Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve

Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve

Në publikimin e parë (Përdorimi i potencialeve termike për analiza territoriale) ne folëm si mund të përdoren potencialet termike për analizën e territoreve në përgjithësi. Në publikimet e tjera planifikohej të përshkruhej si ruhet informata për objektet hapësinore në bazat e të dhënave, si ndërtohen modelet nga komponentet kryesore dhe çfarë detyrash analizës së territoreve mund të jenë. Por gjithçka në rendin e duhur.

Përdorimi i metodës së potencialeve termike në radhë të parë ofron mundësinë për të përgatitur një pasqyrë të përgjithshme mbi territorin që na intereson. Për shembull, duke marrë informacione fillestare nga OSM për qytetin e Barcelonës (Kataloni), dhe duke realizuar një analizë integrale pa seleksionimin e parametrave, mund të marrim pamjet "termike" të komponentëve kryesorë të parë. Ne gjithashtu folëm për "hartat termike" në artikullin e parë, por nuk është e tepërt të kujtojmë se termi "hartë termike" lindi për shkak të kuptimit fizik të potencialeve të përdorura për analizën integrale. Pra, në detyrat e fizikës, potenciali përfaqëson temperaturën, ndërsa në detyrat e analizës së territoreve, potenciali përfaqëson ndikimin e përgjithshëm të të gjitha faktorëve që ndikojnë në një pikë të caktuar të territorit.

Më poshtë është një shembull i hartës "termike" të qytetit të Barcelonës, e fituar si rezultat i analizës integrale.

Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve
"Harta termike" e komponentit të parë kryesor, pa seleksionimin e parametrave, qyteti i Barcelonës.

Ndërsa, duke caktuar një parametër të caktuar (në këtë rast ne zgjodhëm industrinë), mund të marrim një hartë "termike" pikërisht për këtë.

Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve
"Harta termike" e komponentit të parë kryesor, industria, qyteti i Barcelonës.

Natyrisht, detyrat e analizës janë shumë më të gjerë dhe të ndryshme sesa thjesht marrja e një vlerësimi të përgjithshëm të territorit të zgjedhur, prandaj si shembull në këtë artikull do të shqyrtojmë detyrën e gjetjes së vendit më të mirë për vendosjen e një objekti të ri dhe realizimin teknik të metodës së potencialeve termike për ta zgjidhur këtë, dhe në publikimet e tjera do të shohim edhe të tjera.

Zgjidhja e detyrës për gjetjen e vendit më të mirë për vendosjen e një objekti të ri do të ndihmojë në përcaktimin se sa territori është "gati të pranojë" këtë objekt të ri, si do të korrelacionohet ai me objektet e tjera që tashmë ekzistojnë në territor, sa e çmuar do të jetë kjo objekt për territorin dhe çfarë vlere do të sjellë.

Hapat e realizimit teknik

Zbatimi teknik mund të paraqitet si një sekuencë e procedurave të renditura më poshtë:

  1. Përgatitja e mjedisit informativ.
  2. Kërkimi, mbledhja dhe përpunimi i informacionit burimor.
  3. Ndërtimi i një rrjete nyjesh në territorin e analizuar.
  4. Ndarja e faktorëve të territorit në frazë.
  5. Llogaritja e potencialeve nga faktorët.
  6. Përzgjedhja e faktorëve për krijimin e karakteristikave tematike integrale të territorit.
  7. Aplikimi i metodës së komponentëve kryesorë për marrjen e treguesve integrale të territorit.
  8. Krijimi i modeleve për zgjedhjen e vendit për ndërtimin e një objekti të ri.

1 Etapi. Përgatitja e mjedisit informativ

Në këtë fazë është e nevojshme të zgjidhni një sistem menaxhimi të bazave të të dhënave (SGBD), të përcaktoni burimet e informacionit, metodat e mbledhjes së informacionit, volumet e informacionit të mbledhur.
Për punën, ne përdorëm bazën e të dhënave (BD) PostgeSql, megjithatë, është e rëndësishme të theksohet se cila bazë tjetër e të dhënave që punon me kërkesat SQL është gjithashtu e përshtatshme.

