak jeszcze ze swoich gawr. Ślady niedźwiedzi spotyka się głównie w rejonie Morskiego Oka i Doliny Kościeliskiej. Coraz częściej jednak głodne zwierzęta zapuszczają się w pobliże siedzib ludzkich. Dość regularnie codzienne komunikaty TPN zawierają informacje, że "wieczorem na drodze do Morskiego Oka koło Włosiennicy można spotkać niedźwiedzia" albo "jeden z niedźwiedzi przeszedł drogę z Zakopanego na Wierch Poroniec".

Rejon Doliny Rybiego Potoku upodobały sobie zarówno niedźwiedzie, jak i ludzie. Właśnie na drodze nad Morskie Oko najczęściej dochodzi do spotkań turystów z drapieżnikami. Zwierzęta nie atakują człowieka nawet gdy są głodne, ale często turyści niepotrzebnie zwracają na siebie uwagę, np. rzucając misiom kanapki. Stanisław Czubernat, zastępca dyrektora TPN, uważa, że gdy niedźwiedź przyzwyczai się do tego, że ludzie go dokarmiają, wtedy trzeba przeciw niemu stosować tak drastyczne środki, jak elektryczne pastuchy czy gumowe kule.

"A gdyby każdemu z nich założyć obrożę z GPS, wiedzielibyśmy wystarczająco wcześnie, że niedźwiedzica z młodymi zamierza przekroczyć drogę pełną turystów. Wtedy wystarczy wysłać strażników i wstrzymać ruch na szlaku" - wyjaśnia Józef Chowaniec. "Jeszcze nie wiemy, w jaki sposób przekazywać informację do centrum monitoringu, gdzie przebywa drapieżnik. Za pomocą nadajnika radiowego? A może telefonu komórkowego"?

W tym drugim przypadku sieć telefonii komórkowej musiałaby pokrywać wszystkie szlaki turystyczne (i przynajmniej stumetrowy pas po obu stronach szlaku). I jeszcze jedno: urządzenie zakładane czteroletniemu misiowi musiałoby pracować nieprzerwanie sześć, siedem lat.

Na razie TPN planuje stworzyć System Informacji Przestrzennej, bez którego trudno sobie wyobrazić zdalne monitorowanie wędrówek zwierząt. Pracownicy w codziennej pracy już wykorzystują odbiorniki GPS.

Aktualność na pierwszym planie

Z reguły budowę SIP rozpoczyna się od zdigitalizowania istniejących map. Powstałą mapę numeryczną zestawia się z ortofotomapą, wykonaną na podstawie zdjęć lotniczych i satelitarnych, po przygotowaniu Numerycznego Modelu Terenu (NMT). Pozwala to na jej aktualizację. Następnie mapę numeryczną obudowuje się tzw. warstwami, czyli obrazuje się na mapie poszczególne zagadnienia, np. stan czystości wód, nieruchomości, przebieg dróg. Liczba tematów (warstw) jest dowolnie duża - zależy od potrzeb i możliwości finansowych zleceniodawcy. Takie podejście do SIP (ang. GIS) w latach 90. ubiegłego wieku cechowało większość wdrożeń, lecz dzisiaj już tylko nieliczne mają dane aktualne, ponieważ proste przeniesienie do komputera zasobów geodezyjno-kartograficznych danej instytucji nie tworzy funkcjonalnego systemu. Jest tylko odtworzeniem w programie komputerowym "papierowego", jednowymiarowego sposobu myślenia o problemach przestrzennych.

Dopiero od dwóch, trzech lat przebija się odkrywcza myśl, że SIP to przestrzenna, relacyjna baza danych. Najpierw trzeba zgromadzić opis i współrzędne geograficzne interesujących nas obiektów (np. szkół samorządowych w powiązaniu z informacją o liczbie dzieci w wieku szkolnym w powiecie, by na tej podstawie przeanalizować na mapie, gdzie potrzebne jest nowe gimnazjum). Stworzona baza danych warunkuje prowadzenie analiz. W efekcie przestajemy być przywiązani do papierowych map.

"W innych parkach narodowych powstawała mapa numeryczna oraz Numeryczny Model Terenu i na tym kończyła się praca nad mapą. Brakowało pieniędzy na uaktualnianie zasobu i tworzenie nowych warstw" - konstatuje Lesław Oprowski, odpowiedzialny za turystykę w TPN, który razem z Józefem Chowańcem prowadzi tatrzański projekt GIS/GPS.

