Uncertainty in Historical Land-Use Reconstructions with Topographic Maps
PDF

Keywords

forest cover change
uncertainty
topographic maps
the Carpathians
the Alps

How to Cite

Kaim, D., Kozak, J., Ostafin, K., Dobosz, M., Ostapowicz, K., Kolecka, N., & Gimmi, U. (2014). Uncertainty in Historical Land-Use Reconstructions with Topographic Maps. Quaestiones Geographicae, 33(3), 55–63. https://doi.org/10.2478/quageo-2014-0029

Abstract

The paper presents the outcomes of the uncertainty investigation of a long-term forest cover change analysis in the Polish Carpathians (nearly 20,000 km2) and Swiss Alps (nearly 10,000 km2) based on topographic maps. Following Leyk et al. (2005) all possible uncertainties are grouped into three domains - production-oriented, transformation- oriented and application-oriented. We show typical examples for each uncertainty domain, encountered during the forest cover change analysis and discuss consequences for change detection. Finally, a proposal for reliability assessment is presented.

https://doi.org/10.2478/quageo-2014-0029
PDF

References

Affek A., 2011. Landscape continuity versus landscape transformation: a case study in the Wiar River catchment, Polish Carpathians (1780-2000). The Problems of Landscape Ecology 30: 147-155.

Affek A., 2011. Landscape continuity versus landscape transformation: a case study in the Wiar River catchment, Polish Carpathians (1780-2000). The Problems of Landscape Ecology 30: 147-155.

Affek A., 2013. Georeferencing of historical maps using GIS: As exemplified by the Austrian military surveys of Galicia. Geographia Polonica 86(4): 375-390.

Affek A., 2013. Georeferencing of historical maps using GIS: As exemplified by the Austrian military surveys of Galicia. Geographia Polonica 86(4): 375-390.

Bennett B., 2001. What is a forest? On the vagueness of certain geographic concepts. Topoi 20: 189-201.

Bennett B., 2001. What is a forest? On the vagueness of certain geographic concepts. Topoi 20: 189-201.

Bjørke J.T., 1996. Framework for entropy-based map evaluation. Cartography and Geographic Information Systems 23(2): 78-95.

Bjørke J.T., 1996. Framework for entropy-based map evaluation. Cartography and Geographic Information Systems 23(2): 78-95.

Fisher P., 2003. Data quality and uncertainty: Ships passing in the night! In: Shi W., Goodchild M.F., Fisher P. (eds), Proceedings of the Second International Symposium on Spatial Data Quality. Hong Kong, Hong Kong Polytechnic University: 17-22.

Fisher P., 2003. Data quality and uncertainty: Ships passing in the night! In: Shi W., Goodchild M.F., Fisher P. (eds), Proceedings of the Second International Symposium on Spatial Data Quality. Hong Kong, Hong Kong Polytechnic University: 17-22.

Gimmi U., Lachat T., Bürgi M., 2011. Reconstructing the collapse of wetland networks in the Swiss lowlands 1850-2000. Landscape Ecology 26: 1071-1083.

Gimmi U., Lachat T., Bürgi M., 2011. Reconstructing the collapse of wetland networks in the Swiss lowlands 1850-2000. Landscape Ecology 26: 1071-1083.

Ginzler C., Brändli U.-B., Hägel M., 2011. Waldflächenentwicklung der letzten 120 Jahre in der Schweiz. Schweizerische Zeitschrift für Forstwesen 162: 337-343.

Ginzler C., Brändli U.-B., Hägel M., 2011. Waldflächenentwicklung der letzten 120 Jahre in der Schweiz. Schweizerische Zeitschrift für Forstwesen 162: 337-343.

Global Forest Resources Assessment 2010. Main report, FAO Forestry Paper, 163, Rome, FAO.

Global Forest Resources Assessment 2010. Main report, FAO Forestry Paper, 163, Rome, FAO.

Goodchild M.F., 1991. Issues of quality and uncertainty. In: Muller J.C. (ed.), Advances in Cartography. London, Elsevier: 113-39.

Goodchild M.F., 1991. Issues of quality and uncertainty. In: Muller J.C. (ed.), Advances in Cartography. London, Elsevier: 113-39.

Gregory I.N., Ell P.S., 2007. Historical GIS. Technologies, Methodologies and Scholarship. Cambridge Studies in Historical Geography. Cambridge, Cambridge University Press.

Gregory I.N., Ell P.S., 2007. Historical GIS. Technologies, Methodologies and Scholarship. Cambridge Studies in Historical Geography. Cambridge, Cambridge University Press.

Gregory I.N., Healey R.G., 2007. Historical GIS: structuring, mapping and analyzing geographies of the past. Progress in Human Geography 31(1): 638-653.

Gregory I.N., Healey R.G., 2007. Historical GIS: structuring, mapping and analyzing geographies of the past. Progress in Human Geography 31(1): 638-653.

Grosjean G., 1996. Geschichte der Kartographie. Geographisches Institut der Universität Bern, Bern.

