İlk nəşrdə () biz ümumi əraziləri təhlil etmək üçün istilik potensialından necə istifadə oluna biləcəyini təsvir etdik. Sonrakı nəşrlərdə məkan obyektləri haqqında məlumatların verilənlər bazalarında necə saxlanıldığını, əsas komponentlərdən modellərin necə qurulduğunu və ümumiyyətlə ərazi təhlilinin hansı vəzifələri ola biləcəyini təsvir etmək planlaşdırılırdı. Ancaq ilk şeylər.
İstilik potensialı metodundan istifadə, ilk növbədə, bizi maraqlandıran ərazi haqqında ümumi bir fikir əldə etməyə imkan verir. Məsələn, Barselona (Kataloniya) şəhəri üçün OSM-dən ilkin məlumatları götürərək və parametrləri seçmədən inteqral analiz apararaq, biz ilk əsas komponentlərin “termal” şəkillərini əldə edə bilərik. Birinci məqalədə “istilik” xəritələrindən də danışdıq, lakin “istilik” xəritəsi termininin inteqral analiz üçün istifadə olunan potensialların fiziki mənası ilə əlaqədar yarandığını xatırlatmaq yanlış olmaz. Bunlar. fizika məsələlərində potensial temperatur, ərazi təhlili məsələlərində isə potensial bütün təsir edən amillərin ərazinin konkret nöqtəsinə ümumi təsiridir.
Aşağıda inteqral təhlil nəticəsində əldə edilmiş Barselona şəhərinin “istilik” xəritəsinin nümunəsi verilmişdir.
Birinci əsas komponentin "istilik" xəritəsi, parametr seçimi olmadan, Barselona
Müəyyən bir parametr təyin etməklə (bu vəziyyətdə sənayeni seçdik), bunun üçün birbaşa "istilik" xəritəsi əldə edə bilərsiniz.
Birinci əsas komponentin istilik xəritəsi, sənaye, Barselona
Əlbəttə ki, təhlil problemləri seçilmiş ərazinin ümumi qiymətləndirilməsini əldə etməkdən daha geniş və daha müxtəlifdir, buna görə də nümunə olaraq bu məqalədə yeni bir obyekt yerləşdirərkən ən yaxşı yeri tapmaq problemini nəzərdən keçirəcəyik. onun həlli üçün istilik potensialı metodunun həyata keçirilməsi və gələcək nəşrlərdə başqalarına baxacağıq.
Yeni obyekt yerləşdirərkən ən yaxşı yerin tapılması probleminin həlli ərazinin bu yeni obyekti qəbul etməyə nə dərəcədə “hazır” olduğunu, onun ərazidə artıq mövcud olan digər obyektlərlə necə əlaqəli olacağını, bu yeni obyektin nə qədər dəyərli olacağını müəyyən etməyə kömək edəcəkdir. ərazi və hansı dəyər əlavə edəcəyi.
Texniki həyata keçirmə mərhələləri
Texniki icra aşağıdakı prosedurların ardıcıllığı ilə təmsil oluna bilər:
- İnformasiya mühitinin hazırlanması.
- Mənbə məlumatlarının axtarışı, toplanması və emalı.
- Təhlil edilən ərazidə qovşaqlar şəbəkəsinin qurulması.
- Ərazi amillərinin fraqmentlərə bölünməsi.
- Faktorlardan potensialların hesablanması.
- Ərazinin tematik inteqral xüsusiyyətlərini yaratmaq üçün amillərin seçilməsi.
- Ərazinin inteqral göstəricilərini əldə etmək üçün əsas komponent metodunun tətbiqi.
- Yeni obyektin tikintisi üçün ərazinin seçilməsi üçün modellərin yaradılması.
Mərhələ 1. İnformasiya mühitinin hazırlanması
Bu mərhələdə verilənlər bazası idarəetmə sistemini (DBMS) seçmək, məlumat mənbələrini, məlumat toplama üsullarını, toplanan məlumatların həcmini müəyyən etmək lazımdır.
İşimiz üçün PostgeSql verilənlər bazasından (DB) istifadə etdik, lakin qeyd etmək lazımdır ki, SQL sorğuları ilə işləyən hər hansı digər verilənlər bazası bunu edəcək.
