Digitálny atlas lesnej včelej pastvy Slovenska

článok opisuje projekt Digitálny atlas lesnej včelej pastvy Slovenska, ktorý vznikol vďaka iniciatíve Ing. Ivana Hanulu, Mgr. Ivana Králika, PhD., doc. Mgr. Milana Koreňa, PhD. a s mojím prispením pri programovaní atlasu

V tomto článku je rozpracovaný návrh a implementácia samotnej aplikácie trocha odbornejším štýlom. Viac informácií je možné získať z nášho rozhovoru pre časopis Quark [1].

Rozbor problematiky

Vysoké percento informácií, ktoré sú využívané vo včelárskej praxi, vede a výskume, obsahuje priestorovú zložku. Okrem zastúpenia včelársky významných drevín v blízkosti stanovišťa včelstiev zohrávajú významnú úlohu aj výskyt chorôb, morfometrické parametre reliéfu (napr. expozícia svahu, hypsometria), mikroklimatické charakteristiky stanovišťa a i.

Prvý Atlas včelej lesnej pastvy so zmapovaným výskytom drevín vyšiel v roku 1970 [2]. Obsahoval 4 hlavné včelárske dreviny jedľa, smrek, dub, agát v mierke 1:20 000. Atlas bol spracovaný podľa prvej národnej inventarizácie lesov po 2. svetovej vojne. Ďalšia práca Včelia pastva na Slovensku vyšla v roku 1990, avšak bez mapového zobrazenia výskytu jednotlivých drevín. V knihe je 7 hlavných včelárskych drevín v tabuľkovom zobrazení. Autor odporučil včelárovi obrátiť sa na miestnu lesnú správu, kde mu mali lokalizovať vyhliadnuté porasty. Ku knihe je priložená organizačná mapa štátnych lesov SSR [3].

Lesné porasty sa odvtedy výrazne zmenili. Informačné technológie prinášajú principiálne úplne odlišný spôsob uchovávania a spracovania priestorových informácií ktoré sa dajú významne zhodnotiť aj vo včelárstve. Prvým pokusom o zdigitalizovanie vrstiev drevín na území Slovenska s následnou publikáciou vo webovom prostredí bola diplomová práca Ing. Ivana Hanulu [4]. Autor vyhotovil interaktívnu mapu s možnosťou zobrazovania mapových služieb znázorňujúcich zastúpenie drevín. V ďalšom období bola mapa zakomponovaná do mapového portálu vcelstvo.sk (http://vcelstvo.sk). Portál umožňuje participáciu verejnosti pri zbere priestorových informácií o kvitnutiach rastlín v čase pomocou hlásnej služby.

Evidujeme niekoľko aplikácií, ktoré sú svojím obsahom a funkcionalitou zamerané na oblasť včelárstva. V Českej republike bol v roku 2008 navrhnutý a implementovaný Varroamonitoring systém (VMS) [5]. VMS je internetová aplikácia na sledovanie vývoja spadu roztoča Varroa destructor na území Českej republiky. Vyvinula ho Pracovná spoločnosť nadstavkových včelárov Českej republiky a poskytuje ho ako pomoc včelárom a pracovníkom veterinárnej správy pri potláčaní varoózy. Pracuje na platforme OpenStreetMap. Avšak v súčasnosti nie je VMS v prevádzke. Interaktívnou mapou pre priestorové zdokumentovanie výskytu čmeliakov v štáte Ohio (USA) je Ohio Bee Atlas. Mapa vznikla v dôsledku zaradenia čmeliaka (Bombus affinis) na zoznam federálne ohrozených druhov. Projekt je riadený inštitúciami US Fish and Wildlife Service, National Park Service, The Ohio State University, University of Akron a ďalšími organizáciami [6].

V súčasnom období je pre včelára získanie informácií potrebných pre jeho činnosť ťažkopádne s ich lokalizáciou v rôznych zdrojoch. Aktuálne informácie o drevinovom zložení jednotiek priestorového rozdelenia lesa je možné nájsť prostredníctvom webovej aplikácie Lesnícky GIS [7]. Jej zameranie na lesné hospodárstvo poskytuje veľké množstvo informácií. Avšak pre potreby automatizovaného vyhľadávania porastov podľa zastúpenia drevín ako nevyhnutnej informácie pre včelárov vyžaduje prihlásenie do systému. Regionálne veterinárne a potravinové správy na požiadanie kočujúcich včelárov informujú, či je možné vykočovať na zamýšľané miesto. Údaje o výskyte chorôb (napr. mor včelieho plodu) poskytuje Štátna veterinárna a potravinová správa Slovenskej republiky, ktorá spravuje databázu chorôb včiel. Evidencia sa vedie na úrovni katastrálnych území, nie na úrovni parcelného čísla. Preto je úroveň priestorového detailu otázna. Podobná situácia je aj s údajmi zavčelenia krajiny, počte včelárov a počte včelstiev, ktoré sú zhromaždené v Centrálnom registri včelárov, ktorý vedie Výskumný ústav včelársky v Liptovskom hrádku. Spomínané údaje sú poskytované zvyčajne vo textovej a tabuľkovej podobe vo formáte *.xls. Mapová reprezentácia údajov nie je poskytovaná [4].

