shembuj i kalkulimit të potencialit termik për rrjetin rrugor të qytetit Nizhny Novgorod
Territori i qytetit është një sistem kompleks dhe heterogjen, i ndodhur në një ndryshim të vazhdueshëm. Të përshkruash territorin dhe të bësh një vlerësim të ambientit urban mund të arrihet përmes objekteve hapësinore (faktorëve). Faktorët që përshkruajnë territorin janë të ndryshëm sipas natyrës së ndikimit (pozitiv, negativ) dhe konfiguracionit gjeometrik (pikë, linjë, poligon).
Shpesh, është e vështirë të përcaktohet shkalla e ndikimit të çdo objekti individual në nivelin e zhvillimit të territorit si një e tërë ose ndonjë aspekt të veçantë të tij. Sot, problemi i përcaktimit dhe përshkrimit të koncepteve si "kultura", "sfera sociale", "tensioni social", "jeto e mirë", "zhvillimi ekonomik", "shëndeti i popullsisë" po bëhet gjithnjë e më aktual. Paqartësia e këtyre koncepteve rritet nëse duam t'i aplikojmë ato në lidhje me grupe të ndryshme sociale, popullsinë e moshave dhe gjinive të ndryshme.
Gjithashtu, duhet të theksohet se kufijtë e qytetit në kuptimin modern janë mjaft të kushtuar. Migrimi ditor i popullsisë, aksesueshmëria e transportit në zonat e largëta "shkruan" kufirin e qytetit edhe më shumë. Termi i përdorur gjerësisht aglomerate në përgjithësi reflekton kufijtë e qytetit, por në të njëjtën kohë e bën konceptin e kufirit të qytetit edhe më të paqartë.
Pavarësisht problemeve të përshkruara më lart, analiza dhe vlerësimi i territorëve sot janë disa nga drejtat e perspektivës dhe interesante, duke ofruar zgjidhje për shumë probleme aktuale të ambientit urban.
Ky artikull propozon shqyrtimin e një metode për analizën e territorit duke përdorur modelin "termik". Në bazë të kësaj metode është studimi i potencialeve, të krijuara nga objekte (faktorë) të natyrave të ndryshme (pikore, linjore dhe sipërfaqësore). Analiza e territorit me këtë metodë ofron mundësinë për të kaluar nga një grup të dhënash hapësinore (faktorësh) që përshkruajnë territorin, në një vlerësim të saktë numerik (të pikëve) në çdo pikë të territorit.
Potencialet e analizuar gjatĂ« zhvillimit tĂ« analizĂ«s sĂ« territorit kanĂ« njĂ« interpretim fizik â shpĂ«rndarja e nxehtĂ«sisĂ« nĂ« ambiente me dimensione tĂ« ndryshme (2D, 3D). Ky fenomen mund tĂ« pĂ«rfaqĂ«sohet nĂ« formĂ«n e imazheve 'tĂ« nxehta' ('hartave tĂ« nxehta' tĂ« territorit), qĂ« japin njĂ« ide pĂ«r nivelin e zhvillimit tĂ« territorit nĂ« varĂ«si tĂ« intensitetit tĂ« ngjyrĂ«s sĂ« imazhit.
Faktorët e territorit
Analiza e territorit nënkupton kërkimin dhe përpunimin e informacionit rreth faktorëve që ndikojnë në territor dhe indikatorëve të tyre. Faktorët e ndikimit përfshijnë objekte që ndikojnë në territorin përreth, të cilat kanë një grup karakteristikash dhe koordinata hapësinore. Shembuj të faktorëve të ndikimit mund të jenë dyqanet, objektet industriale, rrugët, pyjet, objektet ujore.
Indikatorët e ndikimit janë objekte që reflektojnë ndikimin e objekteve dhe gjithashtu kanë një grup karakteristikash dhe koordinata hapësinore. Shembuj të indikatorëve të ndikimit: bankomatet, shenjat reklamuese, monumentet.
NĂ« paraqitjet e mĂ«passhme do tĂ« pĂ«rdorim termi faktorĂ« tĂ« ndikimit, duke bashkuar tĂ« dy termat â faktorĂ«t dhe indikatorĂ«t e ndikimit.
Më poshtë është një shembull i të dhënave hapësinore, të cilat shërbejnë si faktorë ndikimi.