Verilənlər bazası ilkin məlumatları - obyektlər haqqında fəza məlumatları: məlumat növləri (nöqtələr, xətlər, çoxbucaqlılar), onların koordinatları və digər xüsusiyyətləri (uzunluq, sahə, kəmiyyət), habelə əldə edilən bütün hesablanmış dəyərləri saxlayacaq. görülən işlər və görülən işlərin nəticələri .
Statistik məlumatlar həm də məkan məlumatları kimi təqdim olunur (məsələn, bu regionlara təyin edilmiş statistik məlumatların olduğu regionun regionları).
Toplanmış ilkin məlumatların çevrilməsi və emalı nəticəsində xətti, nöqtə və sahə faktorları, onların identifikatorları və koordinatları haqqında məlumatlardan ibarət cədvəllər formalaşır.
Mərhələ 2. Mənbə məlumatlarının axtarışı, toplanması və emalı
Bu problemin həlli üçün ilkin məlumat kimi açıq kartoqrafik mənbələrdən ərazi haqqında məlumatları ehtiva edən məlumatlardan istifadə edirik. Lider, fikrimizcə, bütün dünyada gündəlik yenilənən OSM məlumatlarıdır. Ancaq başqa mənbələrdən məlumat toplaya bilsəniz, daha pis olmayacaq.
İnformasiyanın emalı onu vahidliyə gətirməkdən, yanlış məlumatı aradan qaldırmaqdan və verilənlər bazasına yükləməyə hazırlamaqdan ibarətdir.
Mərhələ 3. Təhlil edilən ərazidə qovşaqlar şəbəkəsinin qurulması
Təhlil edilən ərazinin davamlılığını təmin etmək üçün onun üzərində qovşaqları verilmiş koordinat sistemində koordinatları olan bir şəbəkə qurmaq lazımdır. Hər bir şəbəkə qovşağında potensial dəyər sonradan müəyyən ediləcək. Bu, homojen sahələri, klasterləri və yekun analiz nəticələrini görüntüləməyə imkan verəcək.
Həll ediləcək vəzifələrdən asılı olaraq bir şəbəkə qurmaq üçün iki seçim mümkündür:
— Normal addımlı şəbəkə (S1) – bütün ərazidə müşahidə olunur. O, amillərdən potensialları hesablamaq, ərazinin inteqral xüsusiyyətlərini (əsas komponentlər və klasterlər) müəyyən etmək və modelləşdirmə nəticələrini göstərmək üçün istifadə olunur.
Bu şəbəkəni seçərkən aşağıdakıları göstərməlisiniz:
- şəbəkə aralığı – şəbəkə qovşaqlarının yerləşəcəyi interval;
- təhlil edilən ərazinin inzibati-ərazi bölgüsünə uyğun gələn sərhədi və ya xəritədə çoxbucaqlı şəklində hesablama sahəsini məhdudlaşdıran sahə ola bilər.
— Qeyri-müntəzəm aralığı olan şəbəkə (S2) ərazinin ayrı-ayrı nöqtələrini təsvir edir (məsələn, mərkəzlər). O, həmçinin amillərdən potensialları hesablamaq və ərazinin ayrılmaz xüsusiyyətlərini (əsas komponentlər və klasterlər) müəyyən etmək üçün istifadə olunur. Hesablanmış əsas komponentlərlə modelləşdirmə qeyri-müntəzəm addımlı bir şəbəkədə dəqiq həyata keçirilir və simulyasiya nəticələrinin vizuallaşdırılması üçün koordinatların yaxınlığı prinsipinə uyğun olaraq nizamsız addımlı şəbəkə qovşaqlarından klaster nömrələri müntəzəm addımlı şəbəkə qovşaqlarına köçürülür. .
Verilənlər bazasında grid qovşaqlarının koordinatları haqqında məlumat hər bir qovşaq üçün aşağıdakı məlumatları ehtiva edən cədvəl şəklində saxlanılır:
- node ID;
- qovşaq koordinatları (x, y).
Fərqli məsafələrə malik müxtəlif ərazilər üçün müntəzəm aralıqlı şəbəkələrin nümunələri aşağıdakı rəqəmlərdə göstərilmişdir.
