Conto ngitung potensial termal kanggo jaringan dalan ing Nizhny Novgorod
Wilayah kutha minangka sistem kompleks lan heterogen sing terus-terusan owah-owahan. Sampeyan bisa njlèntrèhaké wilayah lan netepake lingkungan kutha nggunakake obyek spasial (faktor). Faktor sing njlèntrèhaké wilayah beda-beda ing sifat pengaruhe (positif, negatif) lan konfigurasi geometris (titik, garis, poligon).
Asring cukup angel kanggo nemtokake tingkat pengaruh saben obyek individu ing tingkat pangembangan wilayah kanthi sakabehe utawa aspek tartamtu. Saiki, masalah kanggo nemtokake lan njlèntrèhaké konsep kayata "budaya", "ruang sosial", "ketegangan sosial", "urip apik", "pembangunan ekonomi", "kesehatan populasi" dadi tambah relevan. Ambiguitas konsep kasebut mundhak yen kita pengin aplikasi menyang kelompok sosial sing beda-beda, populasi sing beda-beda umur lan jender.
Uga, kudu dicathet menawa wates kutha ing konsep modern cukup sewenang-wenang. Migrasi saben dina saka populasi, aksesibilitas transportasi saka wilayah terpencil "blurs tapel wates" kutha malah luwih. Konsep aglomerasi sing saiki akeh digunakake umume nggambarake wates kutha, nanging ing wektu sing padha ndadekake konsep wates kutha dadi luwih samar.
Senadyan masalah sing diterangake ing ndhuwur, analisa lan penilaian wilayah saiki minangka salah sawijining wilayah sing paling janjeni lan menarik sing ngidini ngrampungake akeh masalah lingkungan kutha.
Artikel kasebut ngusulake kanggo nimbang cara kanggo nganalisa wilayah nggunakake model "termal". Cara iki adhedhasar studi potensial sing digawe dening obyek (faktor) saka macem-macem sifat (titik, linear lan area). Analisis wilayah kanthi nggunakake metode iki ndadekake bisa pindhah saka sakumpulan data spasial (faktor) sing njlentrehake wilayah kasebut menyang penilaian angka (skor) sing akurat ing saben titik wilayah kasebut.
Potensi sing ditliti minangka bagéan saka analisis wilayah duwe interpretasi fisik - panyebaran panas ing lingkungan kanthi dimensi sing beda (2D, 3D). Fenomena iki bisa diwakili ing bentuk gambar "termal" ("panas" peta wilayah), menehi gambaran babagan tingkat pangembangan wilayah kasebut gumantung saka intensitas warna gambar.
Faktor wilayah
Analisis wilayah kalebu nggoleki lan ngolah informasi babagan faktor-faktor sing mengaruhi wilayah kasebut lan indikator-indikator kasebut. Faktor sing mengaruhi yaiku obyek sing mengaruhi wilayah sekitar lan nduweni karakteristik lan koordinat spasial. Conto faktor sing mengaruhi kalebu toko, fasilitas industri, dalan, alas, lan banyu.
Indikator pengaruh minangka obyek reflektif pengaruh obyek lan uga duwe set karakteristik lan koordinat spasial. Conto indikator pengaruh: ATM, papan reklame, monumen.
Ing presentasi ing ngisor iki kita bakal nggunakake konsep faktor pengaruh, sing nggabungake istilah - faktor lan indikator pengaruh.
Ing ngisor iki minangka conto data spasial sing dadi faktor sing mengaruhi.
Salah sawijining tahap penting kanggo nindakake pakaryan babagan nganalisa wilayah yaiku tahap ngumpulake lan ngolah informasi awal. Dina iki ana akeh informasi babagan faktor sing mengaruhi wilayah sing beda-beda tingkat rinci.
Informasi bisa dipikolehi saka sumber terbuka utawa sumber sing diwatesi. Ing pirang-pirang kasus, informasi mbukak cukup kanggo analisis, sanajan, minangka aturan, mbutuhake proses sing cukup intensif.
Antarane sumber terbuka, pimpinan, miturut pendapat kita, yaiku sumber OpenStreetMap (OSM). Informasi sing dipikolehi saka sumber iki dianyari saben dina ing saindenging jagad.
