Temperatuuride reitingute koostamine avatud andmete kasutamisel

Käesolevas artiklis käsitleme suuri territooriume analüüsivate algoritmide ja tulemuste uurimist, piire mitte arvesse võttes, kasutades soojuspotentsiaalide meetodit ja peamiste komponentide meetodit. Algandmete osas eelistati avatud andmeid, peamiselt OSM-ilt. Uurimistööd tehti 40 objekti territooriumil Euroopa osa Venemaa territooriumist, mille kogupindala on 1,8 miljonit km².

Mõned ülesanded, mida potentsiaalide meetod lahendab:

• Määratlus punkihinnangute kogum igal territooriumi punktis, mis annab ülevaate territooriumi arengutasemest üldiselt ja teatud erialal konkreetselt. Näiteks kaubanduses, tööstuses, teenustes jne.
• Homogeensete alade (klastrite) leidmine uuritavast territooriumist ja nende täpsetest piiridest. анализируемой территории и их точных границ.
• Soovituste arvutamine uue objekti paigutamiseks, sealhulgas komposiitobjekti, mis sisaldab teisi objekte.
• Hinnamudelite või territooriumi väärtuse leidmine iga klastri jaoks.
• Territooriumide võrdlemine, st territooriumide edetabeli koostamine (mille üle käesolevas artiklis juttu on).

Uuringu ulatus

Mainitud ülesandeid lahendatakse linna tasemel (paar sada km² geograafilise täpsusega alates 25 meetrit) ja maakonna tasemel (paar sada tuhat km² geograafilise täpsusega alates 250 meetrit). Artiklis on kirjeldatud territooriumi analüüsi meetodeid uues mastaabis - linnade, maakondade ja ringkondade koondamist üheks ruumiks.

Peamised uurimismeetodid:

• Kasutatakse avatud ruumilist teavet, eelkõige OSM-i, ja selle töötlemise meetodeid.
• Eri iseloomuga objektide mõju arvestamiseks territooriumile kasutatakse potentsiaalide meetodit.
• Probleemi mõõtmete vähendamiseks ja mudelite kvaliteedi parandamiseks kasutatakse peamiste komponentide meetodit.
• Lineaarsete mudelite arvutamiseks kasutatakse <a href="ru.wikipedia.org/wiki/Мет• Analüüsiks rakendatakse klasterdamise meetodeid, mis võimaldavad määratleda ühtlasi piirkondi. Iga klastrite jaoks luuakse oma mudel, ja klastrite piiridel ühendatakse mudelid.

Uuring viidi läbi Venemaa föderaalse subjektide tasemel ja suurte linnade tasemel, järgneva nende koondamisega.

Esiteks tutvustame uuringu algoritmi ja tulemusi Venemaa Föderatsiooni piirkondade puhul – Volga Föderaalringkond, Kesk-Föderaalringkond, Lõuna-Föderaalringkond, Loode-Föderaalringkond ja osa Uuralitest, mistõttu uuringu kogupindala kokku oli umbes 1,8 miljonit ruutkilomeetrit.

Uuringutehnoloogia kirjeldus:

1. Algsete andmete kogumine avatud andmeallikatest (meie eelistus on OpenStreetMap) igas Venemaa Föderatsiooni piirkonnas. Algne teave allalaaditakse maksimaalse mõjuri radiuse Rmax korral (näiteks meie puhul oli maksimaalne mõjuraadius 50 km, st allalaadime teavet 50 km vahemikus).
2. Mustri ehitamine teostatakse selgelt Venemaa Föderatsiooni piirkonna piirides (sel uuringul on mudeli samm 1 kilomeeter), ning mõjufaktorite jagamise protseduur fragmentideks edasiseks potentsiaalide arvutamiseks toimub arvestades ehitatud puhvertsooni, et arvestada mõjufaktorite mõju piirkonna piiril.
3. Potentsiaalide arvutamine ja arvutustulemuste täitmine võrgu sõlmedes toimub Venemaa Föderatsiooni piirkonna piires.
4. Venemaa subjektide ühendamine ühte projekti. See tähendab, et praegu ühendame kõik varasematel etappidel iga subjekti jaoks loodud võrgud üheks. Nii saame võrgu, mis katab pindala 1,8 miljonit ruutkilomeetrit ja sisaldab 1,8 miljonit sõlme (analüüsipunkti) ning 88 mõju tegurit (meie arvates on kõige mõjukamad OSM tegurid - punkt- ja pikad objektid (maanteed, metsad, jõed, infrastruktuuri objektid)).
5. Integraalsete näitajate arvutamine peamiste komponentide meetodi abil.
6. Homogeensete piirkondade otsimine.