Grosjean G., 1996. Geschichte der Kartographie. Geographisches Institut der Universität Bern, Bern.

Gugerli D., Speich D., 2002. Topographien der Nation. Politik, kartographische Ordnung und Landschaft im 19. Jahrhundert. Chronos Verlag, Zürich.

Gugerli D., Speich D., 2002. Topographien der Nation. Politik, kartographische Ordnung und Landschaft im 19. Jahrhundert. Chronos Verlag, Zürich.

Instrukcja Techniczna K-2 - Mapy topograficzne do celów gospodarczych, 1980. Wyd. 2 Warszawa.

Instrukcja Techniczna K-2 - Mapy topograficzne do celów gospodarczych, 1980. Wyd. 2 Warszawa.

Instrukcja topograficzna WIG, 1925. Część II techniczna. Warszawa.

Instrukcja topograficzna WIG, 1925. Część II techniczna. Warszawa.

Kaim D., 2009. Zmiany pokrycia terenu na pograniczu polsko- słowackim na przykładzie Małych Pienin. Przegląd Geograficzny 81: 93-106.

Kaim D., 2009. Zmiany pokrycia terenu na pograniczu polsko- słowackim na przykładzie Małych Pienin. Przegląd Geograficzny 81: 93-106.

Kozak J., 2003. Forest cover changes in the Western Carpathians over the past 180 years: a case study from the Orawa region in Poland. Mountain Research and Development 23: 369-375.

Kozak J., 2003. Forest cover changes in the Western Carpathians over the past 180 years: a case study from the Orawa region in Poland. Mountain Research and Development 23: 369-375.

Kozak J., 2010. Forest Cover Changes and Their Drivers in the Polish Carpathian Mountains Since 1800. In: Nagendra H., Southworth J., (eds), Reforesting Landscapes. Linking Pattern and Process. Landscape Series 1: 253-273, Springer Verlag.

Kozak J., 2010. Forest Cover Changes and Their Drivers in the Polish Carpathian Mountains Since 1800. In: Nagendra H., Southworth J., (eds), Reforesting Landscapes. Linking Pattern and Process. Landscape Series 1: 253-273, Springer Verlag.

Krassowski B., 1974. Polska kartografia wojskowa w latach 1918-1945. Wydawnictwo MON, Warszawa.

Krassowski B., 1974. Polska kartografia wojskowa w latach 1918-1945. Wydawnictwo MON, Warszawa.

Kunz M., 2006. Standaryzacja danych kartograficznych i teledetekcyjnych do analizy zmian struktury krajobrazu. Roczniki Geomatyki 6(3): 119-127.

Kunz M., 2006. Standaryzacja danych kartograficznych i teledetekcyjnych do analizy zmian struktury krajobrazu. Roczniki Geomatyki 6(3): 119-127.

Leyk S., Boesch R., Weibel R., 2005. A conceptual framework for uncertainty investigation in map-based land cover change modeling. Transactions in GIS 9: 291-322.

Leyk S., Boesch R., Weibel R., 2005. A conceptual framework for uncertainty investigation in map-based land cover change modeling. Transactions in GIS 9: 291-322.

Leyk S., Boesch R., Weibel R., 2006. Saliency and semantic processing - extracting forest cover from historical topographic maps. Pattern Recognition 39(5): 953-968.

Leyk S., Boesch R., Weibel R., 2006. Saliency and semantic processing - extracting forest cover from historical topographic maps. Pattern Recognition 39(5): 953-968.

Longley P.A., Goodchild M.F., Maguire D.J., Rhind D.W., 2001. Geographic Information: Systems and Science. Chichester, John Wiley and Sons G.H., 1999. A ‘forest’ by any other name… Environmental Science & Policy 2: 125-133.

Longley P.A., Goodchild M.F., Maguire D.J., Rhind D.W., 2001. Geographic Information: Systems and Science. Chichester, John Wiley and Sons G.H., 1999. A ‘forest’ by any other name… Environmental Science & Policy 2: 125-133.

Ostafin K., 2009. Zmiany granicy rolno-leśnej w środkowej części Beskidu Średniego od połowy XIX wieku do 2005 roku. Wydawnictwo UJ, Kraków.

Ostafin K., 2009. Zmiany granicy rolno-leśnej w środkowej części Beskidu Średniego od połowy XIX wieku do 2005 roku. Wydawnictwo UJ, Kraków.

Ostafin K., Iwanowski M., Cacko A., Kozak J., Gimmi U., Kaim D., Psomas A., Ginzler C., Ostapowicz K., in preparation. Detection of forest cover on historical topographic maps based on colour segmentation and morphological image processing.

Ostafin K., Iwanowski M., Cacko A., Kozak J., Gimmi U., Kaim D., Psomas A., Ginzler C., Ostapowicz K., in preparation. Detection of forest cover on historical topographic maps based on colour segmentation and morphological image processing.

Petit C.C., Lambin E.F., 2002. Impact of data integration technique on historical landuse/land-cover change: comparing historical maps with remote sensing data in the Belgian Ardennes. Landscape Ecology 17: 117-132.