Një nga fazat kyçe të zhvillimit të punëve mbi analizën e territoreve është faza e mbledhjes dhe përpunimit të informacionit fillestar. Aktualisht, ka mjaft informacion rreth faktorëve të ndikimit në territor me nivele të ndryshme detaje.
Informacioni mund të merret nga burime të hapura ose burime me qasje të kufizuar. Në shumë raste, informacioni i hapur është i mjaftueshëm për analizën, edhe pse, zakonisht, kërkon përpunim mjaft punëtor.
NĂ« mes burimeve tĂ« hapura, lider Ă«shtĂ«, sipas mendimit tonĂ«, burimi â OpenStreetMap (OSM). Informacioni qĂ« merret nga kjo burim pĂ«rditĂ«sohet çdo ditĂ« nĂ« mbarĂ« botĂ«n.
Informacioni i burimit OpenStreetMap (OSM) është i prezantuar në formatet e mëposhtme:
â Formati OSM. Formati kryesor me zgjerim '.osm' pĂ«rdoret pĂ«r tĂ« pĂ«rshkruar imazhet grafike, XML â nyjat, rrugĂ«t, marrĂ«dhĂ«niet.
â 'Formati polak'. NjĂ« format tekstual me zgjerim '.mp' pĂ«rdoret pĂ«r punĂ« me grafikĂ«n.
â Formati PBF. Formati i ruajtjes sĂ« tĂ« dhĂ«nave me zgjerim '.osm.pbf'.
Si burime informacioni gjithashtu mund të përdoren:
â 2GIS
Burimi përmban informacion të kualitetit të lartë, i përditësuar çdo muaj, me një klasifikues të shkëlqyer 3-nivë për ndërmarrjet dhe organizatat.
â SkedarĂ«t KML (Keyhole Markup Language)
Skedarët KML (Keyhole Markup Language) janë një format skedari që përdoret për të paraqitur të dhëna gjeografike në programet Google Planet, Hartat Google dhe Hartat Google për pajisjet mobile.
Me skedarët KML mund të:
â vendosni simbole tĂ« ndryshme dhe tĂ« bĂ«ni mbishkrime pĂ«r tĂ« shĂ«nuar vende nĂ« sipĂ«rfaqen e TokĂ«s
â krijoni kĂ«nde tĂ« ndryshme pĂ«r objektet e zgjedhura, duke ndryshuar pozitĂ«n e kamerĂ«s
â pĂ«rdorni imazhe tĂ« ndryshme tĂ« mbivendosura
â pĂ«rcaktoni stile pĂ«r tĂ« personalizuar paraqitjen e objektit, aplikoni kodin HTML pĂ«r tĂ« krijuar hiperlidhje dhe imazhe tĂ« integruara
â pĂ«rdorni dosje pĂ«r grupimin hierarkik tĂ« elementeve
â merrni dhe pĂ«rditĂ«soni skedarĂ«t KML nga nodet e rrjetit tĂ« largĂ«t ose lokal
â merrni tĂ« dhĂ«na KML nĂ« pĂ«rputhje me ndryshimet nĂ« mjetin e pamjes tridimensionale
â ShĂ«rbimi Federal i Regjistrimit ShtetĂ«ror, KadastrĂ«s dhe KartografisĂ« 'Rosreestr'
Informacioni në portalin e Rosreestr-it është i vlefshëm për përmbajtjen dhe aktualitetin e saj, por, fatkeqësisht, nuk ofron mundësinë për të marrë grafikë mbi objektet e ndërtimit kapital dhe tokat pa pagesë. Portali i Rosreestr-it gjithashtu ka një volum të madh informacioni me akses të kufizuar.
â Organe statistikore
Të dhënat statistikore janë një burim legjitim informacioni për territorin, megjithatë, aktualisht të dhënat e organeve statistikore janë të disponueshme vetëm për një numër të caktuar treguesish, kryesisht në raportet e organeve statistikore dhe raportet e qeverisë rajonale.
â Sistemet informacioni tĂ« organeve tĂ« qeverisjes
Informacioni i kualitetit gjendet në sistemet informacioni të organeve të qeverisjes, megjithatë vetëm një pjesë e vogël e tyre publikohet në akses të hapur dhe është e disponueshme për analizë.
