joi, 9 iunie 2011

1. CONSIDERAŢII GENERALE

 1.1. Poziţia geografică, matematică şi limitele Masivului Piatra Craiului
Foto. 1. Masivul Piatra Craiului
            Munţii Piatra Craiului aparţin din punct de vedere geologic grupei Sudice a Carpaţilor Orientali iar din punct de vedere peisagistic aparţin Grupei Bucegi din Carpaţii Meridionali. Se învecinează în nord-vest cu Munţii Făgăraş, în vest-sud-vest cu Munţii Iezer-Păpuşa, iar în partea estică sunt delimitaţi de Culoarul Rucăr-Bran (Fig. 1). Către sud-vest se prelungesc până la Cheile Dâmboviţei şi Dâmbovicioarei şi se desfăşoară pe teritoriul judeţelor Braşov şi Argeş (Fig. 1) având o suprafaţă totală de 104.14 km2. Din punct de vedere matematic masivul se localizează între paralelele de 45o35’ latitudine nordică - 45o24’ latitudine nordică şi meridianele 25o09’’ longitudine estică - 25o18’ longitudine estică.

         Aspectul de creastă este trăsătura morfologică definitorie a acestei unităţi montane. Imaginea crestei ar fi incompletă fără asocierea aributelor: înaltă, proeminentă, unitară. Piatra Craiului poate fi caracterizată drept o creastă calcaroasă-conglomeratică, desfăşurată pe direcţia NNE-SSV, lungă de cca. 25 km, situată între culoare montane (depresiuni tipice), pe care le domină altitudinal 500-1000 m”[1] (Fig.2). Aceasta este opinia şi altor mari geografi[2].

Fig. 1. Localizarea Munţilor Piatra Craiului, (Sursă date: http://dds.cr.usgs.gov/srtm/,
http://earth.unibuc.ro/download/romania-seturi-vectoriale )

Fig. 2.  Limitele Munţilor Piatra Craiului


            Masivul Piara Craiului se localizează pe raza unităţilor administrativ teritoriale: Zărneşti, Moeciu, Rucăr şi Dâmbovicoara (Fig. 3, 4), ce influenţează potenţialul turistic al masivului mai ales prin componenta patrimoniului cultural, infrastructura specific turistică şi infrastructura tehnică (se poate evalua potenţialul turistic al zonei, pe baza unui procedeu de ponderare a unui total de 100 de puncte, procedeu realizat de Ministerul Dezvoltării Regionale şi Turismului:http://www.mdrl.ro/_documente/dezvoltare_teritoriala/amenajarea_teritoriului/patn_elaborate/secVI/metodologie.pdf). Pentru a analiza potenţialul turistic al masivului Piatra Craiului am realizat un studiu ce are ca finalitate publicarea unui articol „Analiza potenţialului turistic al Munţilor Piatra Craiului. Strategii de dezvoltare” în revista on-line „Geotur” (http://reviste.ubbcluj.ro/geotur/index.php) a Facultăţii de Geografie, Universitatea Babeş Bolyai până la sfârşitul anului 2011.

Fig. 3. Harta unitaţilor administrativ-teritoriale pe raza cărora se află masivul Piatra Craiului (Sursă date: http://earth.unibuc.ro/download/romania-seturi-vectoriale)

Fig. 4. Harta Masivului Piatra Craiului – unităţi administrativ-teritoriale (Sursă date: http://earth.unibuc.ro/download/romania-seturi-vectoriale)


             1.2. Metodologie

Obţinerea Bursei de Performanţă Ştiinţifică a reprezentat o motivaţie în plus pentru realizarea acestei lucrări pentru care am efectuat etape de documentare atât în cadrul facultăţii la orele de curs, cât şi în cadrul unor workshopuri specializate pe modelarea digitală şi tehnici GIS („Introducere în gvSIG. Editare şi procesare”, “Exploatarea 3D a realităţii geografice folosind VTP”, “Procesarea imaginilor satelitare folosind LeoWorks” în cadrul workshopului "Soluții open source pentru prelucrarea și reprezentarea datelor geospațiale", Universitatea de Vest, Timișoara (2010), Introducere în GRASS – Aplicaţii LiveDVD, FreeGIS; OpenGeo Suite în cadrul cercului de GIS al Facultăţii de Geografie (2011). Pentru a căpăta o viziune asupra studiilor ştiinţifice am participat la diverse Sesiuni Naţionale de Comunicări Ştiinţifice locale sau naţionale (Sesiunea de Comunicări Științifice și Literare “Interferențe”- anul 2005, 2006, 2007, 2008; Sesiunea de Comunicări Știintifice ale Elevilor din Clasele Liceale - anul 2005, 2006, 2007, 2008; Sesiunea Națională de Comunicări Științifice ale Elevilor din Clasele Liceale - Curtea de Argeș (2005), Reşiţa (2006), Zalău (2007), Tulcea (2008); Simpozionul Național al Studenților Geografi cu tema “Hazarde naturale și antropogene” ediția a XVII-a, București, 2010, Sesiunea de Comunicări a Studenților Geografi din Universitatea București,  (2010, 2011), Simpozionul Naţional Studenţesc „Mihai David”, Iaşi (2010), Simpozionul Naţional Stuenţesc de Geografie Umană şi Turism, Ediţia a VII–a – Bucureşti (2011), Sesiunea Naţională de Comunicări Ştiinţifice pentru studenţi, masteranzi şi tineri cercetători „Munţii Carpaţi – potenţial turistic şi strategii de valorificare”, Cluj-Napoca (2011).

