Анализ пригодности

Анализ пригодности – это процесс и процедуры, используемые для установления пригодности системы, то есть способности системы удовлетворять потребности заинтересованной стороны или другого пользователя.

До того, как ГИС (компьютеризированный метод, помогающий определить анализ пригодности) широко использовался в середине-конце 20-го века, градостроители сообщали о своих идеях анализа пригодности, накладывая прозрачные пленки в увеличивающейся темноте на карты текущих условий. Потомок этого метода используется в приложении ГИС под названием многокритериальный анализ решений. В 1960-х годах был разработан механизм, называемый процессом экологической инвентаризации, для документирования существующих условий окружающей земли, чтобы помочь в проведении анализа для рассматриваемой земли. Эти механизмы были компьютеризированы с появлением компьютеров из-за неэффективности методов, таких как невозможность наложения большого количества прозрачных пленок.

Для того, чтобы прокормить растущее население, которое настаивает на способности к экстенсивному земледелию, анализ пригодности становится все более необходимым для максимально полного использования наиболее продуктивных земель, более тщательного соответствия потребностей растений существующим активам в окружающей среде. Этот метод известен как точное земледелие.

Анализ пригодности также может использоваться для отслеживания и обозначения потенциальных опасностей, таких как землетрясения, загрязнение или даже преступления. Он также может быть использован для определения выгодных мест для коммерческих центров.[4]

• Анализ наименьшей угловой геометрической дистанции (geometric distance):поиск путей с наименьшим количеством угловых отклонений от каждого сегмента улицы ко всем остальным • Угловая общая глубина (Angular total depth): общая сумма угловых поворотов от каждого сегмента улицы ко всем остальным Чем больше индекс удельной интеграции, тем у сегмента улицы выше потенциал перемещения в рамках определенного радиуса • Средняя угловая глубина (Angular mean depth): средняя глубина, основанная на общей глубине всех рассчитанных сегментов улиц в системе. • Удельное угловое интегрирование (NAIN): интегрирование угловых сегментов измеряет потенциалы перемещения. Связность сегментов формирует основу для вычисления угловых интеграций . Удельное угловое интегрирование нормализует угловую общую глубину путем сравнения системы со средним показателем по городу. • Угловой выбор (Angular choice) - это расчет количества использования сегмента в системе на определенном радиусе (r), при использовании анализа наименьшей угловой дистанции. • Нормализованный угловой выбор (NACH): анализ углового выбора показывает потенциальное движение и, следовательно, иерархию городских маршрутов. Он рассчитывается путем деления общего углового выбора (Angular choice) на общую глубину (Total Depth) для каждого сегментав системe, на определенном радиусе – 10 км, 5км, 2км

Модель пригодности

Модель пригодности - это модель, которая оценивает местоположения относительно друг друга на основе заданных критериев. Модели пригодности могут помочь в поиске подходящего места для нового объекта, дороги или среды обитания для вида птиц. Анализ наложения - это распространенный метод создания модели пригодности, который включает в себя использование ГИС-технологий и программного обеспечения. Методы наложения были первоначально разработаны Яном Макхаргом, который использовал ручной картографический процесс наложения, который он описывает в своей книге 1969 года "Дизайн с природой". С развитием программного обеспечения для компьютерного картографирования моделирование пригодности стало намного проще и быстрее в реализации, и сегодня оно используется для многих различных задач.

Обзор

Существует семь основных шагов, необходимых для создания приемлемой модели пригодности:

1. Определите проблему
2. Разбейте проблему на подмодели
3. Определение значимых слоев
4. Реклассифицировать или преобразовать данные в пределах слоя
5. Взвешивание входных слоев
6. Добавление или объединение слоев
7. Анализ
8. Определите проблему

• Без четкого понимания проблемы, которую необходимо решить, модель пригодности не может быть успешной. Все остальные этапы процесса будут способствовать решению этой проблемы. Компоненты этой цели также должны быть определены, а также способ узнать, когда проблема была решена. Учитывая проблему обезлесения, для снижения темпов обезлесения можно было бы создать модель пригодности для моделирования районов, которые с наибольшей вероятностью будут обезлесены в ближайшем будущем; законы и регулирующие органы могли бы затем сосредоточиться на тех районах, которые наиболее подвержены обезлесению. Общей целью модели пригодности для обезлесения было бы замедлить темпы обезлесения.