Uuritavad territooriumid ühendatakse homogeenseteks piirkondadeks faktorite alusel, mis kirjeldavad mingit territooriumi arengu külge, näiteks sotsiaalset sfääri, kaubandust, tööstust.
Allpool on näidatud piltide kujutised homogeensetest piirkondadest 'ühes projektis' läbi temaatika: tööstus, kaubandus, teenused.

Homogeensed territooriumid Venemaa Euroopa osa tööstuse teguri järgi.

Homogeensed territoriumid Venemaa Euroopa osa tööstuse teguri järgi (Moskva linna fragment).

Homogeensed territoriumid Venemaa Euroopa osa kaubanduse teguri järgi.

Ühtsed territooriumid Venemaa Euroopa osa kaubanduse teguri järgi (fragment m. Moskva)

Ühtsed territooriumid Venemaa Euroopa osa teenuste teguri järgi

Ühtsed territooriumid Venemaa Euroopa osa teenuste teguri järgi (fragment m. Moskva)

Esitatud piltidel on selgelt näha Venemaa föderatsiooni subjektide keskused, kuid samaaegselt võib märkida, et teatud ühtsed piirkonnad (ühtse värviga esile tõstetud alad) esinevad praktiliselt igas subjektis. Teisisõnu, need ühtsed (tähtsuse poolest) territooriumid erinevates subjektides on kõige atraktiivsemad nii investeeringute kui ka muude plaanide osas.

Uuringu järgmine etapp oli Venemaa Euroopa osa subjektide edetabelite koostamine, mis on esitatud allpool tabelites.

Koostatud reitingud näitavad parimat ruutkilomeetrit, parimaid 100 ruutkilomeetrit ja parimaid 20 000 ruutkilomeetrit. Tuleb märkida, et see ei tähenda kindlat territooriumi, mille suurus on 1, 100 või 20 000 ruutkilomeetrit, vaid kogum võrgusõlmedest (analüüsipunktidest), mis on üles ehitatud subjekti, millel on parimad integreeritud omadused, st need sõlmed võivad paikneda territooriumil kaootiliselt, nagu subjekti RF.

Tabel 1. Venemaa subjektide reiting (parim 1 ruutkilomeeter)

Tabel 2. Venemaa subjektide reiting (parimad 100 ruutkilomeetrit)

Tabel 3. Venemaa subjektide reiting (parimad 20 000 ruutkilomeetrit)

Reitingu esimesed kohad hõivavad — Moskva ja Moskva piirkond, Peterburi ja Leningradi piirkond, Sverdlovski piirkond, Tšeljabinski piirkond, Nižni Novgorodi piirkond, Tatarstan. Tuleb aga tähele panna, et reiting on 'ujuv', sõltuvalt uurimismahust (Venemaa subjektid vahetavad omavahel kohti), st parimate sõlmede komplekti mõjutab, mida me kaalume - 1 ruutkilomeetrit, 100 ruutkilomeetrit või 20 000 ruutkilomeetrit.

Lahendades sellist ülesannet Venemere subjekti keskustele (oleme valinud 40 suurimat ja suuremat keskust), määrame ruudustiku suuruseks 100 meetrit ja saame järgmised tulemused.

Tabel 4. Venemere subjektide keskuste reiting (parim 0,01 kv. km — parim koht territooriumil)

Tabel 5. Venemere subjektide keskuste reiting (parimad 10 kv.km.)

Tabel 6. Venemere subjektide keskuste reiting (parimad 200 kv.km.)

Nii nagu Venemere subjekti tasandil, on reiting sõltuv uuritavast mastaabist. See tuleneb sellest, et parimate integreeritud näitajatega ruudustiku sõlmede (analüüsipunktide) arv varieerub sõltuvalt valitud mastaabist.

Kokkuvõttes tuleb märkida, et iga reiting on arutamiseks avatud teema, kuid meie poolt viidi läbi uuring avatud andmete põhjal, kasutades uusi territooriumi analüüsi meetodeid, mis võimaldavad olemasolevaid meetodeid rakendada väiksemas mastaabis — Venemere subjekti tasandil, föderaalses piirkonnas ja edasi.

Muudetud skaala ja uued meetodid võimaldavad analüüsida üksteisest eemalolevaid objekte kui tervikut, arvestades territoriaalsete alade vastastikust mõju.

Allikas: habr.com