Etapele de documentare pe teren, începute din anul 2005 au reprezentat baza cercetării (am efectuat cercetări în zone montane din Munţii Carpaţi şi din Munţii Alpi, cercetări în urma cărora am realizat proiecte pe teme diverse: “Munții Piatra Craiului-un paradis al calcarelor”, „Studiul morfologiei glaciare și periglaciare din Munții Făgăraș”, „Cariera de sulf din munții Călimani - impactul activităților miniere asupra mediului”, „Peștera Bătrânului - siluete și concrețiuni endocarstice”, „Observaţii geomorfologice în Masivul Piatra Craiului evidenţiate prin aplicaţii G.I.S. şi de teledetecţie”, “Harta calităţii mediului. Studiu de caz: perimetrul Bulevardul Basarabia - Şoseua Vergului - Str. Bodeşti – Str. Armaşu Marcu – Str. Logofăt Dan – Str. Ion Şahighian”, „Observaţii asupra cauzelor şi efectelor avalanşelor din Masivul Piatra Craiului”, „Evaluarea şi analiza potenţialului de devoltare turistică a Masivului Piatra Craiului”). Pentru valorificarea studiilor realizate în Masivul Piatra Craiului am realizat un blog ştiinţific care doreşte punerea la dispoziţia celor interesaţi, materiale legate de studiile mele din zonă (http://masivulpiatracraiului.blogspot.com/). De asemenea am publicat câteva articole pe această temă (Rolul avalanşelor în modelarea versanţilor Pietrei Craiului, Geografilia, [Available online] | URL: http://geografilia.blogspot.com/2011/03/rolul-avalanselor-in-modelarea.html, Particularităţi structurale ale Masivului Piatra Craiului, Opengis, [Available online] | URL: http://opengis.unibuc.ro/index.php?option=com_content&view=article&id=485., „Observations on the causes and effects of avalanche in Piatra Craiului Massif”, Cinq Continentes 1 (1): 40-54 [Available online] | URL: http://cinqcontinents.uv.ro/1/1_1_Teodor.pdf) sau legate de utilizarea tehnicilor GIS (Rolul avalanşelor în modelarea versanţilor Pietrei Craiului, Geografilia, [Available online] | URL: http://geografilia.blogspot.com/2011/03/rolul-avalanselor-in-modelarea.html)


Fig. 7. Parcul Naţional Piatra Craiului (Sursă date: http://mmediu.ro/protectia_naturii/protectia_naturii.htm)

 



[1] Constantinescu T., 2009, p. 13.
[2] „Analiza morofologică ne permite să conturăm această subunitate ca fiind muchie calcaroasă” (Velcea V.M., 1961, p.145),  „În partea nord-vestică a culoarului, Piatra Craiului, o creastă înaltă” (Mihailescu V., 1963, p. 240), „..menţionăm creasta tipică a Pietrei Craiului” (Naum T., Grigore M., 1974, p.131), „Carst de creastă proeminentă – tip Piatra Craiului” (Bleahu M., 1892, p. 246), „...creasta calcaroasă a Pietrei Craiului” (Roşu Al., 1980, p. 288), „Masivul Piatra Craiului se prezintă sub forma unei creste de circa 25 km lungime” (Geografia Romaniei, vol. III, 1987, p. 253).

 

joi, 2 iunie 2011

Metode de cercatare

 Surse ale documentării şi metode de cercetare

          Realizarea studiului de faţă a început prin colectarea şi structurarea unui volum mare de date din care am extras elementele esanţiale necesare pentru această analiză. Realizarea bazei de date digitale a reprezentat o etapă de durată deoarece nu există date digitale valabile în teren. Pentru realizarea materialului grafic am utilizat hărţi topografice la scara 1:25.000, anul 1982 (au reprezentat baza principală de realizare a hărţilor), hărţi topografice la scara 1:100.000, anul 1997, harta geologică 1:50.000, 1:200.000, ortofotoplan 1:5.000 ((2006- judeţul Argeş, 2009- judeţul Braşov) m-au ajutat de identificarea şi vectorizarea proceselor geomorfologice actuale), Imagini SRTM - Shuttle Radar Topography – The Mission to Map the World, [Available online] | URL: http://dds.cr.usgs.gov/srtm/, la rezoluţie de 30 şi 90 m, Imagini satelitare Landsat ETM+, 2005, oferite de Universitatea din Maryland: Global Land Cover Facility, Earth Sienece Data Interface, [Available online] | URL: http://glcfapp.glcf.umd.edu:8080/esdi/index.jsp (utilizate pentru analiza de teledetectie – reclasificări de pixeli, indice normalizat de diferenţiere a vegetaţiei, etc), date vectoriale Corine Land Cover - Agenţia Europeană de Mediu, 2010, Corine Land Cover 2006 seamless vector data - version 13 (02/2010), [Available online] | URL: http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data#c12=corine+land+cover+version+13. (utilizate pentru realizarea hărţii utilizării terenului şi ulterior pentru realizarea unor calcule de susceptibilitate), Seturi de date vectoriale generale ale României (2009), [Available online] | URL: http://earth.unibuc.ro/download/romania-seturi-vectoriale. Pentru realizarea hărţilor gradientului termic vertical şi cel pluviometric am folosit date de la staţiiele meteorologice apropiate: Fundata şi Vf. Omu, date dintr-o perioada de 40 de ani (1961-2000). Datorită lipsei unei staţii meteorologice mai apropiate, datele au fost interoplate pentru realizarea analizei.