Разбейте проблему на подмодели

Сложность большинства задач моделирования пригодности может быть ошеломляющей и запутанной; по этой причине желательно разбить модель на подмодели.Для обезлесения существует много разных факторов, поэтому потребуется множество подмоделей. Население, плотность населения, передвижение людей, высота, уклон, тип почвенного покрова, гидрология, расположение охраняемых территорий, тип почвы, законы, дороги и инфраструктура, список можно продолжать, все эти факторы влияют на то, где происходит вырубка лесов и интенсивность. Объединение этих факторов может привести к созданию подмодели для физической среды (высота, уклон, почвенный покров, землепользование, тип почвы и гидрология), для застроенной среды (дороги, инфраструктура и другие соответствующие транспортные сети) и для демографических характеристик (население, плотность населения, темпы роста населения и бедностьоценить).

Определение значимых слоев

Каждая подмодель должна определять аспект общей модели, и только факторы подмодели, которые способствуют решению исходной проблемы, должны быть включены в подмодель. Именно на этом этапе необходимо собрать данные и создать слои; например, может быть известно, что вырубка лесов обычно происходит на определенном расстоянии от городских / дорожных / сельскохозяйственных районов, поэтому для создания растра расстояний вокруг этих областей можно использовать инструмент евклидова расстояния (в программном пакете ГИС).

Реклассификация/преобразование

В модель входит много разных наборов данных, все с различными системами счисления; это означает, что попытка объединить эти наборы данных даст бессмысленные результаты. Следовательно, следует выбрать общую числовую шкалу (обычно от 1 до 9 для взвешенного наложения и от 0 до 1 для нечеткого наложения; с большими значениями, обозначающими более благоприятные области) и переклассифицировать каждый набор данных в новый масштаб (для этого в большинстве приложений ГИС должен быть инструмент).

Вес

Если есть убедительные доказательства того, что некоторые факторы вносят больший вклад в достижение главной цели, эти факторы следует взвешивать на основе их уровня вклада. Например, предыдущие исследования, посвященные конкретно вырубке лесов в Африке, показывают, что одной из основных причин вырубки лесов является добыча топливной древесины; поэтому переменные, связанные с добычей топливной древесины, должны быть взвешены сильнее, чем другие переменные. Взвешивание не должно выполняться, если используется нечеткое наложение.

Добавить/объединить

Для завершения модели все факторы должны быть объединены, обычно с помощью метода взвешенного наложения или нечеткого наложения. Для взвешенного наложения все факторы будут суммированы и переклассифицированы, чтобы сформировать новый уровень данных, где высокие значения означают более благоприятные местоположения, а низкие значения - менее благоприятные местоположения. Анализ нечеткого наложения дает результаты того же типа, но с помощью более сложных методов.

Анализировать

Как только модель пригодности завершена, результаты должны быть проанализированы. Всегда полезно внимательно изучить результаты, чтобы убедиться, что они имеют смысл и не было допущено ошибок. Перед использованием модели результаты также должны быть проверены и подтверждены. В идеале, ценность методов прогнозирования, основанных на пригодности среды обитания, для оценки, например, численности популяции распространенных видов, должна быть проверена до проведения крупномасштабного мониторинга, а не апостериори. Хотя это и сложно с точки зрения логистики, этого можно достичь путем разработки программ мониторинга, включающих интенсивный отбор проб численности в специальных эталонных районах переменного размера. После завершения анализа местоположения могут быть выбраны с использованием модели, и эта информация может быть применена к исходной задаче.

Пригодность в контексте ГИС

Анализ пригодности в контексте ГИС - это географический или основанный на ГИС процесс, используемый для определения пригодности данной области для конкретного использования. Основная предпосылка анализа пригодности ГИС заключается в том, что каждый аспект ландшафта обладает внутренними характеристиками, которые в некоторой степени либо подходят, либо не подходят для планируемых мероприятий. Пригодность определяется путем систематического многофакторного анализа различных аспектов местности. Исходные данные модели включают в себя множество физических, культурных и экономических факторов. Результаты часто отображаются на карте, которая используется для выделения областей от высокой до низкой пригодности.

Модель пригодности ГИС обычно отвечает на вопрос: "Где находится наилучшее местоположение?" — будь то поиск наилучшего местоположения для новой дороги или трубопровода, нового жилого комплекса или магазина розничной торговли. Например, коммерческий застройщик, строящий новый розничный магазин, может принять во внимание расстояние до основных автомагистралей и магазинов конкурентов, а затем объединить результаты с данными о землепользовании, плотности населения и потребительских расходах, чтобы выбрать наилучшее местоположение для этого магазина.