Nijni Novqorodun əhatə dairəsi (qırmızı nöqtələr). Nijni Novqorod vilayətinin əhatə dairəsi (mavi nöqtələr).
Mərhələ 4 Ərazi amillərinin fraqmentlərə bölünməsi
Əlavə təhlil üçün ərazinin genişləndirilmiş amilləri diskret amillər massivinə çevrilməlidir ki, hər bir şəbəkə qovşağında mövcud olan hər bir amil haqqında məlumat var. Xətti amillər seqmentlərə, sahə faktorları fraqmentlərə bölünür.
Bölmə pilləsi ərazinin sahəsinə və xüsusi faktora əsasən seçilir; böyük ərazilər (region) üçün arakəsmə pilləsi 100-150 m, daha kiçik ərazilər (şəhər) üçün arakəsmə pilləsi 25-50 m ola bilər. .
Verilənlər bazasında bölünmə nəticələri haqqında məlumat hər bir fraqment üçün aşağıdakı məlumatları ehtiva edən cədvəl şəklində saxlanılır:
- amil identifikatoru;
- yaranan bölmə fraqmentlərinin mərkəzlərinin koordinatları (x, y);
- bölmə fraqmentlərinin uzunluğu/sahəsi.
Mərhələ 5 Faktorlardan potensialların hesablanması
İlkin məlumatın təhlilinə mümkün və başa düşülən yanaşmalardan biri amilləri təsir obyektlərindən potensiallar kimi nəzərdən keçirməkdir.
İkiölçülü hal üçün Laplas tənliyinin fundamental həllindən - nöqtədən məsafənin loqarifmindən istifadə edək.
Sıfırda sonlu potensial dəyərin tələbini və böyük məsafələrdə potensial dəyərin məhdudlaşdırılmasını nəzərə alaraq, potensial aşağıdakı kimi müəyyən edilir:
r (1)
r2>r>=r1 üçün
r>=r2 üçün
Nöqtə obyektindən təsir potensialının növü
Loqarifmik funksiya sıfırla məhdudlaşmalıdır və amillərdən müəyyən məsafədə ağlabatan şəkildə məhdudlaşmalıdır. Əgər faktordan böyük məsafələrdə potensiala məhdudiyyətlər qoymasaydıq, onda təhlil edilən nöqtədən uzaqda olan çoxlu məlumatı nəzərə almalı olardıq ki, bu da təhlilə praktiki olaraq heç bir təsir göstərmir. Buna görə də, amilin təsir radiusunun dəyərini təqdim edirik, ondan kənarda amildən potensiala töhfə sıfırdır.
Şəhər üçün faktorun radiusu yarım saata bərabər qəbul edilir piyada əlçatanlıq - 2 metr. Bölgə üçün təxminən yarım saat danışmalıyıq nəqliyyat əlçatanlıq - 20 metr.
Beləliklə, potensial dəyərlərin hesablanması nəticəsində müntəzəm şəbəkənin hər bir qovşağında hər bir faktordan ümumi potensiala sahibik.
Mərhələ 6. Ərazinin tematik inteqral xüsusiyyətlərini yaratmaq üçün amillərin seçilməsi
Bu mərhələdə ərazinin tematik inteqral xüsusiyyətlərini yaratmaq üçün ən əhəmiyyətli və informativ amillər seçilir.
Faktorların seçilməsi parametrlər üçün müəyyən sərhədlər (korrelyasiya, təsir faizi və s.) müəyyən edilməklə avtomatik həyata keçirilə bilər və ya problemin mövzusunu bilməklə və ərazi haqqında müəyyən qədər anlayışa malik olmaqla ekspert şəkildə həyata keçirilə bilər.
Ən əhəmiyyətli və məlumatlandırıcı amillər seçildikdən sonra növbəti addımlara - əsas komponentlərin şərhinə keçə bilərsiniz.
Mərhələ 7 Ərazinin inteqral göstəricilərini əldə etmək üçün əsas komponent metodunun tətbiqi. Klasterləşmə
Əvvəlki mərhələdə hər bir şəbəkə qovşağı üçün hesablanmış potensiala çevrilən ərazi amilləri haqqında ilkin məlumatlar yeni inteqral göstəricilərə - əsas komponentlərə birləşdirilir.
