Nová metodika

1. Přípravná fáze – kabinetní výzkum

2. Kontrola správnosti navržených tras terénním průzkumem

3. Zpracování dat a prezentace výsledků

Postup lze rozdělit do tří základních etap. První je přípravná část, během níž se provádí studium písemných pramenů, místních a pomístních jmen a také kartografických a ikonografických podkladů a jejich digitalizace v prostředí GIS. Následuje sběr dat v terénu, konkrétně terénní mapování reliktů cest a objektů při cestách s pomocí GPS přístroje, letecké snímkování, letecký laserscanning, geofyzikální prospekce a archeologické průzkumy. Nakonec je uskutečněno zpracování a vyhodnocení naměřených dat na PC. Veškeré prostorové informace jsou průběžně doplňovány do „Digitální mapy starých cest a souvisejících objektů“, a to v rámci open source programu Quantum GIS 1.8 Lisboa (k 2.7.2013). K prezentaci dat slouží aplikace VectorMap, která je vyvíjena speciálně pro účely správy a prezentace prostorových informací o starých cestách.

 

1. Přípravná fáze – kabinetní výzkum

Studium kartografických a ikonografických podkladů

Sběr prostorových informací probíhá v několika samostatných úrovních. Nejstarší mapová díla jako např. dobové mapy tvořené jednotlivci, Müllerovy mapy, mapy I. vojenského mapování atd. jsou velmi cenným zdrojem informací o starých cestách a mnohdy stěžejním podkladem při rozhodování o možných průbězích jednotlivých regionálních a dálkových tras krajinou. Jelikož mapy nevznikaly na geodetických základech, bývá proto jejich interpretace mnohdy dosti obtížná. Vhodné je provádět srovnání s mladšími mapami tak, aby se eliminovaly možné chyby vzniklé nesprávnou interpretací. Významným pramenem jsou mimo jiné popisy I. vojenského mapování jako písemný operát k operátu mapovému.

Dalším zdrojem jsou mapy II. vojenského mapování a mapy stabilního katastru (císařské povinné otisky), se kterými je již možné pracovat v georeferencované podobě. Jsou to hlavní mapové zdroje poskytující informace o původní struktuře krajiny s dostatečnou přesností.

V rámci studia mapových podkladů lze samozřejmě vycházet i z mladších kartografikých děl, jako jsou například mapy III. vojenského mapování, speciální mapy 1:75 000 a další. Vzhledem k dataci těchto map je však nutné počítat s absencí některých cest, které byly na starších mapách ještě zakresleny, a případně také se změnami ve struktuře a významu jednotlivých cest. Další kategorií jsou mapy panství, které byly často kresleny s velkou mírou detailu. Tyto mapy však pokrývají jen některé oblasti českých zemí, takže je v rámci výzkumu starých cest většinou nelze použít.

Nejnovější mapy jako jsou např. Základní mapa ČR 1 : 10 000, Státní mapa 1 : 5 000, Digitální model území 1 : 25 000 nebo také mapy Českého svazu orientačního běhu jsou vhodné spíše ke studiu tvarů vzniklých pravidelným užíváním starých cest (úvozů) viz kapitola C2.

Z ikonografikých podkladů jsou pro účely výzkumu starých cest vhodné především dobové veduty a dále také staré fotografie, zachycující krajinu z dob 1. pol. 20. století.

Studium písemných pramenů

Nedílnou součástí výzkumu historických cest je studium písemných pramenů, které zahrnuje sběr informací jak z dobových listin, tak i z novodobých publikací. Studovány jsou dokumenty zmiňující se o starých cestách, o jejich využití, dále o obcích, přes které tyto cesty procházely, o událostech, které se na nich odehrály a o způsobech jejich výstavby, údržby a ochrany.

Studium místních a pomístních názvů

Důležitou částí podkladových dat jsou také místní a pomístní jména jako nositelé informací o možném původním využití území v lokalitě, ke které se vztahují. V oblasti výzkumu starých cest mohou poukazovat na samotnou cestu, na typ cesty, její strukturu, tvar, způsob údržby a kontroly, stáří atd. Oproti dobovým písemným pramenům, které se vztahují pouze k menším fragmentům krajiny, jsou tyto údaje jediným zdrojem historických informací, který pokrývá v téměř kompaktní podobě větší část našeho území.