Analiza e territoreve nuk vë ndonjë kërkesë të caktuar për përbërjen e informacionit, në thelb mund të përdorim gjithçka që është gjetur, informacioni nga burime të lira zakonisht është i ndërveprueshëm. Megjithatë, duhet të theksohet se edhe informacioni i vetëm i marrë nga burimi OSM është i mjaftueshëm për të bërë një analizë të një teritor të panjohur.
Analiza e territorit duke përdorur modelin "të nxehtit". Interpretimi fizik i potencialeve.
Siç u tha më parë, analiza e territorit është një temë aktuale dhe një mjet i fuqishëm për të tërhequr investime të argumentuara në zhvillimin e Infrastrukturës së mjediseve të ndryshme urbane.
Diversiteti i detyrave që zgjidhen me anë të analizës së territoreve mund të grupohen në disa drejtime të mëdha.
â Marrja e njĂ« vlerĂ«simi sa mĂ« tĂ« interpretuar dhe tĂ« detajuar tĂ« territorit nĂ« çdo pikĂ« tĂ« tij.
Duke zgjidhur detyrën e vendosur, është e mundur të merret një grup vlerash me pikë në çdo pikë të territorit, duke ofruar një paraqitje të nivelit të zhvillimit të territorit në përgjithësi, si dhe në një fushë të caktuar. Një fushë e tillë mund të jetë, për shembull, kultura, industria, tregtia, etj.
â PĂ«rcaktimi i vendeve mĂ« tĂ« favorshme pĂ«r vendosjen e objekteve investuese tĂ« njĂ« lloji tĂ« caktuar (pĂ«r shembuj, banka, dyqane profesionale, qendra tregtare dhe argĂ«tuese, etj.) nĂ« territorin e zgjedhur.
â Analiza e pĂ«rdorimit mĂ« efektiv tĂ« territorit.
Ky drejtim lejon kryerjen e një studimi të detajuar të karakteristikave të territorit, situatës së tregut që ka dalë në territorin e hulumtuar, identifikimin e mundësive të kërkuara.
â PĂ«rcaktimi i kontributit tĂ« njĂ« faktori nĂ« modelin e kostos, pĂ«r shembull, shfaqja e rrugĂ«ve tĂ« reja dhe rrugĂ«ve tĂ« reja.
â Analiza e aspekteve tĂ« ndryshme tĂ« njĂ« territori dhe analiza e territoreve tĂ« ndryshme (krahasimi i territoreve).
Originaliteti i metodĂ«s sĂ« propozuar nĂ« kĂ«tĂ« artikull pĂ«r analizĂ«n e territorit duke pĂ«rdorur modelin "tĂ« nxehtit" qĂ«ndron nĂ« pĂ«rdorimin e treguesve tĂ« zhvillimit tĂ« territorit â potencialeve, tĂ« paraqitura nĂ« shprehje numerike dhe qĂ« pasqyrojnĂ« shkallĂ«n e ndikimit tĂ« objektit (faktorit tĂ« ndikimit) nĂ« territor.
Për të kuptuar thelbin e studimit, duhet të themi disa fjalë rreth potencialit termik, duke i dhënë atij një interpretim fizik.
Në fizikë ekzistojnë termat si fusha e forcës dhe funksioni i forcës. Fusha e forcës ka dimensionin e energjisë, funksioni i forcës ka dimensionin e forcës.
Për ligjin e gravitetit universal, fusha e forcës definohet me formulën:
F=k/r2, ku
k është një konstantë;
r është distanca midis objekteve në ndërveprim.
Funksioni i forcĂ«s Ï pĂ«rcaktohet me shprehjen:
dÏ=-F*dr, ku
Ï Ă«shtĂ« potenciali i fushĂ«s sĂ« forcĂ«s;
dÏ, dr janĂ« diferenciat;
r është distanca midis objekteve në ndërveprim,
prandaj Ï=k/r.
