Determination of optimal spatial databases for the area of Poland to the calculation of air pollutant dispersion using the CALMET / CALPUFF model

Abstract

This paper presents a methodology for the preparation of three-dimensional spatial data and land use data for the purpose of modeling pollutant dispersion in the ambient air using a group of geophysical preprocessors of the CALMET / CALPUFF modeling system and the GIS software. Some space information data sources available to Poland were specified and their characteristics and availability were discussed. Particular attention was turned to the SRTM3 and GTOPO30 elevation data as well as the CLC2006 and GLCC land use data, for the preparation of computational grids of different resolutions. Groups of programs which can be used in order to form computational grids based on the above-mentioned databases were identified. The discussed spatial data preparation procedure was used for the area of the city of Krakow and the surrounding area. As a result of the conducted activities, processed information on the terrain in the adopted computational area, possible to be used in the calculation of a three-dimensional meteorological grid (CALMET) and in the calculation of pollutant dispersion in the ambient air (CALPUFF) was obtained.

W pracy przedstawiono metodykę przygotowania trójwymiarowych danych przestrzennych i użytkowania terenu na potrzeby modelowania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym z zastosowaniem grupy preprocesorów geofizycznych systemu modelowania CALMET / CALPUFF i oprogramowania typu GIS. Wskazano niektóre dostępne dla terenu Polski źródła danych informacji o przestrzeni oraz omówiono ich charakterystykę i dostępność. Szczególną uwagę zwrócono na dane wysokościowe SRTM3 i GTOPO30 oraz dane użytkowania terenu CLC2006 i GLCC pod kątem przygotowania siatek obliczeniowych o różnej rozdzielczości. Wskazano grupy programów możliwych do zastosowania w celu utworzenia siatek obliczeniowych w oparciu o wyżej wymienione bazy danych. Omówiony sposób przygotowania danych przestrzennych został zastosowany dla obszaru miasta Krakowa i okolic. W efekcie przeprowadzonych działań uzyskano przetworzoną informację o terenie w przyjętym obszarze obliczeniowym możliwą do wykorzystania w obliczeniach trójwymiarowej siatki meteorologicznej (CALMET) oraz w obliczeniach rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym (CALPUFF).