fbpx
zaslepka-our-team

Dr inż. Krystian Kozioł

Starszy wykładowca
Instytut Inżynierii Technicznej
Zakład Geodezji i Kartografii

Zatrudniony także w:

11.2007 – nadal Akademia Górniczo-Hutnicza, na stanowisku: Adunkta naukowo-badawczego, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, Katedra Geomatyki.

Dorobek naukowy:

2003 – Doktor nauk technicznych – Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie
2005 – Magister inżynier w zakresie geodezji i kartografii – Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

Podjęcie pracy dydaktyczno-naukowej jest przed wszystkim związane z umiejętnością podjęcia dialogu i współpracy ze specjalistami różnych dziedzin nauki. Przedstawiony poniżej dorobek naukowy i dydaktyczny wskazuje na zaangażowanie w sprawy nauki i dydaktyki. Zaprezentowane wybrane przykłady opracowań naukowych i doświadczeń zawodowych oraz uczestnictwo w różnorodnych tematycznie opracowaniach wskazuje na umiejętność dostosowania się do zespołów badawczych i pozwala stać się ich integralną częścią.

Generalizacja kartograficzna

Jednym z podstawowych tematów badań podjętych w ostatnich latach jest generalizacja kartograficzna i problemy automatycznej generalizacji, które pozostają wciąż jednym z nie rozwiązanych zagadnień funkcjonowania informacji przestrzennej w naszym kraju. Termin automatycznej generalizacji kartograficznej jest przywoływany wraz z terminem Wielorozdzielczych/Wieloskalowych Baz Danych Przestrzennych (MRDB). Przedmiotem badań jest zastosowanie generalizacji w zakresie opracowania i wykorzystania algorytmów generalizacji kartograficznej przy tworzeniu map topograficznych i tematycznych dla dowolnej skali z zastosowaniem automatycznej klasyfikacji i eliminacji obiektów. Opracowane algorytmy opierają się w dużej mierze na Teorii Grafów oraz wzajemnych związków i relacji miedzy obiektami bazy danych, są to problemy pozostające w moim najściślejszym kręgu zainteresowań badawczych.

Eliminacja obiektów każdej bazy danych musi być oparta na ich wcześniejszym uporządkowaniu. Jest to jeden z licznych problemów, które napotykamy w trakcie procesu cyfrowej generalizacji obiektów. Uzyskanie jednoznacznej klasyfikacji obiektów, z reguły prowadzi do nadmiernej rozbudowy domeny atrybutów opisowych. W badaniach staram się wykazać przydatność tworzenia regionów strukturalnych dla sieci obiektów liniowych, takich jak: drogi, rzeki czy koleje do klasyfikacji obiektów, z zastosowaniem najmniejszej liczby atrybutów. Utworzona klasyfikacja umożliwia przeprowadzenie automatycznego procesu eliminacji obiektów sieciowych.

Zastosowanie generalizacji w teledetekcji

Rozwój technik teledetekcyjnych obserwowany w ostatnich latach wpływa znacząco na postęp w zakresie pozyskiwania danych. Wysoka rozdzielczość danych satelitarnych i lotniczych powoduje konieczność stosowania odpowiednich technik generalizacji obiektów powstałych w wyniku opracowania tych danych. Współczesna technologia obrazowania pozwala, poprzez wysoką rozdzielczość przestrzenną, na pozyskanie wysoko uszczegółowionych obiektów. Ponadto pozyskane obiekty posiadają geometryczną charakterystykę ściśle związaną z budową modelu rastrowego (siatka kwadratów), co często nie odpowiada rzeczywistemu charakterowi rejestrowanych obiektów.

Podjęte badania w tym zakresie obejmowały opracowanie zasad stosowania algorytmów kartograficznej generalizacji obiektów liniowych i powierzchniowych do upraszczania obiektów powstałych w wyniku klasyfikacji obrazów. Sklasyfikowany obraz zostaje poddany wektoryzacji granic z zachowaniem wyodrębnionych klas. Do upraszczania linii łamanej został wybrany obiektywny algorytm upraszczania linii Chrobaka.

