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 в середине-конце 20-го века ГИС (компьютеризированный метод, который помогает определить анализ пригодности) широко использовался, градостроители сообщали свои идеи анализа пригодности, накладывая прозрачные пленки в увеличивающейся темноте на карты нынешних условий. Потомок этого метода используется в приложении ГИС, называемом многокритериальным анализом решений. В 1960-х годах был разработан механизм, называемый процессом экологической инвентаризации, для документирования существующих условий окружающей земли, чтобы помочь в анализе рассматриваемой земли. Эти механизмы были компьютеризированы с появлением компьютеров из-за неэффективности методов, таких как невозможность наложения большого количества прозрачных пленок.

Чтобы прокормить растущее население, которое стремится к экстенсивному сельскому хозяйству, анализ пригодности становится все более необходимым для использования наиболее продуктивных земель в полной мере, более тщательно сопоставляя потребности растений с существующими активами в окружающей среде. Этот метод известен как точное земледелие.

Анализ пригодности также можно использовать для отслеживания и маркировки потенциальных опасностей, таких как землетрясения, загрязнение или даже преступность. Его также можно использовать для определения выгодных мест для коммерческих центров.

Модель пригодности

Модель пригодности — это модель, которая взвешивает местоположения относительно друг друга на основе заданных критериев. Модели пригодности могут помочь найти благоприятное место для нового объекта, дороги или среды обитания для определенного вида птиц. Анализ наложения — это распространенный метод создания модели пригодности, который включает использование ГИС . методов и программного обеспечения Техника наложения была первоначально разработана Яном МакХаргом процесс ручного наложения , который использовал картографический , который он описывает в своей книге 1969 года «Дизайн с природой». С развитием компьютерного картографического программного обеспечения моделирование пригодности стало намного проще и быстрее реализовываться, и сегодня оно используется для решения множества различных задач.

Обзор

Для создания приемлемой модели пригодности необходимо выполнить семь общих шагов:

1. Определите проблему
2. Разбейте проблему на подмодели
3. Определите важные слои
4. Переклассифицируйте или преобразуйте данные внутри слоя.
5. Взвешивание входных слоев
6. Добавьте или объедините слои
7. Анализировать

Определите проблему

Без четкого понимания проблемы, которую необходимо решить, модель пригодности не может быть успешной. Все остальные шаги в этом процессе будут способствовать решению этой проблемы. Также следует определить компоненты этой цели, а также способ узнать, когда проблема решена. Учитывая проблему обезлесения, для снижения темпов обезлесения можно создать модель пригодности для моделирования территорий, которые с наибольшей вероятностью будут обезлесены в ближайшем будущем; законы и регулирующие органы могли бы тогда быть сосредоточены на тех областях, которые наиболее подвержены обезлесению. Общей целью модели пригодности обезлесения будет замедление темпов обезлесения.

Разбейте проблему на подмодели

Сложность большинства проблем моделирования пригодности может быть ошеломляющей и запутанной; по этой причине целесообразно разбить модель на подмодели . Вырубка лесов обусловлена ​​множеством различных факторов, поэтому потребуются разнообразные подмодели. Население, плотность населения, передвижение людей, высота над уровнем моря, уклон, тип земного 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 на ее интенсивность. . Сочетание этих факторов может привести к созданию подмодели для физической среды (высота, уклон, растительный покров, землепользование, тип почвы и гидрология), для искусственной среды (дороги, инфраструктура и другие соответствующие транспортные сети) и для демографических характеристик (население). , плотность населения, темпы прироста населения и уровень бедности).

Определите важные слои

Каждая подмодель должна определять аспект общей модели, и в подмодель следует включать только те факторы подмодели, которые способствуют решению исходной проблемы. Именно на этом этапе необходимо собрать данные и создать слои; например, может быть известно, что вырубка лесов обычно происходит на определенном расстоянии от города/дороги/сельскохозяйственных территорий, поэтому Евклидова расстояния (в составе пакета программного обеспечения ГИС). для создания растра вокруг этих территорий можно использовать инструмент

Реклассификация/трансформация

В модель входит множество различных наборов данных, все с разными системами счисления; это означает, что попытка объединить эти наборы данных даст бессмысленные результаты. Поэтому следует выбрать общую числовую шкалу (обычно от 1 до 9 для взвешенного наложения и от 0 до 1 для нечеткого наложения; при этом более высокие значения означают более благоприятные области) и каждый набор данных переклассифицировать в новую шкалу (должен быть инструмент для это в большинстве приложений ГИС).

Масса

Если есть убедительные доказательства того, что некоторые факторы в большей степени способствуют достижению основной цели, эти факторы следует взвешивать в зависимости от уровня их вклада. Например, предыдущие исследования, посвященные вырубке лесов в Африке , показывают, что одной из основных причин вырубки лесов является заготовка топливной древесины; поэтому переменные, связанные с добычей топливной древесины, должны иметь больший вес, чем другие переменные. Не следует выполнять взвешивание, если используется нечеткое наложение.

Добавить/объединить

Для завершения модели все факторы необходимо объединить, обычно с помощью метода взвешенного или нечеткого наложения. Для взвешенного наложения все факторы будут сложены вместе и переклассифицированы, чтобы сформировать новый уровень данных, где высокие значения означают более благоприятные местоположения, а низкие значения - менее благоприятные местоположения. Анализ нечеткого наложения дает тот же тип результатов, но с помощью более сложных методов.