Informasi sumber daya OpenStreetMap (OSM) ditampilake ing format ing ngisor iki:
- Format OSM. Format utama kanthi ekstensi ".osm" digunakake kanggo njlèntrèhaké gambar grafis XML - simpul, jalur, hubungan.
- "Format Polandia". Format teks kanthi ekstensi ".mp" digunakake kanggo nggarap grafis.
- Format PBF. Format panyimpenan data kanthi ekstensi ".osm.pbf".
Sampeyan uga bisa nggunakake ing ngisor iki minangka sumber informasi:
- 2 GIS
Sumber kasebut ngemot informasi sing diproses saben wulan kanthi kualitas dhuwur, kanthi klasifikasi tingkat 3 sing apik kanggo perusahaan lan organisasi.
- File KML (Keyhole Markup Language).
File KML (Keyhole Markup Language) minangka format file sing digunakake kanggo nampilake data geografis ing Google Earth, Google Maps, lan Google Maps kanggo piranti seluler.
Kanthi file KML sampeyan bisa:
- instal macem-macem lambang lan nggawe teken kanggo nuduhake panggonan ing lumahing bumi
- nggawe sudut sing beda kanggo obyek sing dipilih kanthi ngganti posisi kamera
- nggunakake gambar overlay beda
- nemtokake gaya kanggo ngatur tampilan obyek, aplikasi kode HTML kanggo nggawe hyperlinks lan gambar inline
- nggunakake folder kanggo klompok hirarkis unsur
- nampa lan nganyari file KML kanthi dinamis saka simpul jaringan remot utawa lokal
- Nampa data KML miturut owah-owahan ing panampil XNUMXD
- Layanan Federal kanggo Registrasi Negara, Kadaster lan Kartografi "Rosreestr"
Informasi ing portal Rosreestr larang regane kanggo isi lan relevansi, nanging, sayangé, ora ngidini grafis kanggo proyek konstruksi ibukutha lan plot tanah kanthi gratis. Portal Rosreestr uga ngemot akeh informasi akses sing diwatesi.
- Badan statistik
Data statistik minangka sumber informasi sing sah babagan wilayah kasebut, nanging saiki, data saka badan statistik mung kasedhiya kanggo sawetara indikator, utamane ing laporan badan statistik lan laporan panguwasa regional.
- Sistem informasi panguwasa
Informasi kualitas dhuwur ana ing sistem informasi pemerintah, nanging mung bagean cilik sing diterbitake ing domain umum lan kasedhiya kanggo analisis.
Nindakake analisis wilayah ora ngetrapake syarat tartamtu babagan komposisi informasi, nyatane, sampeyan bisa nggunakake kabeh sing ditemokake, informasi saka sumber terbuka biasane bisa diganti. Nanging, kudu dicathet yen malah informasi sing dipikolehi saka sumber OSM mung cukup kanggo nggawe analisis wilayah sing ora dingerteni.
Analisis wilayah nggunakake model "termal". Interpretasi fisik saka potensial
Kaya sing wis kasebut sadurunge, analisis wilayah saiki dadi topik sing panas lan alat sing kuat kanggo narik kawigaten investasi ing pangembangan infrastruktur ing macem-macem lingkungan kutha.
Macem-macem masalah sing ditanggulangi nggunakake analisis wilayah bisa digabung dadi sawetara wilayah utama:
- Entuk penilaian sing paling bisa diinterpretasi lan rinci babagan wilayah ing saben titik.
Kanthi ngrampungake masalah kasebut, sampeyan bisa entuk set poin ing saben titik wilayah kasebut, menehi gambaran babagan tingkat pangembangan wilayah kasebut ing umum, uga ing area subyek tartamtu. Wilayah subyek kasebut bisa uga, contone, budaya, industri, perdagangan, lsp.
- Nemtokake panggonan sing paling mupangati kanggo nyelehake obyek investasi saka jinis tartamtu (contone, bank, toko khusus, pusat blanja lan hiburan, lan sapiturute) ing wilayah sing dipilih.
- Analisis panggunaan wilayah sing paling efektif.