Definování výchozích oblastí a průchozích bodů

Pro správné určení průběhu historických cest je třeba nejprve vymezit výchozí oblasti, mezi kterými jsou hledány nejoptimálnější komunikační spoje. Při vytyčování jednotlivých ploch je důležité se řídit především historickým kontextem a také již objevenými archeologickými nálezy. Vzhledem k časovému vymezení této metodiky se vybírají přednostně takové oblasti, které byly intenzivněji osídleny již v době raného středověku, tedy ještě před velkou kolonizací. Ta je pro české země datována přibližně ke konci 12. století a v průběhu 13. století. Ostatní plochy je možné zařadit do kategorie přechodových oblastí, přes které prochází jednotlivé historické cesty (komunikační koridory).

Dále se provádí výběr průchozích bodů, které jsou určující při stanovování trasy v přechodových oblastech. Jedná se především o významné objekty nacházející se v blízkosti důležitých historických cest. Jejich poloha je zjišťována jednak ze starých a současných map (analogových či digitálních), dále z publikačních a archivních materiálů, z informací zjištěných od místních pamětníků atp. Postupně jsou mapovány: pravěká a ranně středověká centra (oppida, hradiště, kultovní místa), středověká feudální sídla (hrady, tvrze, dvorce), středověká města (města královská, poddanská, horní), sakrální stavby (kostely, poutní kostely, kláštery), místa obchodu (trhová místa), významné těžební oblasti (těžba železa, mědi, cínu, stříbra, zlata, pískovce, vápence, tuhy) a důležité zpracovatelské a výrobní objekty (mlýny, hamry, hutě).

Po vymezení výchozích oblastí a průchozích bodů následuje proces digitalizace starých cest, které se sdružují do svazků tvořících jednotlivé dopravní korydory (historické cesty). Vychází se především z map II. vojenského mapování z let 1836-1852, ve kterých je možné sledovat původní struktury cestní sítě mnohdy až středověkého původu s vysokou přesností. Během procesu digitalizace jsou vypuštěny všechny cesty zjevně lokálního charakteru (cesty mezi záhony, lesní lokální cesty apod.) V rámci procesu selekce jednotlivých linií je důležité sledovat jejich vztah k poloze významných objektů a také ke struktuře říční sítě a reliéfu. Průběžné komunikační linie by měly plynule probíhat krajinou spojujíce významná místa převážně po konvexních tvarech mimo údolí vodních toků a pokud možno s co nejméně členitým podélným profilem.

Aby bylo možné tato pravidla uplatnit, je třeba kromě studia map II. vojenského mapování sledovat průběh cest i na současných mapách, které obsahují přesnější výškové i polohové údaje. Vhodným podkladem může být také stínovaný reliéf. Během procesu selekce je velmi přínosné sledovat průběhy cest také na dalších starých mapách, jako jsou např. Müllerovy mapy z počátku 18. století a jejich deriváty, mapy I. vojenského mapování z let 1764-1783, mapy stabilního katastru z let 1826-1843 atd.

Určování průběhu jednotlivých komunikačních linií je dlouhodobý proces, při němž se jednotlivé zákresy neustále upřesňují. Čím více podkladových dat vstupuje do procesu studia cest, tím přesnějších výsledků je možné dosáhnout. Veškeré cesty jsou postupně zakreslovány do Digitální mapy starých cest a souvisejících objektů ve formě vektorových liniových vrstev.

 

2. Kontrola správnosti navržených tras terénním průzkumem

a) Pozemní prospekce

V další fázi probíhá rekognoskace terénu, kdy je sledováno, zdali se podél vytyčených historických cest nacházejí relikty úvozů. Na tyto úseky jsou posíláni proškolení terénní pracovníci, kteří jednotlivé úvozy zaměřují pomocí GPS aparatury společně s dalšími objekty při cestách, jako jsou kamenná dopravní značení, smírčí kříže, staré hraničníky, boží muka atd. Terénní průzkum zahrnuje: zaměření sledovaných objektů, jejich popis a fotodokumentaci s určením polohy a případně i orientace. V případě rozsáhlejších systémů jsou vytyčeny pouze okraje mapované oblasti a na základě tohoto vymezení se nad dané území vyšle speciální letoun s aparaturou umožňující provádět laserové skenování, jehož výsledkem je výškový model území. Většina těchto průzkumů se provádí především v lesním prostředí.