NĂ« BD do tĂ« ruhet informacioni burimor – tĂ« dhĂ«na hapĂ«sinore mbi objektet: llojet e tĂ« dhĂ«nave (pikĂ«, linjĂ«, poligon), koordinatat e tyre dhe karakteristikat e tjera (gjatĂ«sia, sipĂ«rfaqja, numri), si dhe tĂ« gjitha vlerat e llogaritura, tĂ« marra si rezultat i punĂ«s sĂ« kryer dhe vetĂ« rezultatet e punĂ«s.

Informacioni statistik po ashtu paraqitet si të dhëna hapësinore (p.sh., territoret e rajonit me të dhënat statistikore të bashkëngjitura këtyre territoreve).

Si rezultat i transformimit dhe përpunimit të informacionit të mbledhur, formohen tabela që përmbajnë informacione mbi faktorët linearë, pikorë dhe sipërfaqësorë, identifikuesit e tyre dhe koordinatat.

2 Etapi. Kërkimi, mbledhja dhe përpunimi i informacionit burimor

Si informacion burimor pĂ«r zgjidhjen e kĂ«saj detyre pĂ«rdorim informacionin nga burimet e kartografisĂ« tĂ« hapura, qĂ« pĂ«rmbajnĂ« tĂ« dhĂ«na mbi territorin. Lideri, sipas mendimit tonĂ«, Ă«shtĂ« informacioni OSM, qĂ« pĂ«rditĂ«sohet çdo ditĂ« nĂ« tĂ« gjithĂ« botĂ«n. MegjithatĂ«, nĂ«se arrijmĂ« tĂ« mbledhim informacion nga burime tĂ« tjera – nuk do tĂ« ishte mĂ« keq.
Përpunimi i informacionit përfshin përshtatjen e tij në një format të njëjtë, eliminimin e të dhënave jo të besueshme dhe përgatitjen për ngarkim në bazën e të dhënave.

3 Etapi. Ndërtimi i rrjetit të nyjeve në territorin e analizuar

Për të siguruar vazhdimësinë e territorit të analizuar, është e nevojshme të ndahen në të një rrjet, ku nyjet kanë koordinatat në një sistem të caktuar koordinatash. Në çdo nyje të rrjetit më vonë do të përcaktohet vlera e potencialit. Kjo do të mundësojë vizualizimin e zonave homogjene, grupeve dhe rezultatit përfundimtar të analizës.

Në varësi të detyrave që zgjidhni, janë të mundshme dy variante të ndarjes së rrjetit:
— Rrjeti me hapje tĂ« rregullt (S1) – Ă«shtĂ« njĂ« pĂ«rmbledhje pĂ«r tĂ« gjithĂ« territorin. NĂ« tĂ« llogariten potencialet nga faktorĂ«t, pĂ«rcaktohen karakteristikat integrale tĂ« territorit (komponentĂ«t kryesorĂ« dhe grupet) dhe rezultatet e modelimit dalin.

Në zgjedhjen e këtij rrjeti është e nevojshme të jepni:

  • hapĂ«sira e rrjetit – intervali, pĂ«rmes tĂ« cilit do tĂ« vendosen nyjet e rrjetit;
  • kufirin e territorit tĂ« analizuar, qĂ« mund tĂ« pĂ«rputhet me ndarjen administrative-territoriale, ose mund tĂ« jetĂ« njĂ« zonĂ« nĂ« hartĂ« qĂ« kufizon territorin e llogaritjes nĂ« formĂ«n e shumĂ«kĂ«ndshit.