Arah iki ngidini sinau rinci babagan karakteristik wilayah kasebut, kahanan pasar sing wis dikembangake ing wilayah sing diteliti, lan identifikasi opsi populer.
- Penentuan kontribusi siji faktor kanggo model biaya, nggunakake conto munculé dalan anyar lan rute anyar.
- Analisis macem-macem aspek saka siji wilayah lan analisis wilayah sing beda-beda (perbandingan wilayah).
Orisinalitas metode analisis wilayah sing diusulake ing artikel kanthi nggunakake model "termal" dumunung ing panggunaan indikator pangembangan wilayah - potensi, diwenehi istilah numerik lan nggambarake tingkat pengaruh obyek (faktor pengaruh) ing wilayah kasebut.
Kanggo mangerteni inti saka panliten kasebut, perlu ngucapake sawetara tembung babagan potensial termal dhewe lan menehi interpretasi fisik.
Ing fisika ana konsep kayata lapangan pasukan и fungsi daya. Medan gaya nduweni dimensi energi, fungsi gaya nduweni dimensi gaya.
Kanggo hukum gravitasi universal, medan gaya ditetepake kanthi rumus:
F=k/r2, ngendi
k - pancet;
r - kadohan antarane obyek sesambungan.
Fungsi gaya ϕ ditemtokake dening ekspresi:
dϕ=-F*dr, ngendi
ϕ—potensi medan gaya;
dϕ, dr - diferensial;
r yaiku jarak antarane obyek sing sesambungan,
mula ϕ = k/r.
Makna fisik potensial medan gaya ϕ yaiku karya E sing ditindakake dening medan gaya nalika ngliwati jalur tartamtu. Ing kasus hukum gravitasi universal, nalika jarak menyang obyek diganti saka r2 dadi r1, fungsi gaya ditemtokake dening rumus.
E=k*(1/r1-1/r2), ngendi
E yaiku karya sing ditindakake dening medan gaya nalika ngliwati jalur tartamtu;
r1, r2 - posisi awal lan pungkasan obyek.
Kanggo tugas nganalisis wilayah, pengaruh obyek (faktor) ing wilayah kasebut bisa dianggep minangka kekuwatan (fungsi daya), lan tingkat pangembangan wilayah minangka potensial termal total (lapangan pasukan) saka kabeh obyek (faktor). Ing masalah fisika, potensial termal minangka suhu, lan ing masalah analisis wilayah kanthi nggunakake model "termal", potensial kasebut nuduhake dampak total kabeh faktor sing mengaruhi sawijining titik ing wilayah kasebut.
Data spasial dumadi saka titik, garis, lan poligon. Kanggo ngetung potensial, data spasial lengkap dipérang dadi pecahan cilik. Kanggo saben fragmen, potensial saka titik diitung kanthi multiplier sing padha karo ukuran fragmen obyek (faktor).
Dhata kaperang dadi klompok semantik adhedhasar prinsip mirip cedhak. Contone, obyek perdagangan digabungake karo barang. Ana klompok obyek alas, badan banyu, pemukiman, halte transportasi, lsp. Kelompok sing manunggal kanthi makna nggambarake faktor. Sawise ngliwati kabeh obyek (faktor), kita entuk set potensial termal sing cocog kanggo diproses luwih lanjut.
Panggunaan potensial ("peta panas") ngidini sampeyan pindhah saka data spasial menyang gambar "termal" obyek (faktor) pengaruh ing wilayah kasebut (visualisasi potensial). Transisi kasebut ndadekake bisa nemtokake tingkat ngarsane faktor ing saben titik wilayah kasebut lan nindakake analisis luwih lanjut, yaiku. nampilake macem-macem arah pembangunan kutha ing werna. Mangkono, kita entuk cemlorot kanthi intensitas sing beda-beda kanggo saben titik ing wilayah kasebut.
Conto gambar "termal" saka wilayah Nizhny Novgorod ing konteks sawetara faktor ditampilake ing ngisor iki.
Peta "Thermal" Nizhny Novgorod, nggambarake faktor "rantai Farmasi".