WEB GIS

W ciągu ostatnich kilku lat w sieci Internet pojawiło się wiele serwisów wykorzystujących rozwiązania Geo-Web. Powstały one zarówno na bazie komercyjnych aplikacji, niekiedy specjalnie stworzonych dla danego serwisu, jak i rozwiązań z gatunku Open Source, prezentujących różny stopień zaawansowania. Widoczna jest tendencja do prezentacji danych w postaci wektorowej (numeryczne mapy tematyczne). Niewiele natomiast serwisów udostępnia obrazy rastrowe w sposób pozwalający na ich komfortowe i interaktywne wykorzystanie. Jeszcze mniej jest rozwiązań potrafiących połączyć zalety obu typów danych, a także wykorzystywać informacje zawarte w bazach danych przestrzennych i tworzyć interaktywne zapytania do nich. Prace badawcze obejmowały zaprojektowanie i uruchomienie serwisu internetowego Katedry Ekologii Lasu, Wydziału Leśnego, AR w Krakowie, opartego na oprogramowaniu Image Web Server (Earth Resource Mapping Ltd.), ArcIMS (ESRI) oraz MySQL (MySQL AB). Efekty tworzenia internetowej platformy udostępniania geodanych z obszaru Puszczy Niepołomickiej prezentowane były między innymi podczas II Ogólnopolskiego Sympozjum Geoinformacji we Wrocławiu – Polanicy Zdroju.

Teledetekcja

  • Klasyfikacja obiektowa VHR i analizy przestrzenne w kartowaniu drzewostanów.

Nowe podejście do przetwarzania obrazu bazujące na jego segmentacji z uwzględnieniem informacji radiometrycznej i parametrów kształtu obiektów znane jest pod nazwą klasyfikacji obiektowej. Stwarza one zupełnie nowe możliwości pół- lub w pełni automatycznej klasyfikacji obrazów, których rozdzielczość zarówno terenowa jak i spektralna wciąż rośnie. Wysokorozdzielcze obrazy satelitarne (QuickBird bądź IKONOS) stwarzają nowe możliwości ich zastosowania w praktyce leśnej i badaniach przyrodniczych. Dane rejestrowane z poziomu lotniczego skanerami hiperspektralnymi pokazują swe bogactwo i możliwości wykorzystania szczególnie w sytuacji stosowania klasyfikacji obiektowej. Nowe technologie lotniczych kamer cyfrowych czy skaningu laserowego (LiDAR) niebawem dostarczą nowych danych, które będą musiały zostać zintegrowane w systemach geoinformatycznych Lasów Państwowych czy Parków Narodowych.

Tematem badań była próba określenia możliwości wykorzystania modelu nieregularnej sieci trójkątów (TIN) w procesie automatycznej detekcji pojedynczych koron drzew na wynikach obiektowej klasyfikacji opartej na oprogramowaniu eCognition (DEFINEINS). Zaproponowane nowatorskie rozwiązania mogą przyczynić się do rozwoju w pełni automatycznych metod wyznaczania pojedynczych koron, a co za tym idzie kartowania struktury (poziomej) koron w drzewostanach i określaniu wybranych cech taksacyjnych takich jak: zwarcie, zagęszczenie drzew na jednostce powierzchni produkcyjnej czy wykorzystanie tych elementów do oceny fazy rozwojowej drzewostanu.

Przeprowadzenie tylko i wyłącznie procesu klasyfikacji obiektowej i trójkątowania punktów reprezentujących środki koron drzew nie zapewnia możliwości pełnego przeanalizowania struktury drzewostanu. Badanie związków topologicznych, a w szczególności charakterystycznych odległości w utworzonych trójkątach siatki TIN pozwala na bardziej precyzyjne scharakteryzowanie drzewostanu i określenie zagęszczenia drzew (liczba drzew na jednostce powierzchni produkcyjnej). Utworzona metoda analizowania i przetwarzania wyników klasyfikacji obiektowej prezentuje nowy sposób kartowania struktury poziomej drzewostanów, który w niedalekiej przyszłości ma szanse być wykorzystywany w praktyce leśnej.

  • Zastosowanie klasyfikacji obiektowej obrazów VHR w analizie użytkowania zz zastosowaniem generalizacji kartograficznej.