Kuptimi fizik i potencialit tĂ« fushĂ«s sĂ« forcĂ«s Ï Ă«shtĂ« puna E, e kryer nga fusha e forcĂ«s gjatĂ« kalimit tĂ« njĂ« rruge tĂ« caktuar. NĂ« rastin e ligjit tĂ« gravitetit universal, gjatĂ« ndryshimit tĂ« distancĂ«s deri te objekti nga r2 nĂ« r1, funksioni i forcĂ«s pĂ«rcaktohet me formulĂ«n
E=k*(1/r1-1/r2), ku
E është puna, e kryer nga fusha e forcës gjatë kalimit të një rruge;
r1, r2 janë pozita fillestare dhe përfundimtare të objektit.
Për problemin e analizës së territorit, ndikimi i objekteve (faktorëve) në territor mund të konsiderohet si forcë (funksioni i forcës), ndërsa niveli i zhvillimit të territorit si potenciali termik total (fusha e forcës) nga të gjitha objektet (faktorët). Në problemet e fizikës, potenciali termik është temperatura, ndërsa në problemet e analizave të territorit duke përdorur modelin "termik", potenciali përfaqëson ndikimin total të të gjitha faktorëve në një pikë të territorit.
Të dhënat hapësinore përbëhen nga pika, linja, poligone. Për të llogaritur potencialet, të dhënat hapësinore të gjatë ndahen në fragmente të vogla. Për secilën fragment llogaritet potenciali nga pika me një faktor të barabartë me madhësinë e fragmentit të objektit (faktorit).
Të dhënat ndahen në grupe semantike sipas parimit të ngjashmërisë së afërt. Për shembull, objektet tregtare janë të grupuara sipas produkteve. Ekzistojnë grupe objektesh pyjore, ujore, vendbanimesh, ndalesash transporti etj. Grupi i bashkuar sipas kuptimit përfaqëson një faktor. Duke kaluar përmes të gjitha objekteve (faktorëve), merrni një grup potencialesh termike, të përshtatshme për përpunim të mëtejshëm.
Përdorimi i potencialeve («hartave termike») lejon kalimin nga të dhënat hapësinore në imazhe «termike» të objekteve (faktorëve) që ndikojnë në territor (vizualizimi i potencialeve). Ky kalim ofron mundësinë për të përcaktuar shkallën e pranisë së faktorëve në çdo pikë të territorit dhe për të kryer analizë të mëtejshme, dmth. të visualizohen drejtimet e ndryshme të zhvillimit të qytetit në ngjyrë. Kështu, do të kemi një shkëlqim të intensitetit të ndryshëm për çdo pikë të territorit.
Shembuj të imazheve «termike» të territorit të qytetit të Nizhny Novgorod për disa faktorë janë paraqitur më poshtë.
Hartë «termike» e qytetit N. Novgorod, që pasqyron faktorin «Rrjeti i farmacive»
Hartë «termike» e qytetit N. Novgorod, që pasqyron faktorin «Poliklinikat për të rritur»
Hartë «termike» e qytetit N. Novgorod, që pasqyron faktorin «Poliklinikat për fëmijë»
Hartë «termike» e qytetit N. Novgorod, që pasqyron faktorin «Zonat industriale»
Imazhet «termike» të territorit lejojnë të përcaktohet koncentrimi i potencialeve nga objekte të ndryshme ndikimi. Më pas, është e nevojshme të bashkohen potencialet e marra në një karakteristikë të integruar, që lejon vlerësimin e territorit sipas një numri të madh faktorësh. Për këtë, nevojitet një metodë që lejon analizimin e një volumi të madh informacioni, njihni objekte dhe gjithashtu reduktoni dimensionin e të dhënave, duke humbur sa më pak informacion. Një nga këto metoda është analiza e komponentëve kryesorë (Principal component analysis, PCA). Më shumë mbi këtë metodë mund të lexoni në .
Thelbi i metodĂ«s Ă«shtĂ« gjetja e njĂ« kombinimi linear tĂ« parametrave fillestarĂ«, qĂ« ndryshon mĂ« fort nĂ« fushĂ«n e analizĂ«s. PĂ«r tĂ« dhĂ«nat hapĂ«sinore â ndryshimi mĂ« i madh nĂ« territor.