b) Letecké laserové skenování

Pro potřeby detailního studia struktury úvozových cest a dalších souvisejících objektů se jako vhodný prostředek nejvíce osvědčila data z leteckého laserového skenování. Jedná se o relativně novou metodu dálkového průzkumu Země, s jejíž pomocí je možné vytvářet 3D modely zemského povrchu. Výsledkem leteckého laserového skenování je soubor prostorových bodů tzv. „mračen bodů“ reprezentujících místa odrazu laserového paprsku od jednotlivých překážek. Každý bod je opatřen 3D souřadnicemi a hodnotou intenzity odrazu. Pro účely sledování reliktů starých cest a souvisejících objektů je dostačující hustota bodů 3 až 4 laserové body na 1 m².  Při tomto rozlišení je možné rozpoznat většinu sledovaných objektů, jako jsou např. cesty, úvozy, úvozové cesty, mělké deprese nad pohřbenými úvozovými cestami, náspy, příkopy, valy, zákopy, mohyly, rozory, terasy atd. Mračna bodů se následně převádí do rastrové podoby výškového modelu terénu. Vzhledem k hustotě bodů je doporučeno převést data na rastr s metrovým rozlišením. V případě větší velikosti pixelu je nutno počítat s částečnou ztrátou obrazové informace.

c) Letecká prospekce

V polní krajině jsou sledovány stopy starých cest nejčastěji leteckou prospekcí. Oproti pozemní terénní prospekci je možné sledovat v jednom okamžiku širší území, díky čemuž prospektor vidí mnohem více prostorových souvislostí. Vizuální průzkum je často doplněn fotodokumentací, kdy jsou pořizovány šikmé či kolmé snímky (v případě patřičné aparatury) v barevném, infračerveném nebo multispektrálním provedení. Kromě klasického letadla může být nosičem kamery také dálkově řízený model, jehož použití je zejména v posledních letech stále populárnější. Vizuálním průzkumem a fotografickým snímkováním mohou být na základě vegetačních, stínových, půdních, sněžných a jiných příznaků vyhledávány, identifikovány a evidovány archeologické objekty, mezi které patří také pohřbené objekty cest.

d) Metody určené k dataci reliktů cest

V rámci terénních prací je využíváno také dalších metod výzkumu. K určení stáří jednotlivých cest jsou prováděny jednak archeologické průzkumy s pomocí detektorů kovů a dále také geologické sondáže, během nichž jsou odebírány vzorky sedimentů z báze úvozů, které se pak posílají do specializované laboratoře k datování pomocí metody opticky stimulované luminiscence. V rámci projektu NAKI bylo v letech 2011-2013 archeologickými detektorovými průzkumy nalezeno několik set kovových předmětů nejčastěji středověkého stáří a v některých případech i pravěkého stáří (v desítkách kusů). Nejčastěji jsou nalézány koňské podkovy, ostruhy, přezky a další součásti výbavy jezdce a koně. Mezi další nálezy patří součásti dopravních prostředků a pomůcek, osobní výbavy a šperky, zbraně a zbroj, mince a další předměty.

e) Geofyzikální metody

V případě zasypaných úvozů se k jejich identifikaci používá také geofyzikálních metod, především pak georadarového měření. To je realizováno soupravou SIR-3000 s anténami 400Mhz a 200Mhz. Pro mapování je využíváno metod přímého profilování nebo 3D profilování. Výsledkem jsou radarogramy (profily) nebo 3D řezy a hloubkové vrstvy. Při jednoduchém profilování jsou profily vedeny kolmo na předpokládaný směr úvozových cest.

