Badania terenowe w geografii

Informacje zebrane podczas obserwacji terenowych stanowią podstawę szczegółowych badań bazujących na środowisku geograficznym. Obserwacje terenowe są prowadzone w obszarze nauk zarówno geografii społecznej, jak i fizycznej.

Badania terenowe w geografii społecznej

Informacje zawierające się w społecznym aspekcie nauk geograficznych są pobierane najczęściej na podstawie ankiet oraz wywiadów środowiskowych. Dzięki nim można uzyskać dane na temat relacji zachodzących między ludźmi a środowiskiem (np. stopień świadomości zanieczyszczenia środowiska przez ludzi) czy zagadnień społecznych (stopa bezrobocia, jakość życia).

Badania terenowe w geografii fizycznej

W geografii fizycznej badania terenowe są bardzo ważne, ponieważ w ten sposób bezpośrednio prowadzone są obserwacje przestrzeni geograficznej, przez co można monitorować zmiany zachodzące w środowisku. Na badaniach terenowych opiera się: gleboznawstwo, geomorfologiageomorfologiageomorfologia, geologia, meteorologia czy hydrologia.

Badania terenowe w gleboznawstwie

Gleboznawstwo to nauka zajmująca się badaniem gleb, ich powstawaniem, budową, właściwościami fizycznymi, chemicznymi i biologicznymi. Bazuje na badaniach terenowych np. w oparciu o profil glebowy, przez co można zbadać bezpośrednio sekwencję poziomów glebowych oraz określić organoleptycznieorganoleptykaorganoleptycznie skład granulometryczny poziomów diagnostycznych w glebie. Ponadto pobierane są próbki gleby, aby zbadać laboratoryjnie jej skład chemiczny oraz warunki fizyczne. Na podstawie takich badań można dokładnie określić chemizm gleby, stopień jej zanieczyszczenia, rodzaj oraz warunki wodne.

R1SmzAZqMlQkV

Na zdjęciu przedstawiony jest profil glebowy. Obrazek przedstawia przekrój przez warstwy gleby w wykopie w ziemi. Górna część przekroju to trawy i poszycie, niżej korzenie trawy. Kolejne warstwy ziemi mają różne kolory – poczynając od góry, biały, ciemnobrunatny i rdzaworudy. Z lewej strony umieszczono biało‑czerwoną listwę wskazującą głębokość wykopu.

Badania terenowe w geologii

W geologii badania terenowe prowadzone są powierzchniowo, poprzez pobór próbek skał, działanie na nie kwasem solnym, co pozwala przyporządkować skałę do danej grupy oraz określić jej rodzaj. W tej dziedzinie prowadzone są również bardziej szczegółowe badania, które są wykonywane na podstawie wierceń geologicznych pozwalających określić budowę geologiczną danego obszaru oraz jego skład mineralny.

Badania terenowe w meteorologii

W meteorologii badania terenowe stanowią podstawę do określania zależności między zjawiskami atmosferycznymi oraz pozwalają na dokładne określenie klimatu danego miejsca. Na podstawie odczytu z przyrządów meteorologicznych można wyznaczyć temperaturę powietrza i gleby, wartość opadów atmosferycznych czy wilgotność powietrza. Na podstawie obserwacji można określić stopień zachmurzenia, osady atmosferyczne, częstotliwość występowania danych zjawisk czy tendencję zmian klimatu.

R1BGVA1JD86MQ

Na zdjęciu przedstawiona jest stacja meteorologiczna. Na pierwszym planie przedstawiono budkę meteorologiczną. Jest to biały obiekt wsparty na czterech pionowych cienkich słupkach. Posiada płaski dach oraz białe żaluzje na ścianach i drzwiach. Do budki prowadzi kilka metalowych stopni. Na dalszym planie druga taka sama budka. Na terenie stacji meteorologicznej są wytyczone wąskie ścieżki. Przy jednej z nich z prawej strony znajduje się wiatromierz, niski obiekt służący do mierzenia prędkości i kierunku wiatru. W tle widać wysoki metalowy słup koloru białego.

Badania terenowe w hydrologii

Badania terenowe polegają na poborze próbek wody do badań laboratoryjnych, pomiarze temperatury wody, jej przepływu (w rzekach) i przewodności. Hydrolodzy przeprowadzają też badania limnologiczne, czyli określające parametry jezior, tj. ich długość, szerokość i głębokość.

GPS

Zasada działania odbiornika GPS

W skład systemu nawigacji wchodzą trzy główne segmenty:

• segment kosmiczny obejmujący satelity,

• segment naziemny nadzorujący pracę systemu,

• segment użytkowników, czyli każdy użytkownik systemu nawigacji lub urządzenie techniczne korzystające z sygnału systemu.