Peta "Panas" Nizhny Novgorod, nggambarake faktor "Polikklinik kanggo wong diwasa"
Peta "Thermal" Nizhny Novgorod, nggambarake faktor "Klinik Anak"
Peta "Thermal" Nizhny Novgorod, nggambarake faktor "zona industri"
Gambar "termal" wilayah kasebut bisa nemtokake konsentrasi potensial saka macem-macem obyek pengaruh. Sabanjure, perlu kanggo nggabungake potensial sing dipikolehi dadi karakteristik integral sing ngidini penilaian wilayah adhedhasar akeh faktor. Iki mbutuhake cara sing ngidini sampeyan nganalisa akeh informasi, ngenali obyek, lan uga nyuda ukuran data, ilang informasi sing paling sithik. Salah sawijining metode kasebut yaiku analisis komponen utama (PCA). Rincian liyane babagan cara iki bisa ditemokake ing .
Inti saka metode kasebut yaiku nemokake kombinasi linear paramèter awal sing owah-owahan paling kuat ing area analisis. Kanggo data spasial - owah-owahan sing paling kuat ing wilayah kasebut.
Cara komponen utama ngenali obyek (faktor) sing owah-owahan paling kuat ing wilayah kasebut. Minangka asil saka metode kasebut, variabel anyar katon - komponen utama, sing luwih informatif dibandhingake karo data asli, kanthi bantuan sing luwih gampang kanggo nganalisa, njlèntrèhaké lan nggambarake wilayah, sing luwih gampang kanggo mbangun model. .
Komponen utama yaiku ekspresi analitis - jumlah potensial saka faktor awal kanthi koefisien tartamtu. Nanging, yen ana faktor sing nduwe pengaruh sing signifikan ing wilayah kasebut, nanging ora owah ing wilayah sing dianalisis, metode komponen utama ora bakal kalebu faktor kasebut ing komposisi komponen utama.
Komponen utama diurutake kanthi urutan informasi mudhun - i.e. nyebar ing saindhenging wilayah. Komponen utama pisanan nggawa informasi sing luwih akeh tinimbang faktor individu lan nggambarake wilayah kasebut kanthi apik. Minangka aturan, nalika nggunakake kira-kira satus faktor, komponen utama pisanan nggawa babagan 50% kabeh informasi (varian) kanggo wilayah. Komponen utama ora ana hubungane karo siji liyane lan bisa digunakake kanggo model minangka karakteristik wilayah ing saben titik.
Komponen utama, minangka sawetara indikator sing diwilang sacara abstrak saka wilayah kasebut, ora duwe jeneng lan klasifikasi sing jelas. Nanging, sawetara faktor sing ana hubungane banget karo komponen utama ngidini kita napsirake komponen utama. Minangka aturan, faktor ing ngisor iki hubungane karo komponen utama:
- tingkat pembangunan infrastruktur;
- komponen transportasi saka wilayah;
- zona iklim;
- tingkat pangembangan tetanèn;
- potensial ekonomi wilayah.
Analisis luwih lanjut, kalebu clustering, nerusake karo sawetara komponen utama sing penting.
Ing tokoh sampeyan bisa ndeleng perwakilan grafis saka komponen utama pisanan ing tlatah sawetara kutha ing Federasi Rusia.
Komponen utama pisanan sing nggambarake tingkat pembangunan infrastruktur kutha ing Nizhny Novgorod
Komponen utama pisanan sing nggambarake tingkat pangembangan infrastruktur kutha ing Yekaterinburg
Komponen utama pisanan sing nggambarake tingkat pembangunan infrastruktur kutha ing Kazan
Komponen utama pisanan sing nggambarake tingkat pangembangan infrastruktur kutha ing Perm
Komponen utama pisanan sing nggambarake tingkat pangembangan infrastruktur kutha ing Samara
Komponen utama pisanan sing nggambarake tingkat pembangunan infrastruktur kutha ing Khabarovsk
Karakteristik integral: clustering
Tahap luwih lanjut babagan analisis wilayah yaiku telusuran zona lingkungan kutha sing kualitase homogen. Panelusuran iki adhedhasar analisis nilai-nilai komponen utama ing saben titik ing wilayah kasebut. Masalah nggoleki zona homogen kasebut bisa ditanggulangi kanthi nggunakake clustering - proses ngelompokake wilayah adhedhasar prinsip kedekatan sakumpulan karakteristik.