— Rrjeti me hapje tĂ« papĂ«rcaktuar (S2) pĂ«rshkruan pika tĂ« veçanta tĂ« territorit (p.sh. centroide). NĂ« tĂ« gjithashtu llogariten potencialet nga faktorĂ«t, pĂ«rcaktohen karakteristikat integrale tĂ« territorit (komponentĂ«t kryesorĂ« dhe grupet). Modelimi me komponentĂ«t kryesorĂ« tĂ« llogaritur bĂ«het pikĂ«risht nĂ« rrjetin me hapje tĂ« papĂ«rcaktuar, dhe pĂ«r vizualizimin e rezultateve tĂ« modelimit numrat e grupeve nga nyjet e rrjetit me hapje tĂ« papĂ«rcaktuar transferohen nĂ« nyjet e rrjetit me hapje tĂ« rregullt sipas parimit tĂ« afĂ«rsisĂ« sĂ« koordinatave.
Në bazën e të dhënave informacioni për koordinatat e nyjeve të rrjetit ruhet në formën e një tabele, e cila për çdo nyje përmban informacionin e mëposhtëm:

  • identifikuesin e nyjes;
  • koordinatat e nyjes (x, y).

Shembuj të rrjeteve me hapje të rregullt për territorime të ndryshme me hapa të ndryshëm janë paraqitur në figurat më poshtë.

Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve

Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve
Rrjeti mbulues i qytetit Nizhny Novgorod (pikat e kuqe). Rrjeti mbulues i rajonit Nizhny Novgorod (pikat e blerta).

4 Faza. Ndarja e faktorëve të territorit në fragmente

Për analizën e mëtejshme të faktorëve të shtrirë të territorit, është e nevojshme të shndërrohet në një grumbull faktorësh diskretë, në mënyrë që çdo nyje e rrjetit të përmbajë informacionin për çdo faktor që është prezent në të. Faktorët linear ndahen në segmente, ato sipërfaqësore në fragmente.

Hapi i ndarjes përcaktohet në varësi të sipërfaqes së territorit dhe specifikave të faktorëve; për sipërfaqe më të mëdha (zona) hapi i ndarjes mund të arrijë 100-150 m, ndërsa për territore më të vogla (qytete) hapi i ndarjes mund të jetë 25-50 m.

Në bazën e të dhënave, informacioni mbi rezultatet e ndarjes ruhet në formën e një tabele, që përmban për çdo fragment informacionin e mëposhtëm:

  • identifikuesin e faktorĂ«ve;
  • koordinatat e centoidĂ«ve tĂ« fragmenteve tĂ« ndarjes (x, y);
  • gjatĂ«sinĂ«/sipĂ«rfaqen e fragmenteve tĂ« ndarjes.

Hapi 5. Llogaritja e potencialeve nga faktorët

Një nga qasjet e mundshme dhe të qarta për analizimin e informacionit origjinor është të shqyrtojmë faktorët si potenciale nga objektet e ndikimit.

Le tĂ« pĂ«rdorim zgjidhjen themelore tĂ« ekuacionit tĂ« Laplasit pĂ«r rastin dy-dimensional — logaritmin e distancĂ«s nga pika.

Duke marrë parasysh kërkesën për vlerën përfundimtare të potencialit në zero dhe kufizimin e vlerës së potencialit në distanca të mëdha, potenciali përcaktohet si më poshtë:

Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve kur r<r1 (1)

Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve kur r2>r>=r1

Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve kur r>=r2

Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve
Pamja e potencialit të ndikimit nga një objekt pikor

Funksioni logaritmik duhet të jetë i kufizuar në zero dhe të jetë arsyeshëm i kufizuar në një distancë nga faktorët. Nëse nuk vendosen kufizime për potencialin në distanca të mëdha nga faktori, do të duhej të merreshim me një sasi të madhe informacioni të largët nga pika e analizuar, që praktikisht nuk ndikon në analizë. Prandaj, ne prezantojmë madhësinë e rrethit të veprimit të faktorëve, përtej të cilit kontributi në potencialin nga faktori barazohet me zero.