RVfAeOmR5HjKs

Ilustracja przedstawia schemat działania systemu GPS. Nad półkolistą powierzchnią ziemi znajdują się trzy satelity. Na ziemi stoją dwie stacje naziemne. Na powierzchni ziemi jest rysunek drogi z samochodem. Nad samochodem jest tablet. Pod samochodem jest napis: odbiornik GPS. Z satelitów w kierunku stacji naziemnych biegną strzałki - mają groty z dwóch stron. Dodatkowo od satelitów biegną strzałki w kierunku odbiornika - tabletu. Groty strzałek są skierowane w jedną stronę - w stronę odbiornika.

Bardzo ważnym elementem systemu GPS jest czas. Odbiornik mierzy czas przebiegu sygnału od satelity do anteny odbiornika, a jednocześnie obliczane są współrzędne miejsca, w którym znajdował się satelita w momencie nadania sygnału. Dzięki temu znana jest odległość odbiornika od satelity. Jeden pomiar pozwala na wytyczenie pewnego rodzaju sfery w miejscu, gdzie znajdował się satelita w momencie nadania sygnału. Wykonanie dwóch kolejnych pomiarów pozwoli na zakreślenie dwóch innych sfer. Wyznaczone w ten sposób obszary przecinają się. Miejsca przecięć sfer będą określać poszukiwaną lokalizację odbiornika. Mając łącznie trzy pomiary (trzy sfery), ustalone zostaną dwa punkty, w których może znajdować się antena odbiornika. Dlatego też konieczny jest jeszcze jeden pomiar (czwarty) pozwalający na uwzględnienie poprawki zegara odbiornika. Reasumując: do wyznaczenia dokładnej pozycji systemem GPS konieczny jest jednoczesny pomiar z co najmniej czterech różnych satelitów.

R1RQSl3twkMxf

Na ilustracji nad kulą ziemską znajdują się cztery satelity. Na górze kuli ziemskiej jest czerwony punkt. Od punktu rozchodzą się w różnych kierunkach cztery duże okręgi sięgające poza satelity.

Dokładność wyznaczania położenia odbiornikiem GPS

Wpływ na dokładność wyznaczanej pozycji w systemach GPS ma wiele czynników. Do najważniejszych należy zaliczyć:

• status użytkownika (dostęp standardowy – odbiorcy cywilni, dostęp rozszerzony – siły zbrojne USA),

• stosowane metody pomiaru odległości satelity od odbiornika,

• korzystanie z systemów wspomagających naziemnych lub satelitarnych,

• jakość odbiornika.

R1IQvsJrTkD2b1

Na zdjęciu na stole leżą trzy różne modele odbiorników GPS. Mają przyciski oraz wyświetlacz. Przypominają telefon komórkowy.

Aktualnie przyjmuje się, że 80% pomiarów wykonywanych jest w zakresie błędu 1–3 metra. Statystyki te dotyczą jedynie standardowych odbiorników GPS, niewykorzystujących dodatkowych poprawek korygujących pomiar – zwiększających jego dokładność (np. system DGPS).

Źródła błędu systemu GPS

Do wyznaczania pozycji obiektu niezbędny jest odbiór sygnałów z satelitów. Co więcej, wymagana jest odpowiednia liczba satelitów. Powoduje to, że odbiorniki GPS najlepiej działają na terenach otwartych przy widoczności całej sfery niebieskiej. Dlatego też w praktyce do głównych ograniczeń w korzystaniu z systemu GPS należy zaliczyć przeszkody terenowe, np. budynki, drzewa lub inne obiekty znajdujące się na drodze sygnału. Wewnątrz budynków do anteny odbiornika mogą zazwyczaj docierać jedynie sygnały odbite lub bardzo słabe i zniekształcone. Powoduje to, że wskazania odbiorników są niewiarygodne. Warto dodać, że służby wojskowe mogą zakłócać cywilny sygnał GPS. Wówczas dokładność wyznaczania pozycji może spadać do 100 metrów.

Wyznaczanie współrzędnych z wykorzystaniem odbiornika GPS

Gdy dysponujemy już odbiornikiem GPS, wyznaczenie współrzędnych danego miejsca nie powinno sprawić większego problemu. Obsługa większości odbiorników GPS jest intuicyjna i podobna do obsługi telefonu komórkowego. Po włączeniu odbiornika na jego ekranie powinna od razu pojawić się informacje o czasie i lokalizacji (współrzędnych geograficznych). Szczegółowy sposób obsługi odbiornika i korzystanie z wybranych funkcji są uzależnione od posiadanego modelu.