W TPN zgromadzono mnóstwo informacji nie zorientowanych geograficznie. Przykładowo, strażnik w raporcie napi- sał, że widział interesujacą roślinę w oddziale 127, pododdział C. Powierzchnia pododdziału może zaś liczyć 20 ha. Taka informacja jest więc bezwartościowa.

"Aby temu zapobiec, uznaliśmy, że najlepszym rozwiązaniem będzie zbieranie danych w określonym formacie za pomocą GPS" - tłumaczy Józef Chowaniec. Na przykład informacji dotyczących turystyki (tablice turystyczne, przebieg szlaków turystycznych) lawin (czoła lawin - gruntowa, pyłowa, kamienna, średnia wysokość czoła, maksymalna wysokość czoła, data i godzina zejścia) czy też zanieczyszczenia (np. wysypiska śmieci). Z czasem informacje te zasilą planowany SIP.

"Nie jest sztuką zrobić GIS na historycznych danych, o sukcesie można mówić, gdy są one aktualne" - dodaje Lesław Oprowski. - "Dlaczego mielibyśmy pracować w systemie, który pokazuje nieaktualny przebieg rzeki, bo wyrobiła sobie nowe koryto po powodzi"?

Azymut przetarg

Leśniczowie i strażnicy TPN otrzymali 13 odbiorników Geo-Explorer 3 (model naręczny) oraz GPS plecakowy - Pathfinder Pro XRS, pozwalających na uzyskiwanie danych o położeniu geograficznym z decymetrową dokładnością. Cena takich urządzeń jest niebagatelna - TPN udało się wytargować dobrą cenę w specjalistycznej krakowskiej firmie Horyzont GPS, bo zapłacono 20 tys. zł za egzemplarz w przypadku Geo-Explorer 3, zaś za GPS plecakowe - 70 tys. zł.

Moi rozmówcy są przekonani, że ten spory wydatek już się zwrócił. Chociażby znacznie obniżyły się koszty opracowywania poszczególnych warstw w przyszłym SIP (są przecież aktualne słowniki z pomiarami obiektów!). GPS ułatwia też zarządzanie parkiem. Przykładowo, leśniczy lub podległy mu strażnik odkryje nielegalny śmietnik. Musi wpisać w odpowiednie pola bazy danych jego powierzchnię i rodzaj (np. śmietnik gospodarczy). Znajdzie dorodne drzewo, tzw. pomnikowe - GPS określi współrzędne geograficzne, zaś leśnik poda w słowniku gatunek, przybliżony wiek i jego wysokość.

Pracownik parku otrzymuje wydruk zapytań do bazy danych, by wiedział, na jakie informacje ma zwracać uwagę. Nie może samodzielnie modyfikować zapisanych danych czy wprowadzać w domu współrzędnych geograficznych obiektu. Pomiar musi się odbyć w rzeczywistości, w terenie.

"W tych formularzach zostawiliśmy pole na krótki opis, ale zdecydowanie bardziej wolimy, żeby strażnik odpowiadał na konkretne nasze pytania" - wyjaśnia Lesław Oprowski. - "Nie możemy sobie pozwolić na ponowne selekcjonowanie informacji. Strażnicy mogliby wpisywać informacje o dowolnej długości rekordu, co by niezwykle utrudniło zaprojektowanie bazy danych. Musimy przewidzieć, z czym strażnik lub leśniczy będzie miał do czynienia".

Naręczne GPS, których używa się w TPN, mają 1 MB pamięci. Tymczasem 15 słowników bazodanowych zajęło 34 KB. Do tego urządzenia można wprowadzić 1500-1600 punktów z pomiarów terenowych z pełnymi opisami. Raz w tygodniu w dyrekcji parku następuje sczytywanie danych. "Podłączamy GPS do komputera, który nadzoruje jednocześnie proces korekcji współrzędnych z naszą stacją referencyjną" - mówi Józef Chowaniec. - "Pracownik wraca do siebie z nowym słownikiem. My zaś zajmujemy się obróbką danych".