Klaster wilayah nduweni rong tujuan:
- nggawe visualisasi wilayah sing luwih apik;
- alokasi wilayah kanggo kompilasi model individu.
Wilayah dikelompokake miturut faktor sing dipilih kanggo dianalisis. Faktor kasebut bisa dadi faktor sing mengaruhi rega utawa faktor sing nggambarake sawetara aspek pangembangan wilayah kasebut, contone, lingkungan sosial.
Ana rong metode clustering klasik sing umum: metode K-means lan metode dendrogram. Nalika nggarap wilayah, metode K-means wis kabukten kanthi apik, fitur kasebut yaiku "tuwuh" kluster kanthi nambah obyek anyar menyang titik pertumbuhan. Kauntungan saka metode K-means dumunung ing kamiripan karyane karo proses alam pambentukan wilayah: integrasi sing padha, tinimbang pamisahan sing ora padha.
Cara K-means digunakake kanggo petungan kanggo Nizhny Novgorod (gambar ing ngisor iki).
Kepatuhan kluster kanthi tingkat pangembangan wilayah nggunakake conto Nizhny Novgorod
Kanthi pendekatan sing diusulake, sampeyan bisa entuk ringkesan wilayah babagan macem-macem topik. Topik sing menarik kanggo kita bisa uga, contone, tingkat pangembangan infrastruktur kutha, tingkat "eliteness" wilayah, tingkat pangembangan budaya, komponen sosial pangembangan wilayah kasebut. Tema kasebut minangka konsep integral sing ora ditemtokake, lan kalebu akeh faktor sing saling gegandhengan.
Nggunakake sawetara algoritma kanggo milih paramèter kanggo analisis (kalebu keterlibatan para ahli), kita bakal entuk peta tematik sing menehi gambaran babagan salah sawijining aspek pangembangan wilayah kasebut.
Karakteristik integral dipahami minangka komponen utama pisanan, utamane komponen utama pisanan sing paling informatif, lan clustering wilayah miturut paramèter sing dipilih.
Peta tematik komponen utama pisanan kanggo macem-macem aspek pangembangan ditampilake ing gambar ing ngisor iki.
Peta tematik "Obyek Budaya" nggunakake conto Nizhny Novgorod
Peta tematik "Sfera Sosial" nggunakake conto Nizhny Novgorod
Karakteristik integral ndadekake bisa mangerteni karakteristik wilayah kanthi nggunakake akeh faktor kanthi mundhut informasi minimal.
Ing kesimpulan, iku worth kang lagi nyimak sing dina iki analisis wilayah - tataran penting banget kanggo ngatasi masalah ngembangaken lingkungan kutha, milih panggonan kanggo nandur modal ing construction, nemokake lokasi paling mupangati kanggo fasilitas anyar lan tugas liyane.
Cara analisis wilayah sing diusulake ing artikel nggunakake model "termal" saka faktor sing beda-beda ora kritis kanggo set faktor, yaiku ora ngetrapake watesan utawa syarat ing informasi awal.
Keragaman lan redundansi informasi sumber, uga kesempatan kanggo nggunakake data mbukak, nyedhiyakake prospek tanpa wates kanggo nganalisa wilayah apa wae tentrem.
Ing publikasi ing ngisor iki sing ditujokake kanggo masalah analisis wilayah, kita bakal mbukak fitur kompilasi model nggunakake komponen utama lan metode kanggo implementasine kanggo tugas kayata:
- milih lokasi sing paling apik nalika nempatake obyek anyar;
- construction saka lumahing rega kanggo kategori tartamtu saka obyek nggunakake nilai pasar;
- evaluasi bathi saka jinis kegiatan tartamtu gumantung saka lokasi obyek.
Ana uga plans kanggo saiki cara kanggo transisi mbalikke saka komponen utama kanggo faktor, kang siji ndadekake iku bisa kanggo njupuk model saka faktor kanggo wilayah tartamtu.
Source: www.habr.com