Приложения ГИС

Анализ землепользования: Анализ пригодности землепользования требует использования ГИС (географических информационных систем) для обследования географической пригодности. Этот процесс можно рассматривать с технопозитивистской и социально-политической точек зрения, с точки зрения вовлечения общественности. В рамках анализа пригодности также необходимы факторы, касающиеся экономических альтернативных издержек и социальных последствий на конкретных участках земли. Роль, которую влекут за собой оба этих аспекта тщательного пространственного планирования, подвергалась критике. Инструментальный подход к пространственному анализу можно рассматривать либо как инструмент, либо как основной план, когда дело доходит до пригодности. Это поднимает теоретические вопросы о пространстве, месте и социальном устройстве обоих. Пригодность для землепользования требует многокритериального анализа, который позволяет актуализировать предположительное и теоретическое картирование. В большинстве юрисдикций анализ пригодности земель используется для выбора участка, изучения воздействия и планирования землепользования.

Выбор места розничной торговли: Анализ пригодности имеет решающее значение как для целей маркетинга и мерчендайзинга, так и для выбора новых торговых точек.

Сельское хозяйство

Защита

Анализ преступности

Градостроительство

Дикая природа: идентификация физических структур, естественной среды обитания и взаимосвязи между ними и их воздействием на окружающую среду. Это позволяет оптимизировать отношения между улучшением дикой природы, а также позволяет для искусственного развития.[17]

Пространство возможностей Пространство возможностей - это структура, которая позволяет анализировать все возможные последствия и преимущества анализа пригодности. Он создается на основе анализа геометрических данных, проводимого в режиме реального времени с помощью технологического картографирования местности, что позволяет разрабатывать несколько комбинаций пригодности. Физически это визуальная интерактивная база данных, которая позволяет получить целостный состав пригодности.[21]

Методы

Гештальт-метод:Область нанесена на карту, и определены похожие регионы. Для каждого однородного местоположения составляются дополнительные карты, представляющие каждое возможное землепользование, которые сравниваются и анализируются для определения наилучшего возможного землепользования. Однако этот метод используется не очень часто, поскольку он требует глубоких знаний о рассматриваемом месте, которые обычно приобретаются только тогда, когда планировщик имеет возможность жить в этом пространстве и посвящать ему достаточно времени. Кроме того, его сложнее эффективно передавать.[4]

Метод порядковых комбинаций:Площадь наносится на карту в соответствии с качествами земли, включая наклон, тип почвы, растительность, климат и т.д., и каждое качество имеет рейтинг, связанный с ним, соответствующий его ценности. Таким образом, использование земли определяется присвоенным ей рейтингом пригодности на основе сопоставимых качеств других участков.[4] Некоторые недостатки включают в себя то, что оценка является субъективной для эксперта, и каждая оценка должна быть выполнена по одной и той же шкале, чтобы быть сопоставимой.

Подход с порядковым приоритетом (OPA):Метод, который вычисляет вес каждого компонента и определяет пригодность системы на основе отношений предпочтений.

Метод линейной комбинации:Оцененные качества метода порядковых комбинаций сравниваются с различными весами, при этом наибольший вес присваивается наиболее важному значению, а наименьший - наименее важному, хотя каждая оценка присваивается по одной и той же интервальной шкале.

Анализ пригодности ценностей: Человеческие ценности (например, эстетические предпочтения и т.д.) принимаются во внимание с тем же весом, что и поддающиеся количественной оценке затраты и выгоды при принятии решения о пригодности земли. Это часто делается при принятии решения о включении открытых пространств и методах их управления.

AHP (Аналитический иерархический процесс): метод, который определяет вес каждого компонента земли, делая его благоприятным или неблагоприятным для каждого использования. Он способен выявлять несоответствия в суждениях.

Результаты

Когда анализ пригодности выполнен, для одного и того же участка земли может быть найдено несколько различных вариантов использования. Это может быть полезным или ограничивающим. Если земля признана пригодной для двух или более видов использования, которые могут быть объединены, эти виды использования считаются совместимыми. :Примером этого может быть здание с предприятиями на нижнем этаже и жилыми домами на верхних этажах. Совместимые виды землепользования приводят к взаимовыгодному развитию; удовлетворяется потребность в большем объеме торговли при одновременном удовлетворении потребности в большем количестве жилья, при этом люди весь день остаются на улице, тем самым снижая вероятность преступности. Противоречивое землепользование возникает, когда участок земли может использоваться только для одного или другого использования. Примером этого может служить участок земли, который можно использовать либо как сельскохозяйственные угодья, либо превратить в жилой массив — если земля будет освоена, она больше не может использоваться для сельского хозяйства. Анализ пригодности возвращается в игру здесь, помогая планировщикам расставить приоритеты, какая потребность больше (в случае примера, является ли жилье или сельскохозяйственная земля более необходимыми в свете экономического давления или спроса).

Смотрите также

• ГИС
• Пространственный анализ
• Геопространственное прогнозное моделирование
• Экологическое планирование
• Многокритериальный анализ решений
• Угловая глубина