 

3. Zpracování dat a prezentace výsledků

Aplikace QGIS

Jak již bylo uvedeno výše, ke správě dat slouží mapová aplikace Quantum GIS 1.8 Lisboa zkráceně označovaná QGIS. Ukládány jsou zde informace získané jednak během přípravné fáze, a jednak také v rámci terénních měření. Vybrané nově rozpoznané objekty jsou vektorizovány ve formě bodů, linií a polygonů a roztříděny do jednotlivých mapových vrstev. Soubor těchto vrstev je pak souhrnně označován pod názvem Digitální mapa starých cest a souvisejících objektů. Samostatnou kategorií vektorových vrstev jsou body zájmu a trasy stažené z GPS přístroje. Především se jedná o GPS data vzniklá při terénní prospekci v oblastech s výskytem reliktů cest, na jejichž podkladě se následně digitalizují jednotlivé linie úvozů.

Kromě vektorových dat je v QGISe pracováno také s rastrovými vrstvami. Jedná se zejména o mapy pokrývající svým obsahem celé území českých zemí, které jsou dostupné na internetu přes webové mapové služby (WMS). V rámci studia starých cest jsou používány jak mapy starší (mapa II. vojenského mapování), tak i současné (základní mapa 1: 10 000, ortofotomapa čuzk apod.) nad jejichž podkladem jsou následně vektorizovány vybrané objekty (cesty, obce, významné objekty, drobné památky atd.) Pro účely detailnějšího studia starých cest jsou nově georeferencovány také mapy stabilního katastru, které se v QGISe zobrazují jako jedna vrstva (nejedná se tedy již o dílčí mapové listy). Do kategorie rastrových dat patří také mapy vzniklé za pomoci leteckého laserového skenování (zkráceně LLS). Z dat LLS jsou za použití sofistikovaných analýz vytvářeny modely simulující terénní nerovnosti. Analýzy terénu se v aplikaci QGIS provádějí prostřednictvím modulu Rastr > Analýza > DEM (modely terénu), kde lze zvolit jednotlivé režimy (typy) výpočtu. Pro studium reliktů starých cest a souvisejících objektů jsou vhodné především tyto analýzy: analýza stínovaného reliéfu (hillshade), analýza sklonitosti (slope) a analýza orientace (aspect). Gridy sklonitosti a orientace je možné dále upravovat formou zvýraznění určitého intervalu či změnou barevné stupnice. Poněkud náročnější metodou, co se týče procesu zpracování, je výpočet gridu lokálních anomálií, na kterém je možné rozlišit zahloubené a vystouplné tvary s určením jejich hloubky/výšky. V některých případech jsou vytvářeny také příčné profily generované z rastrových dat DMR, s jejichž pomocí lze vykreslit např. příčný profil úvozových cest, strží, valů, hrází apod.

V případě dostatečného množství podkladových dat je možné také predikovat průběhy vybraných úseků historických cest za pomoci pokročilých GIS analýz. U vektorů lze využít síťových analýz a u rastrových dat výpočet cesty minimálního odporu nad frikčním povrchem. Při vyhodnocování jednotlivých výsledků je však nutné počítat s jistými chybami, jelikož vstupní data nemohou nikdy postihnout všechny podmínky vziku cest.

Zpracování a správa fotografií a leteckých snímků

Pro kvalitní studium objektů týkajících se dopravy je vhodné doplnit mapy také o obrazovou část. Kromě klasických fotografií jsou používány také další způsoby zachycení reálného obrazu krajiny. Patří sem např. sférické fotografie, z nichž se následně vytváří virtuální prohlídky, dále anaglyfy, které za použití speciálních brýlí s filtry umožňují zobrazit realitu ve 3D či kolmé a šikmé fotografie z letecké prospekce prezentované formou interaktivních náhledů přímo nad mapou.

VectorMap

K prezentaci výsledků v prostředí internetu slouží mapový server VectorMap. Zde jsou postupně exportovány veškeré objekty z aplikace QGIS, přičemž styl jednotlivých objektů se nastavuje automaticky. Pomocí této aplikace je možné data dále spravovat a aktualizovat. Vybrané objekty je možné vkládat také přímo bez použití aplikace QGIS. To je vhodné především pro uživatele, kteří nemají s ovládáním QGISu zkušenosti a kteří vyžadují jednoduché a snadno ovladatelné prostředí pro konkrétní účel (např.vkládání pomístních jmen, drobných sakrálních objektů atd.)