V akademickej sfére sa niektorí autori zamerali na priestorovú identifikáciu vhodnosti územia pre včelstvá s využitím údajov diaľkového prieskumu Zeme. GALBRAITH et al. (2015) zdôraznili potenciál technológie LiDAR pre sledovanie včiel pomocou hustoty včelársky významných rastlín a ich priestorovej variácie [8]. Aj keď nie je možné aplikovať tieto poznatky na rozsiahle územia, aplikácia týchto technológií môže podporiť vývoj modelov pre vhodnosť biotopov, prípadne na predpovedanie migrácie včiel [9],[10]. Užitočnými môžu byť aj priestorové a časové údaje najmä pri hodnotení procesov v krajine spojené s diverzitou opeľovačov pomocou údajov NDVI [11]. Kritickými ukazovateľmi pri mapovaní premenných súvisiacich s včelársky významnými biotopmi boli najmä index listovej plochy a PAR index [12].

Hoci je problematika analýz vhodnosti rozmiestnenia včelstiev v akademickej obci riešená, nástroje umožňujúce tieto analýzy (prípadne analýzy šírenia chorôb a ich predpoveď) v súčasnosti pre odbornú verejnosť nie sú evidované. Nedostatočným vnímame aj spôsob poskytovania údajov, nakoľko uplatnenie geoinformačných a webových technológií predstavuje vhodný spôsob, ako efektívne poskytnúť nástroj, ktorý by jednoduchým spôsobom sprístupnil včelársky významné informácie v prostredí webových prehliadačov bez znalostí a inštalácie  špecializovaných GIS. Návrhom a implementáciou mapového portálu poskytujeme nový pohľad na poskytovanie včelársky významných údajov odbornej verejnosti, nakoľko potenciál tejto témy doposiaľ nebol naplno využitý.

Funkcionalita aplikácie

Pre návrh funkcionality sme využili UML diagramy označované ako diagramy prípadov použitia. Diagram nižšie opisujú užívateľov, ktorí budú atlas používať, a ktoré funkcionality budú mať k dispozícii. Druhý diagram opisuje možnosti správcu systému.

UML diagram prípadu použitia užívateľa Verejnosť
UML diagram prípadu použitia užívateľa Správca systému

Digitálny atlas lesnej včelej pastvy Slovenska

Výsledná aplikácia je znázornená na obrázku nižšie. Z pohľadu zobrazovania mapových služieb sme okrem včelársky významných drevín sprístupnili aktuálnu ortofotomozaiku, digitálny model reliéfu, Corine Land Cover 2018, katastrálnu mapu, ako aj iné vrstvy priamo alebo nepriamo súvisiace s včelárstvom.

                Súčasťou aplikácie je nástroj priestorového výberu včelársky významných porastov. Užívateľ zadaním rádiusu vyhľadávania a zvolením miesta kliknutím v mapovom okne vyhľadá všetky lesné porasty, ktoré sa nachádzajú vo výslednej kružnici. Pre tieto porasty je možné generovať agregačné údaje v podobe tabuľkového grafu, ktorý znázorňuje zastúpenie včelársky významných drevín vo vybraných porastoch.

Grafické užívateľské rozhranie atlasu (http://mapy.tuzvo.sk/vceliapastva)

Diskusia

Rozvoj moderných webových a geoinformačných technológií umožnil sprístupnenie informácií odbornej verejnosti bez znalostí o GIS využitím bežných webových prehliadačov. Existuje niekoľko aplikácií umožňujúcich poskytovanie informácií pre odbornú verejnosť zameriavajúcu sa na oblasť včelárstva (napr. [6]). Avšak žiadna sa nezameriava na ich komplexné zdieľanie pre potreby včelárskej praxe, vedy, výskumu a výučby súčasne. Prípadne niektoré aplikácie nemusia byť v súčasnosti aktívne [5].