PĂ«r qytetin, madhĂ«sia e rrethit tĂ« veprimit tĂ« faktorĂ«ve pranohet tĂ« jetĂ« e barabartĂ« me aksesin e kĂ«mbĂ«sorĂ«ve tĂ« gjysmĂ« ore — 2 000 metra. PĂ«r zonĂ«n, duhet tĂ« flasim pĂ«r aksesin e transportit tĂ« gjysmĂ« ore — 20 000 metra. NĂ« kĂ«tĂ« mĂ«nyrĂ«, si rezultat i llogaritjes sĂ« vlerave tĂ« potencialeve, ne kemi potencialin total nga çdo faktor nĂ« çdo nyje tĂ« rrjetit tĂ« rregullt. Hapi 6. PĂ«rzgjedhja e faktorĂ«ve pĂ«r krijimin e karakteristikave tĂ« integruara tematike tĂ« territorit NĂ« kĂ«tĂ« fazĂ«, pĂ«rzgjidhen faktorĂ«t mĂ« tĂ« rĂ«ndĂ«sishĂ«m dhe informues pĂ«r krijimin e karakteristikave tĂ« integruara tematike tĂ« territorit.

Kështu, si rezultat i llogaritjes së vlerave të potencialeve, kemi potencialin total nga çdo faktor në çdo nyje të rrjetit të rregullt.

Hapi 6. Zgjedhja e faktorëve për krijimin e karakteristikave integrale tematike të territorit

Në këtë fazë, përzgjidhen faktorët më të rëndësishëm dhe informues për krijimin e karakteristikave integrale tematike të territorit.

Mundësi për të përzgjedhur faktorët mund të bëhet automatikisht, duke vendosur disa kufij për parametrat (korelacioni, përqindja e ndikimit etj.), ose në mënyrë ekspertizë, duke njohur tematikën e detyrës dhe duke pasur një paraqitje të caktuar mbi territorin.

Pasi qĂ« faktorĂ«t mĂ« tĂ« rĂ«ndĂ«sishĂ«m dhe informues janĂ« pĂ«rzgjedhur, mund tĂ« kaloni nĂ« fazĂ«n tjetĂ«r — interpretimi i komponentĂ«ve kryesorĂ«.

Hapi 7. Përdorimi i metodës së komponentëve kryesorë për marrjen e treguesve integrues të territorit. Klastrimi

Informacioni fillestar pĂ«r faktorĂ«t e territorit, i transformuar nĂ« fazĂ«n e kaluar nĂ« potenciale, tĂ« llogaritur pĂ«r çdo nyje tĂ« rrjetit, bashkohet nĂ« tregues tĂ« rinj integrues — komponentĂ«t kryesorĂ«.

Metoda e komponentĂ«ve kryesorĂ« analizon variabilitetin e faktorĂ«ve nĂ« territorin e hetuar dhe gjen, sipas rezultateve tĂ« kĂ«saj analize, kombinimin e tyre linear mĂ« tĂ« variueshĂ«m, duke lejuar llogaritjen e masĂ«s sĂ« ndryshimit tĂ« tyre – varianca nĂ« territor.

Le të marrim një detyrë të përgjithshme për ndërtimin e një modeli që përshtat funksionin e modelit linear me vlerat e caktuara.
Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve (2)
Ku i është numri i komponentës,
n është numri i komponentëve që marrin pjesë në llogaritje
j është indeksi i nyjës në territor, j=1..k
k është numri i të gjithë nyjeve të rrjetit të territorit, për të cilat është bërë llogaritja e komponentëve kryesorë
Implementimi teknik i metodĂ«s sĂ« potencialeve termike pĂ«r analizĂ«n e territoreve — koeficienti i komponentĂ«s sĂ« i-tĂ« tĂ« modelit
Implementimi teknik i metodĂ«s sĂ« potencialeve termike pĂ«r analizĂ«n e territoreve – vlera e komponentĂ«s sĂ« i-tĂ« nĂ« pikĂ«n e j-tĂ«
B është anëtar i lirë i modelit
Implementimi teknik i metodĂ«s sĂ« potencialeve termike pĂ«r analizĂ«n e territoreve — potenciali nĂ« pikĂ«n e j-tĂ« tĂ« faktorĂ«ve, pĂ«r tĂ« cilin ne po ndĂ«rtojmĂ« modelin

Të përcaktojmë të panjohurat në ekuacion (2) duke përdorur metodën e katroreve më të vogla, duke përdorur vetitë e komponentëve kryesorë:
Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve (3)
Ku i dhe i2 janë numrat e komponentëve, ii2
j është indeksi i nyjës së territorit
k është numri i të gjithë nyjeve të territorit
Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve (4)

(3) tregon mungesën e korelacionit midis komponentëve
(4) – vlera totale e çdo komponenti Ă«shtĂ« e barabartĂ« me zero.