Анализировать

После составления модели пригодности результаты следует проанализировать. Всегда полезно внимательно изучить результаты, чтобы убедиться, что они имеют смысл и не было допущено никаких ошибок. Прежде чем использовать модель, результаты также должны быть проверены и подтверждены. В идеале, ценность методов прогнозирования, основанных на пригодности среды обитания для оценки, например, размера популяции обычных видов, должна быть проверена до проведения крупномасштабного мониторинга, а не апостериорно. Хотя это и сложно с точки зрения логистики, этого можно достичь путем разработки программ мониторинга, включая интенсивный отбор проб численности на специальных контрольных территориях переменного размера. После завершения анализа с помощью модели можно выбрать местоположения и применить эту информацию к исходной задаче.

Пригодность в контексте ГИС

Анализ пригодности в контексте ГИС — это географический или основанный на ГИС процесс, используемый для определения пригодности данной территории для конкретного использования. Основная предпосылка анализа пригодности ГИС заключается в том, что каждый аспект ландшафта имеет внутренние характеристики, которые в некоторой степени подходят или не подходят для планируемой деятельности. Пригодность определяется посредством систематического многофакторного анализа различных аспектов местности. Входные данные модели включают 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 лучше всего расположиться?» — будь то поиск лучшего места для новой дороги или трубопровода, нового жилого комплекса или розничного магазина. 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 лучшее место для этого магазина.

ГИС-приложения

• Анализ землепользования : Анализ пригодности землепользования требует использования ГИС (географических информационных систем) для исследования географической пригодности. Этот процесс можно рассматривать с точки зрения технопозитивизма и социально-политического участия общественности. В рамках анализа пригодности также необходимы факторы, касающиеся альтернативных экономических издержек и социальных последствий на конкретных участках земли. Роль обоих этих аспектов 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 пространства, места и социального устройства того и другого. Пригодность землепользования требует многокритериального анализа, который позволяет реализовать предположения 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 мест розничной торговли.
• Сельское хозяйство
• Оборона
• Анализ преступности
• Градостроительство
• Дикая природа : идентификация физических структур, естественной среды обитания и взаимосвязи между ними и их воздействия на окружающую среду. Это позволяет оптимизировать взаимодействие между улучшением дикой природы и одновременно способствовать антропогенному развитию.

Возможное пространство

Пространство возможностей — это структура, которая позволяет анализировать все возможные последствия и преимущества анализа пригодности. Это достигается посредством анализа геометрических данных, проводимого в режиме реального времени с помощью технологического картографирования земель, что позволяет разработать множество комбинаций пригодности. Физически это визуальная интерактивная база данных, позволяющая составить целостную композицию пригодности.

Методы

• Гештальт-метод: территория картируется и определяются похожие регионы. Дополнительные карты составляются для каждого однородного участка, представляющего каждое возможное использование земли, которые сравниваются и анализируются для определения наилучшего возможного использования земли. Однако этот метод используется не очень часто, поскольку он требует глубоких знаний о рассматриваемом месте, которые обычно приобретаются только тогда, когда у планировщика есть возможность жить в этом месте и уделять ему достаточно времени. Кроме того, сложнее эффективно донести эту информацию.
• Метод порядкового комбинирования: территория наносится на карту в соответствии с качествами земли, включая уклон, тип почвы, растительность, климат и т. д., и каждому качеству соответствует рейтинг, соответствующий его значению. Таким образом, использование земли определяется рейтингом пригодности, присвоенным ей на основе сопоставимых качеств других территорий. Некоторые недостатки включают в себя то, что рейтинг является субъективным для эксперта, и каждый рейтинг должен быть сделан по одной и той же шкале, чтобы быть сопоставимым.
• Подход с порядковым приоритетом (OPA): метод, который рассчитывает вес каждого компонента и определяет пригодность системы на основе отношений предпочтений.
• Метод линейной комбинации. Оценочные качества метода порядковой комбинации сравниваются с разными весами, при этом наибольший вес придается наиболее важному значению, а наименьший вес - наименее важному, хотя каждая оценка присваивается одной и той же интервальной шкале.
• Анализ пригодности ценностей: Человеческие ценности (например, эстетические предпочтения и т. д.) принимаются во внимание с таким же весом, как и измеримые затраты и выгоды, при принятии решения о пригодности земли. Это часто делается при принятии решения о включении открытых пространств и методов управления ими.
• AHP (Процесс аналитической иерархии): метод, который определяет вес каждого компонента земли, что делает ее благоприятной или неблагоприятной для каждого использования. Он имеет возможность выявлять несоответствия в суждениях.

Результаты

После проведения анализа пригодности для одного и того же участка земли можно найти несколько различных вариантов использования. Это может быть преимуществом или ограничением. Если земля признана пригодной для двух или более видов использования, которые можно объединить, виды землепользования считаются совместимыми. Примером этого может быть здание с предприятиями на нижнем этаже и жилыми домами на верхних этажах. Совместимое землепользование приводит к взаимовыгодному развитию; потребность в расширении торговли удовлетворяется одновременно с удовлетворением потребности в большем количестве жилья, а также удерживает людей на улице весь день, тем самым снижая вероятность преступности. Конфликтное землепользование возникает, когда участок земли может использоваться только для одного или другого использования. Примером этого может служить участок земли, который можно использовать либо в качестве сельскохозяйственной земли, либо превратить в жилой массив — если земля будет застроена; его больше нельзя использовать в сельском хозяйстве. Анализ пригодности снова вступает в игру, помогая планировщикам расставить приоритеты в том, какая потребность является большей (в данном примере, является ли жилье или сельскохозяйственная земля более необходимой в свете экономического давления или давления со стороны спроса).

См. также

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