Niniejsze opracowanie porusza problemy związane z automatyczną detekcją (rozpoznawaniem) zmian w użytkowaniu gospodarczym Ziemi z zastosowaniem algorytmów klasyfikacji obiektowej. Analizowanie obrazów poprzez metody obiektowe wymaga zastosowania odpowiedniego filtrowania obrazów w celu wyróżnieniu pewnych informacji obiektach, takich jak: Linie konturowe (Borderlinie Extraction), Intensywność z uwzględnieniem granic, Intensywność zmian w zakresie czerwieni i podczerwieni (Ratio Red).

Na podstawie wygenerowanych filtrowanych obrazów możliwa jest detekcja wielu typów obiektów w tym infrastruktura, tereny leśne, tereny użytkowane rolniczo i tereny zajęte przez sukcesję leśną. Przeprowadzone badania dla wybranego obszaru testowego zlokalizowanego w okolicach Kielc wskazują wysoką przydatność wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych oraz metod klasyfikacji obiektowej dla określania sposobu użytkowania gospodarczego Ziemi i jego zmian.

  • Klasyfikacja nadzorowana VHR w wyznaczaniu przemysłowych stref uszkodzeń drzewostanów.

Podstawowym źródłem informacji o zasobach leśnych są w głównej mierze bezpośrednie obserwacje terenowe, a ich jakość uzależniona jest w głównej mierze od zastosowanej metody, w tym subiektywizmu taksatora. Ze względu na cechę wielkoobszarowości ekosystemów leśnych informację pozyskuje się zwykle w oparciu o metody statystyczno-matematyczne, tj. siatki powierzchni próbnych obejmujących duże kompleksy leśne bądź też całą powierzchnię kraju. Sieci powierzchni obserwacyjnych czy monitoringowych mają swe ogromne zalety, szczególnie w aspekcie wsparcia tych prac technikami z zakresu GPS, fotogrametrii cyfrowej, technologii skaningu laserowego czy wreszcie wykorzystania wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych (VHR) i integracji pozyskanych tą drogą geodanych do systemu GIS.

Celem wykonywanej pracy w ramach projektu zleconego przez Instytut Badawczy Leśnictwa było określenie przydatności wysokorozdzielczych obrazów QuickBird dla nowo opracowywanej metody określania stref przemysłowego uszkodzenia lasów z wykorzystanie klasyfikacji nadzorowanej.

Prace badawcze zlecone i inne (wybrane):

Mapa Roślinności dla Miasta Krakowa – zadania

Zaprojektowanie bazy danych atrybutowych dla wydzieleń oraz zdjęć fitosocjologicznych z powiązaniem z danymi geometrycznymi. Wykonania algorytmu automatycznego importu i weryfikacji danych do tworzenia tabel wydzieleń. Wykonania algorytmu automatycznego importu i weryfikacji do tworzenia tabel zdjęcia fitosocjologicznego.

Studium wpływu odwodnienia BOT KWB Bełchatów na kompleksy leśne.

Dla określenia liczby i lokalizacji wydzieleń leśnych znajdujących się pod oddziaływaniem leja depresji BOT KWB „Bełchatów” zgromadzono dane geometryczne (granice wydzieleń) i opisowe (opis taksacyjny) dla następujących Nadleśnictw: Bełchatów, Piotrków, Radomsko, Wieluń. Dla wyżej wymienionych nadleśnictw do analiz przestrzennych wykorzystano dane zawarte w Leśnej Mapie Numerycznej. Do najważniejszych zadań wykonanych w ramach projektu należy wymienić zaprojektowanie wynikowej bazy danych oraz wykonanie kompozycji mapowych dla wizualizacji wyników studium dla poszczególnych Nadleśnictw jaki i gmin.

Uczestnictwo w zakończonych projektach badawczych:

1999-2002 „FOREMMS – Forest Environmental Monitoring and Management System” nr: IST-1999-11228 , IST-1999-71228 finansowanego ze środków 5 Programu Ramowego Unii Europejskiej. Koordynator projektu: Norwegian Computing Center, Norwegia. Liczba partnerów: 10
2001-2002 Grant promotorski „Przydatność regionów, jako obszarów strukturalnych, w automatycznej generalizacji kartograficznej obiektów liniowych” finansowanego ze środków KBN.
2003-2004 „Ocena możliwości wykorzystania wysokorozdzielczych zobrazowań lotniczych i satelitarnych oraz technik GPS przy inwentaryzacji lasu na przykładzie
wybranych drzewostanów Nadleśnictw Staszów i Niepołomice” finansowany przez Instytut Badawczy Leśnictwa w Warszawie.
2004-2005 „Przydatność wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych w metodzie określania stref uszkodzeń lasu na przykładzie Nadleśnictwa Świerklaniec i Puławy” finansowany przez Instytut Badawczy Leśnictwa w Warszawie.
Publikacje:

  1. Kozioł K. 2000. Podstawy tworzenia map w Internecie. Geodezja. Półrocznik Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie im. St. Staszica. Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH ISSN 1234-66-08 tom 6, zeszyt 2 str 123-128.
  2. Wężyk P., Małek S., Kozioł K., Guzik M., 2000. Accumulation of heavy metals in humus layers in the Ojcow National Park using GIS spatial analysis methods. Fifth International Symposium and Exhibition on Environmental Contamination in Central and Eastern Europe, 12-14 September 2000, abstract no 609.
  3. Wężyk P., Małek S., Kozioł K., Guzik M., Zieliński B., 2000. Monitoring of forest litter contamination in the Ojców National Park (South Poland) using GIS tools. Application of remote sensing in forestry, 12-14 09 2000 Zvolen, Słowacja,177-187.
  4. Wężyk P., Kozioł K. 2000. „Techniki Globalnego Systemu Pozycjonowana w badaniach naukowych z zakresu leśnictwa” Seminarium Naukowe „Zastosowanie techniki wideo-komputerowej w badaniach naukowych w rolnictwie. Zespół Filmu Naukowego. Komitet techniki Rolniczej. PAN
  5. Wężyk P., Kozioł K., Madejczyk A. 2001. Zakładanie sieci powierzchni monitoringowych w terenach leśnych metodą DGPS . W: materiały I Konferencji – Systemy Informacji Przestrzennej w Lasach Państwowych. Rogów 3-5.12.2001.
  6. Wężyk P., Kozioł K. 2001. Badania i dydaktyka w zakresie geoinformatyki na Wydziale Leśnym Akademii Rolniczej w Krakowie. I Krajowa Konferencja „System Informacji Przestrzennej w Lasach Państwowych” – Rogów. Publikacja wydana na CD.
  7. Wężyk P., Kozioł K. 2001. Co-operation of Decision-Makers, Scientists and Practitioners for the Promotion of Sustainable Development and European Integration. Materiały Konferencyjne z Międzynarodowej Konferencji „EuroEco”.
  8. Wężyk P., Małek S., Kozioł K., 2001. Zawartość makropierwiastków w wierzchnich poziomach gleb Ojcowskiego Parku Narodowego. W: Badania naukowe w południowej części Wyżyny Krakowsko- Częstochowskiej, Ojców 10-11 maja 2001: 125-131.
  9. Kozioł K. 2002 “Badanie przydatności teorii grafów w budowie regionów dla sieci dróg kołowych” Geodezja. Półrocznik Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie im. St. Staszica. Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH ISSN 1234-66-08 tom 8(1), str. 47- 56.
  10. Wężyk P., Kozioł K. 2004: Geoinformatic Education of Students of Environment Protection and Forestry at the Faculty of Forestry of the Agricultural University of Cracow. EUGISES 2004. In Conference Proceedings. Villach: 2-5.09.2004.
  11. Wężyk P., Kozioł K., 2004. Edukacja geoinformatyczna studentów Wydziału Leśnego Akademii Rolniczej w Krakowie. W: Materiały II Krajowej Konferencji: System Informacji Przestrzennej w Lasach Państwowych. Rogów 30.08-01.09.2004.
  12. Wężyk P., Kozioł K., de Kok R., Zajączkowski G., 2004. Modeling tree crown density based on Quickbird data. In: Book of Abstarcts. GORS 2004. 1st Goettingen GIS & Remote Sensing Days. Environmental Studies.
  13. Wężyk P., Kozioł K., Świąder A., 2004. Integracja internetowych serwisów mapowych z bazami danych na przykładzie prezentacji geodanych obszaru Puszczy Niepołomickiej oraz Krakowa. W: Materiały Ogólnopolskie Sympozjum Naukowe. Fotogrametria, Teledetekcja i GIS w świetle Kongresu ISPRS. PTFiT. Białobrzegi 21-23.10.2004.