Metoda e komponentĂ«ve kryesorĂ« identifikon objekte (faktorĂ«) qĂ« ndryshojnĂ« mĂ« shumĂ« nĂ« territor. Si rezultat i punĂ«s sĂ« metodĂ«s, krijohen variabla tĂ« rinj â komponentĂ«t kryesorĂ«, qĂ« janĂ« mĂ« informues nĂ« krahasim me tĂ« dhĂ«nat fillestare, tĂ« cilĂ«t lehtĂ«sojnĂ« analizimin, pĂ«rshkrimin dhe visualizimin e territorit, duke lehtĂ«suar ndĂ«rtimin e modeleve.
Komponentët kryesorë përfaqësojnë shprehje analitike - shumën e potencialeve të faktorëve burimorë me disa koeficientë. Megjithatë, nëse ndonjë faktor ka një ndikim të rëndësishëm në territor, por nuk ndryshon në territorin e analizuar, metoda e komponentëve kryesorë nuk do të përfshijë këtë faktor në përbërjen e komponentëve kryesorë.
KomponentĂ«t kryesorĂ« renditen sipas rĂ«nies sĂ« informacionit â dmth, pĂ«rhapjes nĂ« territor. KomponentĂ«t kryesorĂ« tĂ« parĂ« mbajnĂ« brenda njĂ« informacioni shumĂ« mĂ« tĂ« madh se faktorĂ«t e veçantĂ«, dhe pĂ«rshkruajnĂ« mirĂ« territorin. Zakonisht, kur pĂ«rdoren rreth njĂ«qind faktorĂ«, komponenti i parĂ« kryesor mban rreth 50% tĂ« gjithĂ« informacionit (diskrezionit) nĂ« territor. KomponentĂ«t kryesorĂ« nuk korrelacionohen me njĂ«ri-tjetrin dhe mund tĂ« pĂ«rdoren pĂ«r modelet si karakteristika tĂ« territorit nĂ« çdo pikĂ«.
Komponenti kryesor, si një tregues i llogaritur abstraktisht për territorin, nuk ka një emër dhe klasifikim të qartë. Megjithatë, grumbulli i faktorëve që korrelacionojnë fort me komponentin kryesor lejon interpretimin e komponentëve kryesorë. Zakonisht, me komponentët kryesorë korrelacionojnë faktorët e mëposhtëm:
â niveli i zhvillimit tĂ« infrastrukturĂ«s;
â komponenti transportues i territorit;
â zonat klimatike;
â niveli i zhvillimit tĂ« bujqĂ«sisĂ«;
â potenciali ekonomik i territorit.
Analiza e mëtejshme, përfshirë grumbullimin, vazhdon me disa nga komponentët kryesorë më të rëndësishëm.
Në figura mund të shihni shfaqjen grafike të komponentëve kryesorë të parë në territorin e disa qyteteve të Federatës Ruse.
Komponenti i parë kryesor, që karakterizon nivelin e zhvillimit të infrastrukturës urbane në N. Novgorod.
Komponenti i parë kryesor, që karakterizon nivelin e zhvillimit të infrastrukturës urbane në Ekaterinburg.
Komponenti i parë kryesor, që karakterizon nivelin e zhvillimit të infrastrukturës urbane në Kazan.
Komponenti i parë kryesor, që karakterizon nivelin e zhvillimit të infrastrukturës urbane në Perm.
Komponenti i parë kryesor, që karakterizon nivelin e zhvillimit të infrastrukturës urbane në Samara.
Komponenti i parë kryesor, që karakterizon nivelin e zhvillimit të infrastrukturës urbane në Khabarovsk.
Karakteristikat integrale: grumbullimi
Faza e mĂ«tejshme e analizĂ«s sĂ« territoreve pĂ«rfaqĂ«son procesin e kĂ«rkimit tĂ« zonave tĂ« mjedisit urban, tĂ« homogjene sipas cilĂ«sisĂ«. Ky kĂ«rkim bazohet nĂ« analizĂ«n e vlerave tĂ« komponenteve kryesore nĂ« çdo pikĂ« tĂ« territorit. Detyra e identifikimit tĂ« kĂ«tyre zonave homogjene mund tĂ« zgjidhet pĂ«rmes grumbullimit â njĂ« proces qĂ« grupon territoret sipas afĂ«rsisĂ« sĂ« karakteristikave tĂ« tyre tĂ« pĂ«rbashkĂ«ta.