TPN nie ma innych programów GIS oprócz Pathfinder, standardowej aplikacji dołączanej do tego modelu odbiorników GPS. Sytuacja zmieni się, gdy Dyrekcja TPN podejmie ostateczną decyzję o drugim przetargu na SIP. Pierwszy, na ortofotomapę i NMT, trzeba było unieważnić, bo rozziew między ofertami (od zwykłej digitalizacji map, po budowę przestrzennych baz danych) był olbrzymi. "Nie wiedzieliśmy, czego tak naprawdę chce- my" - mówią zgodnie Józef Chowaniec i Lesław Oprowski. - "Nauczeni przykrym doświadczeniem ogłosiliśmy przetarg na koncepcję GIS w TPN. Jakie opracować warstwy? Jak się zabrać do budowy SIP? Ile na to trzeba przeznaczyć czasu? Chcemy uniknąć sytuacji, że po wykonaniu mapy numerycznej i trzech warstw zabraknie nam pieniędzy na następne 1000".

Przetarg o wartości 45 tys. zł wygrała warszawska firma Geosystems. Stworzy ona specyfikację istotnych warunków zamówienia dla przyszłego przetargu na GIS. Nie powinno być problemów ze sfinansowaniem projektu. Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska chętnie wspomaga budowę SIP w Parkach Narodowych. Na zintensyfikowanie prac w tym zakresie nalegają międzynarodowe organizacje ochrony środowiska. Inaczej nie ma możliwości wspólnych badań. Zdarzało się, że do TPN przyjeżdżała delegacja szwedzkich przyrodników, badających występowanie korników w europejskich lasach, i pytała o mapę cyfrową, warstwę z zaznaczonymi gniazdami tego szkodnika. Na takie dictum dyrekcja parku rozkładała ręce.

Nic "na oko"

"Na dużej powierzchni jest wykonywana przecinka" - opowiada Stanisław Czubernat. - "Trzeba się wykazać dużą wyobraźnią przestrzenną, by ocenić, czy była ona wykonana na hektar dwadzieścia, czy na hektar trzydzieści. A robotnik zarzeka się, że na trzech hektarach. Odkąd zastosowaliśmy w pracach gospodarczych pomiary z GPS, ocena wykonanych prac jest bardzo dokładna". Chyba niespodziewanie dla zarządu TPN, GPS umożliwił kontrolę czasu i jakości pracy pracowników etatowych i zewnętrznych firm. Mówiąc wprost, GPS zmusza do pracy. Dlaczego?

Strażnik z dwudziestoletnim stażem, poproszony o wskazanie w swoim rewirze, gdzie rośnie rozłożysty smrek, godny nazwania drzewem pomnikowym, jeszcze do niedawna sporządziłby notatkę przy biurku... A jak tam miałby trafić inny pracownik lub jak zaznaczyć to miejsce na mapie? W jakim stanie jest to drzewo?

"Teraz strażnik idzie na miejsce z GPS, gdzie musi dokonać pomiaru i wprowa-dzić dane do odpowiedniego słownika" - mówi Lesław Oprowski. - "Jesteśmy pewni, że tam był, o czym świadczy zapis współrzędnych geograficznych i czasu". Ludzie bardziej przykładają się do wykonywania swoich obowiązków, chociaż dla niektórych bariera technologiczna jest nie do pokonania.

Skutki wykorzystywania przez park GPS-ów odczuły już również firmy remontujące szlaki turystyczne. Lesław Oprowski, w którego gestii leży konserwacja parkowej infrastruktury turystycznej, przygotowuje dla wykonawcy projekt techniczny na podstawie pomiarów GPS. W odpowiednim dokumencie jest odnotowany rodzaj nawierzchni, szerokość i długość odcinka robót, a także wysokość nad poziomem morza - od tego zależy kosztorys. Po wykonanej pracy zawsze można sprawdzić jej rzetelność, np. czy przedsiębiorca położył nową nawierzchnię na właściwym odcinku. Szczególnie jest to ważne teraz, gdy z powodu mniejszej dotacji budżetowej park musi w tym roku ograniczyć remonty szlaków do bezwzględnie potrzebnych prac.

Przygotowania do stworzenia parkowego SIP ujawniły także potrzebę zmian w strukturze organizacji leśnej, nie zmienionej od czasów Franza Josefa. Wciąż strażnik (dawny gajowy) raportuje podleśniczemu, ten leśniczemu, leśniczy nadleśniczemu, żeby on w końcu przekazał informację do dyrekcji. Jeśli coś się stało 3 lutego, to na biurko pracowników dyrekcji informacja trafia 15 lutego. Odręczną notatkę przełożony mógł jeszcze opatrzyć komentarzem lub ją potwierdzić. A jak to zrobi w GPS? Toteż w dyrekcji TPN myśli się o spłaszczeniu struktury, żeby strażnik/podleśniczy mógł wykonywać pracę bezpośrednio na potrzeby dyrekcji.