Tabelul 1. Bază de date utilizată în analiza SIG şi de teledetecţie
Date digitale primare
Sursa datelor
Tipologie 
Câmpuri asociate vectorilor
Utilizare
Curbe de nivel cu echidistnaţă de 10 m
Harta topografică cu scara 1:25.000, imagini SRTM
Vectori de tip linie
altitudine
Model numeric altimetric, orientarea versanţilor, geodeclivitatea, adâncimea fragmentării reliefului, gradul de umbrire-insorire, potenţialul de eroziune, de dezagregare.
Reţea hidrografică
Harta topografică cu scara 1:25.000
Vectori tip linie
Permanet, temporară
Densitatea fragmentării reliefului
Cote altimetrice, vârfuri
Harta topografică cu scara 1:25.000
Vectori tip punct
Denumire, altitudine
Harta hipsometrică, diverse hărţi
Drumuri publice
Harta topografică cu scara 1:25.000
Vectori tip linie
Modernizat, nemodernizat
Diverse hărţi
Poteci, trasee turistice
Harta topografică cu scara 1:25.000
Vectori tip linie
-
Diverse hărţi
Localităţi
Harta topografică cu scara 1:25.000
Vectori tip poligon
-
Diverse hărţi
Tipuri de relief
Harta topografic 1:25.000
Date raster tip poligon, tip linie şi tip punct
Tip de relief
Harta geomorfologică
Litologia
Harta Geologică a României scara 1:50.000, foile Bârsa Fierului, Rucăr, Zărneşti, foaia 1:200.000 Braşov.
Vectori tip poligon
Tipul rocilor, Vârsta
geologică
Harta petrografică, harta geologică

Falii geologice
Geologică a României scara 1:50.000, foile Bârsa Fierului, Rucăr, Zărneşti, foaia 1:200.000 Braşov.
Vectori tip linie
Tip

Harta geologică
MNAT
Harta topografică 1:25.000, imagini SRTM, ortofotoplan
Date raster tip grilă
Elevaţia şi coordonatele geografice
Diverse hărţi (hipsometrică, orientarea versanţilor, etc)
Temperatură
Date climatice de la staţiile meteorologice Vf. Omu şi Fundata, interoplate
Date raster tip grid
Valoare

Potenţialul de dezagregare
Precipitalii
Geologică a României scara 1:50.000, foile Bârsa Fierului, Rucăr, Zărneşti, foaia 1:200.000 Braşov.
Date raster tip grid
Valoare

Potenţialul de eroziune, gradul de însorire-umbrire
Utilizarea terenului
Date Corine Land Cover, harta topografică 1:25.000, ortofotoplan
Date vectoriale tip poligon
Denumire, Cod
Utilizarea terenului, potenţialul de eroziune, potenţialul de dezagregare
Imagini satelitare
Imagini satelitare
Date tip raster
Caracteristici spectale ale pixelilor
Indicele normalizat de diferenţiere a vegetaţiei, clasificări spectrale de pixeli
         
          Datele spaţiale disponibile au fost utile dar insuficiente, acestea necesitând validare şi verificare pe teren, completarea datelor iniţiale cu cartări, observaţii, fotografii la faţa locului, constituind următoarea etapă, precedată de etapa de lucru în programele GIS, redactarea şi finalizara studiului.
           Pentru realizarea prezentei lucrări am folosit diverse metode de cercetare cu ajutorul cărora am putut expune particularităţile şi caracteristicile acestui masiv. Dintre principalele metode folosite pot aminti: metoda observaţiei şi analizei pe teren, pe hărţile topografice, geologice, ortofotoplanuri,etc (au fost principalele metode folosite pentru a identifica şi extrage datele digitale necesare), metoda grafică şi cartografică (arealelor, punctului, fondului calitativ, izoliniilor, semnelor, etc.), de extragere a datelor vectoriale şi de realizare a celor raster (ce reflectă rezultatul metodei anterioare), metoda morfometrică şi morfologică de analiză a terenului, metoda comparativă, metoda desciptiv interpretativă (cu ajutorul căria am putut reda caracteristicile din teren a proceselor şi formelor observate), metoda prognozei (metodă cantitativă de apreciere a proceselor), metoda profilelor şi histogramelor cartografice (ce ajută la observarea şi analiza anumitor parametrii şi caracteristici ale teritoriului analizat), metoda identificării proceselor şi fenomenelor (pentru evidenţierea realităţii din teren), metoda realizării şi interpretării materialului cartografic şi fotografic (spre oferirea unor modele concludente ale realităţii terenului. Reproduc realitatea şi dovada existenţei modelării carstice în perioade diferite de evoluţie), selecţionarea şi sintetizarea datelor preluate din oferta bibliografică (în conformitate cu orizontul local, oferind astfel corectitudine și relevanţă stiinţifică cercetării), realizarea a mii de fotografii la faţa locului – au fost realizate în cele 17 perioade în care am facut cercetarea şi redau caracterisricile formelor de relief, a particulatităţilor acestor munţi.