Marrim:
Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve
Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve (5)
Këtu janë shenjat, si në ekuacion (2), Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve nënkupton vlerën mesatare të potencialit

Ky rezultat mund të interpretohet si më poshtë:
Modeli përbën një shprehje të thjeshtë, e cila përbëhet nga vlera mesatare e sasisë që modelojmë, dhe korrigjime të thjeshta për çdo komponent. Minimalisht, rezultati duhet të përmbajë anëtarin e lirë B dhe komponentin e parë kryesor. Më poshtë jepen shembuj të hartave termike të komponentëve kryesorë të parë për rajonin e Nizhny Novgorod.

Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve

Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve

Duke kompontentĂ«ve kryesorĂ« tĂ« llogaritur, mund tĂ« ndĂ«rtohen zona homogjene. Kjo mund tĂ« bĂ«het si pĂ«r tĂ« gjitha parametrat, ashtu si pĂ«r ata qĂ« formojnĂ« çmimin – dmth. tĂ« kryhet njĂ« klasifikim. PĂ«r kĂ«tĂ«, mund tĂ« pĂ«rdorim metodĂ«n K-means. PĂ«r secilĂ«n zonĂ« homogjene, llogaritet vlera mesatare e komponentĂ«s kryesore tĂ« parĂ«, e cila karakterizon nivelin e zhvillimit tĂ« territorit.
Shembulli i klasifikimit sipas parametrave që formojnë çmimin për rajonin Nizhny Novgorod paraqitet më poshtë.

Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve

Po ashtu, duke përdorur komponentët kryesorë të marrë si parametra të modelit të kostos, mund të kemi një sipërfaqe çmimi të territorit.

Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve
Sipërfaqja e çmimit e qytetit Nizhny Novgorod

Hapi 8. Krijimi i modeleve për zgjedhjen e vendit për ndërtimin e një objekti të ri

Për të zgjedhur vendin më atraktiv për vendosjen e një objekti të ri (më tej "objekti"), duhet të krahasohet vendndodhja e "objektit" me infrastrukturën përreth tij. Për funksionimin e "objektit" duhet të jetë e mjaftueshme resurse për të siguruar funksionimin e tij, duhet të merren në konsideratë një numër të madh faktorësh si pozitivë ashtu edhe negativë për "objektin". I gjithë ky grup faktorësh mund të përcaktohet si një ambient "ushqimor" për funksionimin e "objektit". Përputhja e numrit të objekteve me sasinë e resurseve të territorit është baza për funksionimin e qëndrueshëm të "objektit".

Rezultati i këtij krahasimi është potenciali, i llogaritur për çdo pikë të territorit dhe që lejon analizimin vizual dhe analitik të zgjedhjes së vendit për vendosjen e një "objekti" të ri.

Për tregtinë, për shembull, ndër të tjera, është i rëndësishëm fluksi i vazhdueshëm i blerësve, prandaj në listën e faktorëve që duhet të merren parasysh për objektet tregtare, duhet të përfshihën edhe ata që sigurojnë këtë fluks (p.sh. objektet e infrastrukturës sociale, vendet e punës, vendet e banimit, rrugët e transportit, etj.).

Në anën tjetër, me përmbushjen e të gjitha kushteve për sigurimin e funksionimit të objekteve tregtare, duhet të merren parasysh dendësia e objekteve tregtare, pasi "konsumimi" i ambientit përreth çon në uljen e mundësisë për blerje. Fluksi i njerëzve nuk është i pakufizuar, dhe kjo vlen edhe për burimet e tyre financiare dhe mundësitë fizike.