Əsas komponent metodu tədqiqat sahəsindəki amillərin dəyişkənliyini təhlil edir və bu təhlilin nəticələrinə əsasən onların ən çox dəyişən xətti birləşməsini tapır ki, bu da onların dəyişmə ölçüsünü - ərazi üzrə dispersiyanı hesablamağa imkan verir.
Xətti model funksiyasını verilmiş qiymətlərə yaxınlaşdırmaq üçün model yaratmaq üçün ümumi məsələ götürək
(2)
i komponent nömrəsi olduğu yerdə,
n – hesablamada iştirak edən komponentlərin sayı
j – ərazi nöqtəsinin qovşaq indeksi, j=1..k
k - əsas komponentlərin hesablanması aparıldığı ərazi şəbəkəsinin bütün qovşaqlarının sayı
— modelin i-ci əsas komponenti üçün əmsal
– j-ci nöqtədə i-ci əsas komponentin qiyməti
B – modelin sərbəst müddəti
— model qurduğumuz amilin j-ci nöqtəsində potensial
Tənlikdəki naməlumları təyin edək (2) Əsas komponentlərin xüsusiyyətlərindən istifadə edərək ən kiçik kvadratlar metodu:
(3)
i və i2 komponent nömrələri olduğu halda, i<>i2
j — ərazi qovşağının indeksi
k bütün ərazi qovşaqlarının sayıdır
(4)
(3) komponentlər arasında korrelyasiya yoxdur
(4) – hər hansı komponentin ümumi dəyəri sıfırdır.
Biz alırıq:
(5)
Burada qeyd tənlikdəki kimidir. (2), orta potensial dəyəri deməkdir
Bu nəticə aşağıdakı kimi şərh edilə bilər:
Model simulyasiya edilmiş dəyərin orta dəyərindən və komponentlərin hər biri üçün ona sadə düzəlişlərdən ibarət sadə ifadədir. Ən azı nəticədə saxta B termini və birinci əsas komponent olmalıdır. Aşağıda Nijni Novqorod bölgəsi üçün ilk əsas komponentlərin istilik xəritələrinin nümunələri verilmişdir.
Hesablanmış əsas komponentlərə əsasən, homojen bölgələr tikilə bilər. bu, həm bütün parametrlər üçün, həm də, məsələn, yalnız qiymətlər üçün edilə bilər - yəni. klasterləşməni həyata keçirin. Bunun üçün istifadə edə bilərsiniz . Hər bir homojen rayon üçün ərazinin inkişaf səviyyəsini xarakterizə edən 1-ci əsas komponentin orta qiyməti hesablanır.
Nijni Novqorod vilayəti üçün qiymət parametrləri ilə qruplaşma nümunəsi aşağıda verilmişdir.
Həmçinin, əldə edilmiş əsas komponentlərdən maya dəyəri modelinin parametrləri kimi istifadə etməklə ərazinin qiymət səthini əldə edə bilərik.
Nijni Novqorodun qiyməti səthi
Mərhələ 8. Yeni obyektin tikintisi üçün ərazinin seçilməsi üçün modellərin yaradılması
Yeni obyektin (bundan sonra “obyekt” adlandırılacaq) yerləşməsi üçün ən cəlbedici yeri seçmək üçün “obyektin” yerini ətrafdakı infrastrukturla müqayisə etmək lazımdır. “Obyekt”in işləməsi üçün onun fəaliyyətini təmin etmək üçün kifayət qədər resurslar olmalıdır, “obyekt”ə müsbət və mənfi təsir göstərən çoxlu sayda amillər nəzərə alınmalıdır. Bu amillərin bütün dəsti “obyektin” fəaliyyəti üçün “qida” mühiti kimi müəyyən edilə bilər. Obyektlərin sayının ərazinin resurslarının sayına uyğunluğu “obyektin” sabit işləməsi üçün əsasdır.
Bu müqayisənin nəticəsi ərazinin hər bir nöqtəsi üçün hesablanmış və yeni “obyekt”in yerləşdirilməsi üçün yer seçiminin vizual və analitik təhlilinə imkan verən potensialdır.