          Utilizarea tehnicilor GIS şi a teledetecţiei          Utilizarea softurilor SIG prezintă avantaje numeroase şi vine cu elemente multiple în comparaţie cu tehnicile cartografice manuale. Eficienţa, precizia, operativitate, complexitate, sunt doar câteva cuvinte care caracterizează viitorul cartografiei. Metodele de realizare ale hărţilor sunt unite de un sistem de coordonare universal, acestea având în plus şi posibilitatea de corectare, intervenţie când se produce orice schimbare pe arealul analizat. Teledetecţia este o ştiinţă relativ nouă dar care va avea un viitor larg. Utilizarea imaginilor satelitare de mare precizie permite analiza reliefului, a proceselor geomorfologice în sens evolutiv dar şi preventiv.
          Sistemul SIG legat conectat la o reţea de poziţionare globală (GPS) poate determina în orice moment poziţia în timp şi spaţiu, efectul, răspândirea, distribuţia, corelaţia, evoluţia unor servicii, fenomene, procese, obiecte urmărite, etc. Prin diversitatea opţiunilor de reprezentare a informaţiilor pe hărţi (hartă cu reprezentare prin punct, diagramă, linie, areal, volum, prin interpolare, etc), dar şi modul prin care acestea pot fi realizate (suprapunerea mai multor straturi tematice, realizarea unor operaţii matematice cu diferite layere sau modele numerice altitudinale, realizarea unei legături între bazele de date şi partea grafică), acestea ajută la realizarea unor hărţi ce determină raportul cauză-efect prin stabilirea unei corelaţii între geologie (tip de rocă, structură), pantă, expoziţia versanţilor şi anumite procese, determinarea unor modele generale de acţiune a unor factori ce au aplicabilitate generală, constatarea unor disfuncţionalităţi şi posibilitatea de a se interveni înainte şi de a lua măsuri de prevenire, combatere sau atenuare.
           Materialul grafic a fost realizat cu ajutorul softurilor specializate ArcGis (ArcMap, ArcScene), ArcView, QuantumGis, Global Mapper, SagaGIS, GVSig, MicroDem, LeoWorks, etc. Utilizând aceste programe materialul rezultat are o proiecţie matematică, o precizie, acurateţe şi o utilizare mult mai largă decât realizarea lui manuală. Tehnicile GIS minimizează timpul de lucru iar rezutatele sunt interactive, posibilitatea geoprocesării, interpolării, rasterizării, crearea modelelor 3D ce respectă realitatea reprezintă o evoluţie a cartografiei, materialul cartografic fiind mult mai sugestiv şi mai corect. Sistemul de proiecţie vine în unirea într-un singur sistem a tuturor harţilor din lume, acest lucru poate însemna corelare internaţională (absolut necesară la realizarea proiectelor cu caracter comun internaţional), înseamnă plasarea cartogafiei româneşti în pas cu cea internaţională unde este urmărită precizia, rapiditatea, relevanţa şi aplicabilitatea.
           Programele GIS (fie ele open source sau comerciale) au în comun multitudinea de funcţii şi procedee de analiză a seturilor de date rester sau vectoriale. Pentru început, fiecare program are funcţia de georeferenţiere a unor harţi realizate în diferite proiecţii, diferite datumuri. Pe baza acestor hărţi georeferenţiate (li se atribuie un sistem de proiecţie, datum, o poziţie geografică ce poate fi modificată dintr-un sistem de proiecţie în altul, deci este operaţional) am vectorizat elementele dorite spre analiză. Pentru realizarea modeleor numerice altimetrice (MNA) am vectorizat curbele de nivel pe o suprafaţă de 104.14 km2. Acest lucru se poate face manual (on-screen) sau se pot genera automat din imagini radar ce conţin informaţii altimetrice. Vectorizarea on-screen poate fi mai precisă în cazul în care arealul studiat este foarte mic, generarea automată a curbelor de nivel având erori majore în acest caz. Dezavantajul acestui mod de vectorizare este timpul. Vectorizarea manuală cere mult timp şi multă atenţie şi răbdare. Pentru vectorizarea curbelor de nivel de pe suprafeţe mari se poate opta pentru generearea lor automată şi corectarea lor ulterior, manual.