  14. Wężyk P., Kozioł K., Świąder A., 2004: The Image Web Serwer (IWS) as an Internet Tool of Geoinformatic Education. EUGISES 2004. In Conference Proceedings. Villach: 2-5.09.2004.
  15. de Kok R., Kozioł K., Wężyk P., 2005. Zastosowanie klasyfikacji obiektowej wysokorozdzielczych obrazów teledetekcyjnych oraz analiz przestrzennych GIS w kartowaniu drzewostanów. Roczniki Geomatyki. Tom III, Zeszyt 4. s. 99-108.
  16. Kozioł K., Wężyk P. 2005. Rola klasyfikacji nadzorowanej obrazów satelitarnych QuickBird w nowej koncepcji wyznaczania przemysłowych stref uszkodzeń drzewostanów na przykładzie Miasteczka Śląskiego. Roczniki Geomatyki. Tom III. Zeszyt 2, s. 87-96.
  17. Kozioł K., 2006: Eliminacja obiektów liniowych z zastosowaniem regionów strukturalnych na przykładzie sieci drogowej. Annals of Geomatics, Vol. IV, Number 3, p.109-117.
  18. Szostak M., Kozioł K., 2006: Generalizacja warstwy zabudowy z zastosowaniem regionów drogowych na przykładzie baz danych topograficznych. Annals of Geomatics, Vol. IV, Number 3, p.219-226.
  19. Wężyk P., de Kok R., K. Kozioł., 2006. Zastosowanie obiektowej analizy wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych w klasyfikacji form użytkowania terenu. Annals of Geomatics, Vol. IV, Number 3, p.227-238.
  20. Żukowska M., Kozioł K., 2007: Zastosowanie metody Chrobaka upraszczania linii w rastrowych technikach pozyskiwania danych. Annals of Geomatics, Vol. IV, Number 3, p.227-238.
  21. Chrobak T., Kozioł K., 2007: Modelowanie. W Chrobak T., Kelner S. F., Kozioł K., Szostak M., Żukowska M. Podstawy cyfrowej generalizacji kartograficznej. Praca zbiorowa pod redakcją T. Chrobaka. p. 13-40 Wydawnictwa AGH, Kraków 2007.
  22. Chrobak T., Kozioł K., 2007: Hierarchia w generalizacji kartograficznej. W Chrobak T., Kelner S. F., Kozioł K., Szostak M., Żukowska M. Podstawy cyfrowej generalizacji kartograficznej. Praca zbiorowa pod redakcją T. Chrobaka. p. 41-45 Wydawnictwa AGH, Kraków 2007.
  23. Chrobak T., Kozioł K., 2007: Regiony strukturalne do generalizacji sieci drogowej. W Chrobak T., Kelner S. F., Kozioł K., Szostak M., Żukowska M. Podstawy cyfrowej generalizacji kartograficznej. Praca zbiorowa pod redakcją T. Chrobaka. p. 47-56 Wydawnictwa AGH, Kraków 2007.
  24. Chrobak T., Kozioł K., 2007: Geometryczna reguła eliminowania obiektów przy zastosowaniu kryterium rozpoznawania linii łamanej rysunku. W Chrobak T., Kelner S. F., Kozioł K., Szostak M., Żukowska M. Podstawy cyfrowej generalizacji kartograficznej. Praca zbiorowa pod redakcją T. Chrobaka. p. 57-78 Wydawnictwa AGH, Kraków 2007.
  25. Chrobak T., Kozioł K., 2007: Kompleksowy model pojęciowy generalizacji cyfrowej. W Chrobak T., Kelner S. F., Kozioł K., Szostak M., Żukowska M. Podstawy cyfrowej generalizacji kartograficznej. Praca zbiorowa pod redakcją T. Chrobaka. p. 79-115 Wydawnictwa AGH, Kraków 2007.
  26. Chrobak T., Kozioł K., 2007: Generalizacja w trybie rastrowym. W Chrobak T., Kelner S. F., Kozioł K., Szostak M., Żukowska M. Podstawy cyfrowej generalizacji kartograficznej. Praca zbiorowa pod redakcją T. Chrobaka. p. 131-156 Wydawnictwa AGH, Kraków 2007.

Zobacz innych

Wysoki kontrast
Rozmiar czcionki