Ticarət üçün, məsələn, digər şeylərlə yanaşı, daimi alıcı axını vacibdir, yəni ticarət obyektləri üçün nəzərə alınmalı olan amillərin siyahısına bu axını təmin edənlər də daxil edilməlidir (məsələn, sosial infrastruktur obyektləri, iş yerləri, yaşayış yerləri, nəqliyyat marşrutları və s.).
Digər tərəfdən, pərakəndə ticarət obyektlərinin fəaliyyətini təmin etmək üçün bütün şərtlər yerinə yetirildikdə, pərakəndə satış obyektlərinin sıxlığını nəzərə almaq lazımdır, çünki ətraf mühitin "istehlakı" satınalma imkanlarının azalmasına səbəb olur. İnsan axını qeyri-məhdud deyil və eyni şey onların maliyyə resurslarına və fiziki imkanlarına da aiddir.
Bir obyekt üçün ən yaxşı yer seçmək probleminin həlli alqoritmi ondan ibarətdir ki, əsas komponentlərin funksiyası kimi əldə edilən potensial "obyekt" tipli bir sıra obyektlərin potensialına mümkün qədər yaxındır; sonra modelin potensialı ilə “obyekt” tipli obyektlərin potensialı arasındakı fərq hesablanır; bir "obyektin" töhfə potensialının dəyəri yaranan fərqdən çıxarılır; Bu vəziyyətdə əldə edilən mənfi dəyərlər sıfırla əvəz olunur, yəni yeni "obyektin" işləməsi üçün kifayət qədər resurs olmayan yerlər aradan qaldırılır.
Görülən tədbirlər nəticəsində ərazinin müsbət potensial dəyəri olan nöqtələrini, yəni “obyektimizin” əlverişli yerləşdiyi yerləri əldə edirik.
Başqa sözlə, bizim ixtiyarımızda olan bütün amillərin hesablanmış potensialı və model qurmaq istədiyimiz amil və seçilmiş tematik sahəni (ticarət, sənaye, mədəniyyət, sosial sahə və s.)
Bunun üçün ətraf mühitin dəyişənlərini - əsas komponentləri - qurmaq üçün amilləri seçmək və sonra onların əsasında modelləri hesablamaq lazımdır.
Biz tematik sahənin istinad faktoru ilə bütün amillərin korrelyasiyasını təhlil edərək amilləri seçməyi təklif edirik. Məsələn, mədəniyyət üçün teatrlar, təhsil sistemi üçün, məktəblər və s. ola bilər.
Standart potensialın bütün amillərin potensialları ilə əlaqəsini hesablayırıq. Böyüklükdə korrelyasiya əmsalları müəyyən bir dəyərdən çox olan amilləri seçirik (çox vaxt minimum korrelyasiya əmsalının dəyəri = 0 alınır).
(6)
hara — i-ci əmsalın etalonla korrelyasiya əmsalının mütləq qiyməti.
Korrelyasiya ərazini əhatə edən bütün şəbəkə qovşaqları üzərində hesablanır.
Modelin potensialı ilə tənlikdəki yeni obyektlə eyni tipli obyektlərin potensialı arasındakı fərq (2) yeni obyektlərin yerləşdirilməsi üçün istifadə oluna bilən ərazinin potensialını göstərir.
Nəticədə "obyektin" tədqiqat sahəsində yerləşməsinin fayda dərəcəsini xarakterizə edən potensial dəyəri əldə edirik.
Aşağıda yeni “obyekt” üçün tövsiyə olunan yerləri qrafik olaraq necə göstərə biləcəyiniz nümunəsi verilmişdir.
Beləliklə, yeni bir obyekt üçün ən yaxşı yerin seçilməsi probleminin həllinin nəticəsi, investisiya obyektinin yerləşdirilməsi potensialı haqqında fikir verən, yəni. xal, obyektin yerini tapmaq daha sərfəlidir.
Sonda qeyd etmək lazımdır ki, bu məqalədə açıq mənbələrdən əldə edilən məlumatlara malik olan ərazi analizindən istifadə edərək həll edilə bilən yalnız bir problemi nəzərdən keçirdik. Əslində, onun köməyi ilə həll edilə bilən bir çox problem var, onların sayı yalnız təsəvvürünüzlə məhdudlaşır.
Mənbə: www.habr.com