Fig. 5. Vectorizarea cubelor de nivel, a elementelor componente ale hărţii şi obţinerea modelului numeric altimetric al terenului (MNAT)

            Realizarea hărţilor a presupus vectorizarea celeorlalte elemente de pe harta topografică (pentru date mai relevante am utilizat un ortofotoplan digital, ortorectificat, de rezoluţie mai mare - 0.5 m), de pe harta geologică, etc (reţea hidrografică, drumuri, clădiri, vârfuri, poteci, fiind elemente cartogafice des utilizate în majoritatea hărţilor relizate –fig 5). Pentru realizarea hărţilor layerele rezultate pot fi geoprocesate, interpolate, rasterizate şi ulterior supuse unor calcule, analize, pot fi analizate separat sau în context (harta potenţialului de eroziune, harta potenţialului de dezagregare). Pentru interpolare se pot folosi date multiple precum: date climatice (temperatură, precipitaţii, radiaţie solară, etc.), date geomorfologice, având aplicabilitate în orice domeniu. Metodele de interpolare sunt multiple (Kriging, IDW, Spline, Topo to Raster, Minimum Curvature, Natural Neighbor, Nearest Neighbor, Triangulation With Linear Interpolation, Modified Shepard’s Method, Polinomoal Regresion, Moving Average, etc.), alese în funcţie de datele analizate. Pentru crearea gridului, modelului numeric altimetric, a gradientului termic vertical şi cel pluviometric, am folosit date obţinute de la staţiile meteorologice Fundata şi Vf. Omu, date ce se întind pe o perioadă de 40 de ani între 1961 şi 2000) am optat pemtru metoda de interpolare Kriging.
            Pentru analize de susceptibilitate datele necesare sunt cele raster. Acestea pot fi obţinute din rasterizarea datelor vectoriale, folosind funcţia Convert (care poate fi fin vector în raster - to Raster, to CAD, to Coverage, to dBASE, to KML, etc) sau invers – to shapefile, from raster, etc (curbe de nivel, valori ale precipiaţiilor, temperaturilor, poluanţilor), ulterior putând fi analizate sau suprapuse unor calcule prin intermediul fucţiei Raster Calculator, Map Calculator. Rezultatele obţinute pot fi suprapuse cu diverse layare iar în final acestea pot fi exportate în diverse formate (JPEG, GeoTIFF, BMP, SVG, PNG, GIF, PDF, AI, etc.). De asemenea li se poate îmbunătăţi rezoluţia de exportare sau pot fi copiate direct, din pagina de layout în format vectorial. Am folosit toate aceste procedee au fost folosite în lucrare pentru a realiza materialele grafice şi cartografice.
           Teledetecţia este ştiinţa prin intermediul căreia, informaţiile trimise de către suprafaţa topografică sunt captate şi transformate în informaţii ce pot fi utilizate în diverse scopuri.
           Teledetecţia este procesul de captare de la distanţă mare a semnalelor emise sau remise de către obiecte şi procese. Prin intermediul ei sunt descifrate aceste semnale pentru obţinerea unor informaţii despre obiectele şi procesele respective, reprezentate pe imaginile satelitare. Imaginile satelitare sunt acele imagini obținute de la sateliţi specializaţi ce au misiunea de a fotografia suprafaţa terestră văzută de pe orbitele lor, la un interval bine stabilit de timp. Aceste imagini sunt de tip raster şi se transmit sub forma unor matrici de numere, fiecare număr corespunde unui pixel (ce corespunde unei suprafeţe de pe sol). Sateliţii colectează mai multe tipuri de date, stocate în benzi spectrale (banda 1-albastru, banda 2-verde, banda 3-roşu, banda 4-infraroşu apropiat, banda 5-infraroşu mijociu, banda 6-infraroşu termal, banda 7-infraroşu mijlociu, banda 8-pancromatic). Cu aceste imagini se poate lucra pentru a îmbunătăţi calitatea/rezoluţie (pentru harta indicelul normalizat de diferenţiere a vegetaţiei am combinat benzile 3 şi 4 –de rezoluţie mai mică- cu banda ancromatică/8 pentru a accentua rezoluţia – fig 6, 32, 34).
          Pentru analiza reliefului pe imagini de teledetecţie am utilizat imagini captate de satelitul Landsat ETM+, 2005, puse la dispoziţie gratuit de Universitatea din Maryland.
Fig. 6. Analiza imaginilor satelitare în programul ENVI (combinaţie de benzi 4-3-2 (stanga sus), NDVI dreapta sus, clasificare nesupervizată de pixeli (stânga jos), combinaţie de benzi 6-4-2 (dreapta jos)) (Sursă date: http://glcfapp.glcf.umd.edu:8080/esdi/index.jsp )

miercuri, 1 iunie 2011

2. ANALIZĂ GOMORFOLOGICĂ

            Utilizarea sistemelor informaţionale geografice (SIG ce vine de la denumirea din limba engleză Geographic Information System - GIS) şi a imaginilor satelitare de înaltă rezoluţie compuse din benzi spectrale ce stochează diverse informaţii depre spaţiul geografic, reprezintă o nouă modalitate de a vizualiza, gestiona informaţii, analiza relaţii şi procese corelate cu spaţiul geografic, colecta, stoca, analiza, vizualiza, edita şi afişa datele geografice. Printr-o corelaţie hardware, software şi proceduri se realizează analize geomorfologice complexe pe baza datelor raster, vectoriale , de tip grilă sau TIN.