V súčasnosti zohrávajú dôležitú úlohu v oblasti sprístupňovania informácií o lesnom prostredí, ktoré je možné aplikovať vo včelárstve, komplexné systémy spravované národnými a nadnárodnými centrami, ústavmi, ministerstvami, alebo inými inštitúciami (napr. [13][7]). Ich vysoká úroveň spoľahlivosti tvorí základ v efektívnom zdieľaní priestorových údajov širokej skupine užívateľov. Údržba a ďalší vývoj sú zastrešované skupinou vývojárov a projektových manažérov, ktorí zabezpečujú ich plynulý chod. Avšak ich mapový obsah a funkcionalita nie je úplne využiteľná pre potreby včelárstva, čo vyplýva z ich zamerania. Takisto v niektorých prípadoch je možné identifikovať nedostatky, ktorým sa bolo potrebné pri návrhu a implementácii vyvarovať. Ide prevažne o odstránenie nutnosti inštalácie softvérového doplnku pre potreby pokročilých mapových funkcií. Práve Lesnícky GIS (http://gis.nlcsk.org/lgis/), ako aj systém ÚHÚL ČR (http://www.uhul.cz/mapy-a-data/katalog-mapovych-informaci) vyžadujú inštaláciu doplnku Microsoft Silverlight, ktorý zároveň obmedzuje ich využívanie iba na webový prehliadač Internet Explorer. Domnievame sa, že v súčasnosti je poskytovaná dostatočne široká škála aplikačných rozhraní pre obmedzenie využívania doplnkov a ich nasadenie do prevádzky je skôr prežitkom. V porovnaní s uvedenými aplikáciami tvorí prezentovaný digitálny atlas lesnej včelej pastvy jediný ucelený nástroj na zobrazovanie komplexných informácií pre včelárov na území Slovenska. Postupným rozširovaním funkcionality do podoby participatívneho GIS sa umožní kolaborácia odbornej verejnosti pri zbere ďalších priestorových informácií, ktoré by mohli nájsť svoje uplatnenie v oblasti včelárstva. Túto možnosť v súčasnosti preberá portál včelstvo.sk, ktorý obsahuje hlásnu službu pre kvitnutie včelársky významných rastlín na podklade Google máp. V budúcnosti predpokladáme zlúčenie tejto funkcie práve s digitálnym atlasom.

Záver

Hlavným cieľom príspevku bolo priniesť návrh a vykonať implementáciu webového atlasu ako nástroja pre poskytovanie informácií o lesnej včelej pastve. Multidisciplinárnym prístupom k naplneniu cieľa predkladáme koncept využitia webových a geoinformačných technológií vo včelárskej praxi a výskume a aplikujeme jeho časti v čiastkových úlohách.

V počiatočnej etape vývoja aplikácie sme na základe predchádzajúcich skúseností s budovaním podobných aplikácií v oblasti lesníckeho výskumu a výučby a rozboru problematiky vyhotovili špecifikáciu a návrh atlasu. Následná implementácia vychádza z hardvérových a softvérových možností Technickej univerzity vo Zvolene. Uvedením atlasu do prevádzky a zverejnením v metainformačnom katalógu (http://mapy.tuzvo.sk) sa sprístupnil širokej verejnosti. Digitálny atlas tvorí pomôcku pre všetkých včelárov pri určovaní kočovného a trvalého stanovišťa včelstiev bez potreby inštalácie špeciálneho GIS softvéru. Odbornej verejnosti sprístupňuje informácie o drevinovom zložení hľadaného územia a umožňuje pochopenie priestorových javov v širšom kontexte, ktoré sú nevyhnutné pri správnom včelárskom manažmente.

[1] Quark (2019). Posledná úloha splnená.
[2] ŠŤASTNÝ, T., (1970). Atlas včelej lesnej pastvy na Slovensku. Bratislava : Slovenská kartografia. 16 s.
[3] NÍZKY, I. (1990). Včelia pastva na Slovensku. Bratislava : Slovenská kartografia. 105 s. ISBN 80-85164-96-5.
[4] HANULA, I. (2011). Digitálny atlas včelej lesnej pastvy na Slovensku. Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene. Diplomová práca, 94 s.
[5] Varroamonitoring systém.
[6] OSU BEE LAB, 2019: Ohio Bee Atlas.
[7] CIBULA, R. et al. (2012). Lesnícky GIS – aplikované využívanie geopriestorových údajov a služieb geopriestorových údajov. Enviro-i-fórum. Zvolen.
[8] GALBRAITH, S. M., VIERLING, L. A., BOSQUE-PÉREZ, N. A. (2015). Remote sensing and ecosystem services: current status and future opportunities for the study of bees and pollination-related services. Current Forestry Reports, roč. 1, č. 4, 261-274.
[9] JARNEVICH, C. S. et al. (2014). Regional distribution models with lack of proximate predictors: Africanized honeybees expanding north. Diversity and Distributions, roč. 20, č. 2, 193-201.
[10] OSBORNE, J. L. et al. (1999). A landscape‐scale study of bumble bee foraging range and constancy, using harmonic radar. Journal of Applied Ecology, roč. 36, č. 4, 519-533.
[11] LEVANONI, O., LEVIN, N., PE’ER, G., TURBÉ, A., KARK, S. (2011). Can we predict butterfly diversity along an elevation gradient from space?. Ecography, roč. 34, č. 3, 372-383.
[12] NIGHTINGALE, J. M., ESAIAS, W. E., WOLFE, R. E., NICKESON, J. E., & MA, P. L. (2008). Assessing Honey Bee Equilibrium Range and Forage Supply using Satelite-Derived Phenology. Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2008. IGARSS 2008. IEEE International, roč. 3. IEEE.
[13] SAN-MIGUEL-AYANZ,  J. et al. (2012). Comprehensive Monitoring of Wildfires in Europe: The European Forest Fire Information System (EFFIS). Approaches to Managing Disaster -Assessing Hazards, Emergencies and Disaster Impacts.










Tagged : / / /

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *

Related Articles