Grumbullimi i territoreve ndjek dy objektiva:
â krijimin e njĂ« vizualizimi mĂ« tĂ« kuptueshĂ«m tĂ« territorit;
â identifikimin e zonave pĂ«r ndĂ«rtimin e modeleve tĂ« veçanta.
Territet grumbullohen sipas faktorëve të zgjedhur për analizë. Këta faktorë mund të jenë faktorë që ndikojnë në formimin e çmimeve ose faktorë që përshkruajnë ndonjë aspekt të zhvillimit të territorit, për shembull, sferën sociale.
Ekzistojnë dy metoda klasike të zakonshme për grumbullim: metoda K-means dhe metoda e dendrogramit. Kur punoni me territore, metoda K-means ka treguar performancë të shkëlqyer, veçanërisht duke iu bashkuar objektivave të reja me pikat e rritjes. Avantazhi i metodës K-means është se ajo funksionon në një mënyrë të ngjashme me procesin natyror të formimit të territoreve: integron të ngjashmit, dhe jo ndan të paafërt.
Me metodën K-means janë bërë llogaritjet për Nizhny Novgorod (ilustrimi më poshtë).
Përputhja e grupeve me nivelin e zhvillimit të territorit në shembullin e qytetit Nizhny Novgorod
Me qasjen e propozuar, është e mundur të merret një ide për territorin në tema të ndryshme. Temat që na interesojnë mund të jenë, për shembull, niveli i zhvillimit të infrastrukturës urbane, niveli i "elitës" së territorit, niveli i zhvillimit të kulturës, përbërja sociale e zhvillimit të territorit. Këto tema janë koncepte integrale të keqdefinuara dhe përbëhen nga shumë faktorë të ndërlidhur.
Me një algoritëm të caktuar për përzgjedhjen e parametrave për analizë (duke përfshirë angazhimin e ekspertëve), ne do të marrim karta tematike që e paraqesin një aspekt të zhvillimit të territorit.
Nën karakteristikat integrale kuptojmë komponentet e para kryesore, para së gjithash komponentin më informues të parë kryesor, dhe grumbullimin e territoreve sipas parametrave të zgjedhur.
Hartat tematike të komponenteve të para kryesore mbi aspekte të ndryshme të zhvillimit janë paraqitur në figurat më poshtë.
Harta tematike "Objektet e kulturës" për shembullin e qytetit N. Novgorod
Harta tematike "Sfera sociale" për shembullin e qytetit N. Novgorod
Karakteristikat integrale ofrojnë mundësinë për të kuptuar karakteristikat e territorit, duke operuar me shumë faktorë me humbje minimale të informacionit.
Në përfundim, duhet të theksohet edhe një herë se analiza e territoreve është një fazë jashtëzakonisht e rëndësishme në zgjidhjen e problemeve të zhvillimit të ambientit urban, zgjedhjes së vendeve për investim në ndërtim, kërkimin e vendndodhjes më të favorshme të objekteve të reja dhe detyrave të tjera.
Metoda e propozuar në artikull për analizën e territorit duke përdorur modelin "termik" nga faktorë të natyrave të ndryshme nuk është kritike për përzgjedhjen e faktorëve, pra nuk vendos kufizime dhe kërkesa për informacionin burimor.
Diversiteti dhe teprica e informacionit burimor, si dhe mundësia për të përdorur të dhëna të hapura ofron perspektiva të pakufizuara për analizën e çdo territori të botës.
Në publikimet që vijnë, të dedikuara për detyrat e analizës së territoreve, planifikojmë të zbulojmë veçoritë e modelimit duke përdorur komponentet kryesore dhe metodat e realizimit të tyre për detyra të tilla si:
â zgjedhja e vendit mĂ« tĂ« mirĂ« pĂ«r vendosjen e njĂ« objekti tĂ« ri;
â ndĂ«rtimi i njĂ« sipĂ«rfaqe çmimi pĂ«r njĂ« kategori tĂ« caktuar objektesh duke pĂ«rdorur vlerĂ«n e tregut;
-vlerësimi i përfitimeve të një aktiviteti të caktuar në varësi të vendndodhjes së objekteve.
Gjithashtu, kemi në plan të prezantojmë metodat e kalimit prapa nga komponentet kryesore në faktorë, gjë që lejon në të vërtetë të marrë një model nga faktorët për këtë territor.
Burimi: habr.com