              2.1. Caracteristici geologice
            Masivul Piatra Craiului este rezultatul mişcărilor orogenetice manifestate în erele mezozoică şi neozoică, impunându-se prin măreţia formelor de relief rezultate în urma acţiunii agenţilor externi. Din punct de vedere geologic, Masivul Piatra Craiului este un flanc al unui sinclinal suspendat. Masivul este alcătuit dintr-o stivă de calcare aflată la partea superioară, formată în Jurasic (Kimmeridgian) şi la bază se află un strat de conglomerate ce s-au format în Cretacic (Apţian). În partea vestică apar şisturile cristaline din Stratele de Leaota, de Gârbova şi de Făgăraş. Structura geologică este fragmentată de numeroase falii ce au orientare est-vest (Fig. 8). Se remarcă numeroase falii verticale – mai ales în partea nordică şi sudică a masivului, şi falii oriontate în centrul masivului. Harta geologică (Fig. 8) a fost realizată în urma vectorizării tuturor elementelor de pe foile hărţii geologice 1:50.000 ce în prealabil au fost scanate şi transformate în format digital. Următoarea etapă a fost de georeferenţiere a celor 5 foi de hartă cu care am lucrat, urmate de vectorizarea “on-screen” a tuturor elmentelor reprezentate pe hartă şi realizarea unei corespondenţe între culorile de pe garta geologică scată şi cea digital rezultată.
Constituția morfologică a permis şi permite dezvoltarea reliefului petrografic, structural şi a celui periglaciar. Formele de relief rezultate în urma acţiunii agenţior externi sunt complexe (Fig. 22).
Fig. 8. Harta geologică

          2.2. Evoluţia generală a reliefului
Masivul se defineşte prin trei tipuri reprezentative de relief:
-        Petrografic
-        Structural
-        Periglaciar
          Relieful structural este tipul dominant, pe fondul căruia s-au dezvoltat şi celelalte două tipuri. Structural, creasta este un monoclin cu înclinarea generală V-E, suprafaţa structurală aflându-se în partea estică, iar partea vestică fiind caracterizată de prezenţa unor abrupturi spectaculoase, reprezentând un sinclinal suspendat pe structuri cutate.
           Pe un fundament de roci metamorfice se întinde creasta formată roci calcaroase ce este caracterizată de prezenţa exocarstului alcătuit din lapiezuri, doline (microdepresiuni de dizolvare), pot apărea uvale, ace, brâne, colţi, chei, văi, stâncăraie, câmpuri de pietre, onduleuri, brâne, muchii, vârfuri.  Dezagregarea mecanică favorizeaeză formarea şi dezvoltarea grohotişurilor, a „râurilor de grohotişuri” dar şi a endocarstului ce este reprezentat de un număr copleşitor de peşteri şi avene cu stalagmite, stalactite, galerii, coloane, etc.

2.3. Analize morfometrice şi morfografice

            2.3.1. Harta hipsometrică
            Harta a fost realizată în programele QGIA, ArcGis, Surfer prin vectorizarea curbelor de nivel şi crearea nivelului numeric altimetric digital al terenului (MNAT). Harta are rolul de a evidenţia trăsătura caracteristică a acestei creste: înălţimea, fiind cea mai înaltă creastă calcaroasă din România, altitudinea maximă fiind de 2238 m în Vf. Piscul Baciului. Se observă că cele mai mari altitudini se înregistrează în partea central-nordică a masivului (Fig. 9, 10). Pe o lungime de aproximativ 6 km altitudinile din partea centrală nu scad sub 2000 m iar pe o lungime de 10 km (dintr-un total de 23 km) altitudinile nu scad sub 1800 m (date conform măsurătorilot realizate cu ajutorul programului Global Mapper). Altitudinile cele mai mici se regăsesc la baza masivului. Altitudinea cea mai mică, 727 m se înregistrează în partea nordică a masivului. Se obsevă astfel o energie de relief impresionantă, de 1511 m, una dintre cele mai mari din România. Altitudinile scad constant din centru spre est şi spre vest dar şi dinspre nord spre sud.
            Harta hipsometrică este relevantă pentru identificarea zonelor susceptibile pentru anumite procese actuale sau pentru relaţionarea alitudinii cu tipul de relief creat. Astfel la altitudini de 1800 m apare relieful periglagiar, crio-nival deoarece temperaturile scăzute şi prezenţa stratului de zăpadă persistă chiar şi în lunile de vară. Acest lucru duce şi la apariţia formelor de relief reziduale rezultate în urma proceselor periglaciare.           


Fig. 10. Reprezentări 3D ale masivului Piatra Craiului 
Fig. 11. Graficul repartiţiei claselor altitudinale

            Din analiza graficului (Fig. 11) se observă predominanţa altitudinilor de 1600-2100 m. Clasa cea mai reprezentativă este cea de 1800 m urmată de cea de 1700, 1600, 2000 m, dovedind încă o dată favorizarea apariţiei proceselor crio-nivale. Clasele care cuprind cele mai mici suprafeţe sunt cele de sub 1100 m altitudine.