Petit C.C., Lambin E.F., 2002. Impact of data integration technique on historical landuse/land-cover change: comparing historical maps with remote sensing data in the Belgian Ardennes. Landscape Ecology 17: 117-132.

Plewe B., 2002. The Nature of Uncertainty in Historical Geographic Information. Transactions in GIS 6: 431-456.

Plewe B., 2002. The Nature of Uncertainty in Historical Geographic Information. Transactions in GIS 6: 431-456.

Pontius R.G., Spencer J., 2005. Uncertainty in extrapolations of predictive land change models. Environment and Planning B 32: 211-230. Przepis podstawowy o sporządzaniu map wojskowych i opisu wojskowo- geograficznego, 1929. Wojskowy Instytut Geograficzny, Warszawa.

Pontius R.G., Spencer J., 2005. Uncertainty in extrapolations of predictive land change models. Environment and Planning B 32: 211-230. Przepis podstawowy o sporządzaniu map wojskowych i opisu wojskowo- geograficznego, 1929. Wojskowy Instytut Geograficzny, Warszawa.

Skaloš J., Weber M., Lipský Z., Trpáková I., Šantrůcková M., Uhlířová L., Kukla P., 2011. Using old military survey maps to analyse long-term land cover changes - Case study (Czech Republic). Applied Geography 31: 426-438.

Skaloš J., Weber M., Lipský Z., Trpáková I., Šantrůcková M., Uhlířová L., Kukla P., 2011. Using old military survey maps to analyse long-term land cover changes - Case study (Czech Republic). Applied Geography 31: 426-438.

Timár G., 2004. GIS integration of the second military survey sections - a solution valid on the territory of Slovakia and Hungary. Kartografické listy 12: 119-126.

Timár G., 2004. GIS integration of the second military survey sections - a solution valid on the territory of Slovakia and Hungary. Kartografické listy 12: 119-126.

Troll M., 2013. Dawny austriacki kataster gruntowy w bazie danych geograficznych dla Czarnohory (Karpaty Wschodnie, Ukraina). GIS w nauce - Streszczenia konferencyjne KUL, Lublin: 10-11. Ustawa z dnia 28 września 1991 r. o lasach., Dz.U. 101.444.

Troll M., 2013. Dawny austriacki kataster gruntowy w bazie danych geograficznych dla Czarnohory (Karpaty Wschodnie, Ukraina). GIS w nauce - Streszczenia konferencyjne KUL, Lublin: 10-11. Ustawa z dnia 28 września 1991 r. o lasach., Dz.U. 101.444.

Veregin H., 1999. Data quality parameters. In: Longley P., Goodchild M.F., Maguire D.J., Rhind D.W. (eds), Geographical Information Systems: Principles, Techniques, Management and Applications (Volume 1). New York, John Wiley and Sons: 177-189.

Veregin H., 1999. Data quality parameters. In: Longley P., Goodchild M.F., Maguire D.J., Rhind D.W. (eds), Geographical Information Systems: Principles, Techniques, Management and Applications (Volume 1). New York, John Wiley and Sons: 177-189.

Walczak W., 1946. Znaki topograficzne stosowane najczęściej na mapach polskich WIG oraz najważniejsze znaki na mapach byłych zaborów. Wiedza-Zawód-Kultura, Kraków.

Walczak W., 1946. Znaki topograficzne stosowane najczęściej na mapach polskich WIG oraz najważniejsze znaki na mapach byłych zaborów. Wiedza-Zawód-Kultura, Kraków.

Warcholik W., 2005. Rejestracja różnic w przebiegu granicy rolno-leśnej w Beskidzie Niskim na obszarze Polski i Słowacji (1933-1975) z wykorzystaniem GIS. Problemy Zagospodarowania Ziem Górskich 51: 59-69.

Warcholik W., 2005. Rejestracja różnic w przebiegu granicy rolno-leśnej w Beskidzie Niskim na obszarze Polski i Słowacji (1933-1975) z wykorzystaniem GIS. Problemy Zagospodarowania Ziem Górskich 51: 59-69.

Wolski J., 2012. Błędy i niepewność w procesie tworzenia map numerycznych. Prace Komisji Krajobrazu Kulturowego 16: 15-32.

Wolski J., 2012. Błędy i niepewność w procesie tworzenia map numerycznych. Prace Komisji Krajobrazu Kulturowego 16: 15-32.

Wulf M., Rujner H., 2011. A GIS-based method for the reconstruction of the late eighteenth century forest vegetation in the Prignitz region (NE Germany). Landscape Ecology 26: 153-168.

Wulf M., Rujner H., 2011. A GIS-based method for the reconstruction of the late eighteenth century forest vegetation in the Prignitz region (NE Germany). Landscape Ecology 26: 153-168.

Zhang J., Goodchild M.F., 2002. Uncertainty in Geographical Information. Taylor and Francis, London.

Zhang J., Goodchild M.F., 2002. Uncertainty in Geographical Information. Taylor and Francis, London.