Algoritmi i zgjidhjes së problemit të përzgjedhjes së vendit më të mirë për vendosjen e një objekti reduktohet në atë që potenciali, i marrë si funksion i komponentëve kryesorë, i afrohet maksimalisht potencialit të grumbullimit të objekteve të tipit "objekt"; Pastaj llogaritet ndryshimi i potencialit të modelit dhe potencialit të objekteve të tipit "objekt"; nga kjo diferencë hiqet sasia e potencialit të kontributit të një "objekti"; vlerat negative të marra gjatë kësaj zëvendësohen me zero, pra përjashtohen ato vende ku sasia e burimeve nuk është e mjaftueshme për funksionimin e një "objekti" të ri.

Si rezultat i veprimeve të kryera, marrim pikët e territorit me vlerë pozitive potenciali, pra vende të favorshme për pozicionimin e "objektit" tonë.

Me fjalë të tjera, ne kemi të llogaritura potencialet e të gjithë faktorëve që kemi në dispozicion dhe atë faktor me të cilin dëshirojmë të ndërtojmë modelin dhe të bëjmë analizën e fushës së përzgjedhur tematike (tregtia, industria, kultura, sfera sociale, etj.).

PĂ«r kĂ«tĂ« kĂ«rkohet tĂ« pĂ«rzgjedhim faktorĂ«t pĂ«r ndĂ«rtimin e variablave tĂ« ambientit – komponentĂ«t kryesorĂ« – dhe mĂ« pas tĂ« llogarisim modelet mbi ta.
Faktorët propozojmë t'i përzgjedhim përmes analizës së korrelacioneve të të gjithë faktorëve me faktorin referues të fushës tematike. Për shembull, për kulturën këto mund të jenë teatrot, për sistemin e arsimit shkollat, etj.

Llogarisim korrelacionin e potencialit të referencës me potencialet e të gjithë faktorëve. Zgjedhim ato faktorë për të cilët koeficientët e korrelacionit sipas modulit janë më të mëdha se një sasi e caktuar (zakonisht merret si koeficienti minimal i korrelacionit = 0.3).
Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve (6)
ku Implementimi teknik i metodĂ«s sĂ« potencialeve termike pĂ«r analizĂ«n e territoreve – sasia absolute e koeficientit tĂ« korrelacionit tĂ« faktorĂ«ve i me referencĂ«n.

Korrelacioni llogaritet në të gjitha nyjat e rrjetit që mbulon territorin.

Diferenca e potencialit të modelit dhe potencialit të objekteve të njëjtë si objekti i ri në ekuacionin (2) tregon potencialin e territorit, i cili mund të përdoret për vendosjen e objekteve të reja.

Si rezultat, marrim vlerën e potencialit, e cila karakterizon shkallën e përfitimit të vendosjes së "objektit" në territorin e hetuar.

Një shembull se si mund të paraqiten grafikisht zonat e rekomanduara për vendosjen e një "objekti" të ri jepet më poshtë.

Implementimi teknik i metodës së potencialeve termike për analizën e territoreve

Pra therefore, rezultati i zgjidhjes së problemit të zgjedhjes së vendit më të mirë për vendosjen e një objekti të ri mund të përshkruhet si një vlerësim i territorit në pikë, duke dhënë një ide për potencialin e vendosjes së objektit të investimeve, dmth sa më e lartë është pikët, aq më e dobishme është të vendoset objekti.

Në përfundim, duhet të themi se në këtë artikull ne shqyrtuam vetëm një problem që mund të zgjidhet me anë të analizës së territoreve, duke pasur të dhëna nga burime të hapura. Në të vërtetë, ka shumë probleme që mund të zgjidhen me ndihmën e saj, numri i të cilave është i kufizuar vetëm nga imagjinata juaj.

Burimi: habr.com

Blini hosting tĂ« besueshĂ«m pĂ«r faqe interneti me mbrojtje nga DDoS, serverĂ« VPS VDS đŸ”„ Blini hosting tĂ« besueshĂ«m pĂ«r faqe interneti me mbrojtje nga DDoS, serverĂ« VPS VDS | ProHoster