2.3.2. Harta geodeclivităţii
            A fost realizată în programe de GIS (ArcGis, ArcScene) prin aplicarea unor funcţii de calculare a pantelor de pe un model numeric altimetric, pentru a evidenţia zonele favorabile anumitor procese geomorfologice. Se remarcă predominanţa pantelor cuprinse între 25o - 30o, urmate de pante cuprinse între 20o - 25o (Fig. 12). Cele mai mari valori, de peste 60o predomină în treimea superioară a crestei, deteminând apariţia proceselor gravitaţionale (Fig. 13). Valori mari ale pantelor se mai întâlnesc la exteriorul crestei, datorită prezenţei cheilor (Dâmbivicioarei în partea sud-estică, Dâmboviţei în partea sud-vestică, Prăpăstiilor în partea nord-estică). De asemenea valori mari ale declivităţii se mai înregistrează de-a lungul văilor ce au tendinţă de adâncire (Fig. 13).         
Fig. 12. Histograma valorilor geodeclivităţii


Fig. 8. Harta geologică

            Pante cu valori de 15o – 25o se înregistrează spre exteriorul masivului şi corespund cu zona vegetaţiei de pădure. Cele mai mici pante (sub 5o) se înregistrează la marginea exterioară a masivului, către văile ce-l delimitează dar şi la baza văilor sau pe o fâşie mică în partea superioară a crestelor (Fig. 13).

Fig. 13. Masivul Piatra Craiului –geodeclivitate

2.3.3. Harta expunerii versanţilor
A fost realizată în programul ArcGis şi ArcScene în urma analizei modelului numeric altimetric, prin aplicarea funcţiei Aspect ce analizează orientarea versanţilor. Analizând harta se observă predominanţa versanţilor cu orientare vestică, urmaţi de versanţii cu orientare estică, nordică şi sudică (Fig. 14). Orientarea versanţilor este importantă pentru analiza influenţei radiaţiei solare, a insolaţiei şi a temperaturii asupra favorizării evoluţiei unor procese geomorfologice sau de morfogeneză a formelor de relief.
            Versanţii sudici şi cei sud-estici primesc radiaţia solară cea mai puternică, fiind astfel cei mai calzi şi mai uscaţi versanţi, fiind şi cei mai favorabili apariţiei proceselor geomorfologice actuale deoarece în cazul acestor versanţi, încazirea lor pe timpul iernii determină topirea mai bruscă a zăpezii şi deci o perioadă mai mare de posibilitate de apariţie a proceselor. Versanţii cu orientare vestică şi sud-vestică sunt versanţi semicalzi şi semiuscaţi, favorizând, mai puţin decât cei anteriori, apariţia fenomenelor erozive. Versanţii semiumezi şi semireci, pe care procesele actuale se înregistrează mai puţin sunt reprezentaţi de versanţii estici şi cei nord-estici. Cei mai puţin favorabili versanţi pentru apariţia proceselor geomorfologice actuale sunt cei reci şi umezi, adică cei nordici şi nord-estici deoarece aceştia, pe o lungă perioadă a anului sunt acoperiţi de zăpadă şi practic protejaţi. Solul este de asemenea îngheţat o perioadă mai lungă de timp. Pe aceşti versanţi se poate observa apatiţia avalanşelor (ce se declanşează prin acumularea stratului de zăpadă, nu prin încălziri climatice). În urma analizei la teren am putut observa prezenţa mare a organismelor torenţiale pe versanţii vestici dar şi pe versanţii estici, în zona superioară a crestei, acest lucru fiind explicat atât de orientarea versanţilor cât şi de altitudinea masivului (altitudine ce determină intensificarea unor procese în condiţii alpine).

Fig. 14. Masivul Piatra Craiului – orientarea versanţilor


2.3.4. Harta densităţii fragmentării reliefului

            Harta densităţii fragmentării reliefului (Fig. 16) reprezintă un indicator morfometric de bază deoarece raportează lungimea reţelei erozionale la unitatea de suprafaţă. Harta am realizat-o în programe de GIS specializate (ArcGis, QGIS). Ca etape am urmărit vectorizarea hărţii topografice, vectorizarea reţelei hidrografice şi apoi calcularea densităţii fragmentării reliefului cu funcţia Density a programului ArcGis, pe bază de cartograme. Pentru o viualizare 3D a realităţii terenului am extras câteva modele reprezentative (Fig. 15).          
Fig. 15. Densitatea fragmetării reliefului – scene 3D

Cele mai mari densităţi ale fragmentării reliefului se înregistrează în partea nordică a masivului unde s-au calculat valori de 14-16 km/km2 (Fig. 15, 16). Se observă prezenţa unor valori mari ale densităţii fragmentării reliefului pe toată suprafaţa crestei, iar acest lucru este explicat datoriră prezenţei multor văi torenţiale ce pornesc din partea superioară a masivului. Valorile densităţilor scad spre exterior datorită individualizării reţelelor permanente.

Fig. 16. Masivul Piatra Craiului – densitatea fragmetării reliefului


             2.3.5. Harta adâncimii fragmentării reliefului  

A fost realizată prin lucrul în mai multe programe GIS prin aplicarea funcţiei Neighborhood – Block Statistics ce a calculat diferenţa între altitudinea maximă şi cea minimă de pe fiecare km2. Este o metodă potrivită de exprimare a caracteristicilor cantitative ale reliefului, prin realizarea unui caroiaj kilometric prin intermediul căruia se calculează adâncimea fragmetării pentru fiecare celulă a acestuia. Softurile GIS oferă o variantă mult mai precisă şi mai flexibilă pentru aceste calcule decât metodele tradiţionale, dimensiunile caroiajului putând fi alese de utilizator în funcţie de dimensiunile arealului analizat (pentru harta realizată pentru Masivul Piatra Craiului am optat pentru p celulă cu latura de 200 m). Cele mai mari valori ale adâncimii fragmentării reliefului ating valori de 800-870 m/km2, unele dintre cele mai mari valori întâlnite în ţară. Aceste valori se înregistrează în partea nord-vestică a masivului (Fig.18). Valori de 700-800 m/km2 se întâlnesc în partea superioară pe versantul vestic, estic şi nordic. Valorile scad spre exteriorul hărţii unde se înregistrează diferenţe de nivel de sub 100 m/km2.

Fig. 17. Histograma vorilor adâncimii fragmentării reliefului
Fig. 18. Masivul Piatra Craiului –adâncimea fragmetării reliefului

2.3.6. Harta curburii în plan şi în profil    
Harta curburii în plan: „geometric, curbura în plan pentru un punct X de pe o suprafaţă topografică este reprezentat de curbura secţiunii tangente la curba de nivel prin care trece punctul X”[1].  Culoarea închisă de pe hartă (Fig. 20) indică o scurgere mai accentuată. Valorile negative indică zonele unde scurgerea apei pe suprafaţa topografică are caracter convergent, iar cele negative reprezintă areale cu scurgere divergentă. Intensitatea caracterului convergent/divergent este cu atât mai mare cu cât se apropie de valorile extreme.
Harta curburii în profil: „din punct de vedere geometric, curbura în profil pentru un punct X de pe suprafaţa topografică este reprezentată de curbura secţiunii tangente la direcţia de scurgere a apei în punctul X”[2]. Acestă hartă indică gradul de convexitate (valorile pozitive reprezentate cu culori închise ) sau de concavitate (valorile negative reprezentate cu culori deschise). Curbura în profil infulenţează viteza de scurgere a apei pe suprafaţa topografică, fiind accelerată în zonele convexe şi încetinită în zonele concave. (Fig 20)
Cele două hărţi (Fig. 20) ale curburii pot fi folosite pentru diverse analize de vulnerabilitate a versanţilor sau se susceptibilitate a apariţiei proceselor geomorfologice de versant (torenţialitate, şiroire, alunecări de teren), luncă (eroziune liniară, regresivă, laterală, etc).

Fig. 19. Indicatori morfometrici: panta şi curbura (după Terente M, 2008 şi Smith et all, 2008)

Fig. 20. Masivul Piatra Craiului – curbura în profil şi în plan

            2.4. Analiza treptelor de relief
Piatra Craiului este un masiv aproape în întregime alcătuit din roci sedimentare (calcare de vârstă jurasică - dolomite, conglomerate). În zonele în care calcarele au fost stratificate pe orizontală au luat naştere pereţi verticali înalţi de 300-500 m dintre Padina Lăncii şi Valea lui Ivan. Complexitatea formelor de relief dezvoltate pe calcar în Munţii Piatra Craiului prezintă aceeaşi intensitate pe parcursul a 25 de km - pe creasta principală, dar şi pe parcursul Prăpăstiilor Zărneştior, a cheilor Dâmbovicioarei sau a cheilor Dâmboviţei. Se poate remarca un număr impresionant de peşteri şi avene, multe fiind încă nedescoperite. Principalii agenţi ce au favorizat crearea acestor surprinzătoare forme de relief sunt agenţii exogeni, ce acţionează din exterior asupra reliefului.   
Masivul are unul dintre cele mai interesante succesiuni geologice din Carpaţi: pe un fundament metamorfic se află o stivă de calcare. Fundamentul metamorfic este alcătuit din şisturi cristaline din perioadele Jurasic şi Cratacic (care aparţin complexului Calusu-Tămăşel, şi Voineasa-Păpuşa). În partea centrală, pe aliniamentul Muntele Tămăşel - Vf. Grind – La Table, pe care se întâlnesc toate tipurile de roci sedimentare (calcare, gresii, conglomerate, fosfodiorite şi radiolarite).
Stiva de calcare are grosime variabilă, de la cca. 300 m în sud, la cca. 800 m în nord. Acestea sunt stratificate, cu o înclinare variabilă de la 30 - 40 grade (vest-est) în sud până la verticală şi chiar răsturnate (în nord). (Vezi harta pantelor).
La baza versantului estic din Piatra Mare şi Pietricica (creasta nordică) se găsesc conglomerate cu elemente calcaroase şi ciment grezo-calcaros. Cele mai noi conglomerate de vârstă vracono-cenomaniană se găsesc pe versantul estic al Pietrei Craiului şi în Culoarul Rucar-Bran pe teritoriul satelor Măgura şi Peştera. Calcarele se extind pe întregul versant vestic în treimea superioară a versantului estic şi în cadrul văilor limitrofe: Dâmboviţa, Dâmbovicioara şi Râul Zărneştilor. Calcarele sunt intens stratificate şi tectonizate.
Din punct de vedere structural Piatra Craiului reprezintă flancul vestic al sinclinalului suspendat, cu acelaşi nume, caracterizat printr-o puternică tectonizare. Specifice sunt faliile care traversează tot flancul de sinclinal, unele prelungindu-se şi în Culoarul Rucăr – Bran. Se remarcă faliile Gălgoaie, Fundurile, Grindului şi Ţimbalelor, care divizează masivul în câteva compartimente morfo-tectonice.



[1]  Shary, 1995.
[2]  Shary, 1995.