PRAKTICKÉ VYUŽITÍ VÍCEKRITERIÁLNÍCH ANALÝZ

Ing. Jan Kamenický
T-MAPY spol.s.r.o.
Nezvalova 850
500 02 Hradec Králové
Tel.:+420 49 5513335 Fax:+420 49 5513371
E-mail: jaka@tmapy.cz
http://www.tmapy.cz/

All the time major availability of spatial and descriptive data in digital shape make possible to use of whole series analytical functions of Geographic Information System technology for further appreciation phenomenon and reality in special-interest territory. Detailed description single step analyses and concrete instance polygon analyses antropogeny load landscape and line analyses of pipeline risk vivid outline utilize multicriterial analyses practically.
Result of the projects are data, which they are applicable how specialist, so also end user. End user is given into system data, which they are represented uniform legend and uniform percentage representation departure from naturalness. From these data is possible to read how complex result, so also running among-record and even also all the judge input data.
Results of the polygon multicriterial analyses they are applicable for management patchy territory ( suit landscape programme, urban planning, encounter interests, land edits and the like).
Results of line multicriterial analyses they are applicable for management watercourse, line constructions, AM/FM, for support tell suit near their breakdown, corrections and edits.
Our experiences are supported by products of American company ESRI (ARC/INFO, ArcView GIS, MapObjects) and software LABE..

Stále větší dostupnost geografických i popisných dat v digitální podobě umožňuje využít celou řadu analytických funkcí technologií geografických informačních systémů pro další hodnocení jevů a skutečností v zájmovém území. Podrobný popis jednotlivých kroků analýz a konkrétní příklady plošné analýzy antropogenního zatížení krajiny a liniové analýzy rizikovosti produktovodu názorně nastíní využití vícekriteriálních analýz v praxi.
Výsledkem projektů jsou data, která jsou použitelná jak odborníky, tak i koncovým uživatelem. Koncový uživatel dostává do systému data, která jsou reprezentována jednotnou legendou a jednotným procentuálním vyjádřením odchylky od přirozeného stavu. Z těchto dat je možné vyčíst jak komplexní výsledek, tak i průběžné mezivýsledky a dokonce i všechna posuzovaná vstupní data.
Výsledky plošných vícekriteriálních analýz jsou použitelné pro management spravovaného území (např. proces krajinotvorných programů, územního plánování, střetů zájmů, pozemkových úprav apod).
Výsledky liniových vícekriteriálních analýz jsou použitelné pro management vodních toků, liniových staveb, správců sítí, pro podporu rozhodovacích procesů při jejich haváriích, opravách a úpravách.
Naše několikaleté zkušenosti se opírají o produkty americké firmy ESRI (ARC/INFO, ArcView GIS, MapObjects) a software LABE.

Během sedmi let intenzivního využívání technologií GIS při zpracování požadavků odborníků z oblasti životního prostředí jsme společně připravili celou řadu vícekriteriálních analýz. Pro tyto analýzy byla vždy použita kombinace produktů firmy ESRI a software LABE.

Při posuzování vlivů činnosti člověka na životní prostředí lze využít celou řadu analytických funkcí ARC/INFO i LABE – to je příjemné pro zpracovatele. Výsledkem projektů jsou data, která jsou použitelná jak odborníky, tak i koncovým uživatelem – to je příjemné pro zadavatele. Koncový uživatel dostává do systému data, která jsou prezentována jednotnou legendou a jednotným procentuálním vyjádřením odchylky od přirozeného stavu. Z těchto dat je možno vyčíst jak komplexní výsledek, tak i průběžné mezivýsledky a dokonce i všechna posuzovaná vstupní data.

Plošné analýzy posuzují vymezené území (např. regionálním povodím, okresem, …) z několika nezávislých pohledů. Vymezené území je dále členěno na definované územní celky, ve kterých je provedeno statistické vyhodnocení a posouzení území.

Liniové analýzy naopak posuzují definované linie (vodní tok, libovolná liniová stavba). Tyto linie jsou podle potřeby buď rozděleny na menší definované úseky (podobně jako plochy), nebo jsou posuzovány lokálně s daným krokem (např. po 100 m). Ke každému úseku linie jsou pak zpracovány statistiky a jejich vyhodnocení.

Standardním klientem pro užití výsledků vícekriteriálních analýz je ArcView GIS nebo T-MapViewer. Tato obecná prostředí pro práci s geografickými daty umožní výsledky analýz zapojit do širšího kontextu GIS v dané organizaci. Výsledné aplikace nad těmito daty lze snadno začlenit do havarijních plánů, krizových systémů apod.

Výsledky plošných vícekriteriálních analýz jsou použitelné pro management spravovaného území (např. pro proces krajinotvorných programů, střety zájmů, územního plánování, pozemkových úprav, krizový management apod).

Výsledky liniových vícekriteriálních analýz jsou použitelné pro management vodních toků, liniových staveb, pro podporu rozhodovacích procesů při jejich haváriích, opravách a úpravách.

Obdobně lze využít i bodových vícekriteriálních analýz pro management bodových objektů (stožáry el. vedení, transformátory, benzinové stanice apod).

Možná se tento bod zdá poněkud samozřejmý, ale zdání klame, a proto mu patří následující odstavec. Žádná analýza nemá smysl sama o sobě (snad jenom pro jejího zpracovatele), ale slouží jako podklad pro následná rozhodnutí, která mohou být touto analýzou podložená (a nebo také ne). Z toho by také mělo vycházet zadání analýzy. To by mělo obsahovat jasný cíl analýzy, lépe definici požadovaného rozhodnutí, které jistě závisí na více faktorech. Digitální zpracování takových analýz umožňuje objektivizovat jinak velmi subjektivní stanovení váhy jednotlivým faktorům. V případě analýz, které jsou obsaženy v platných metodikách, lze předpokládat, že takové zadání je definováno, a cíl analýz byl podroben oponentnímu řízení. Věřme, že v těchto případech je možné dozvědět se srozumitelnou řečí smysl a cíl analýz, které by neměly sloužit pro potěchu badatelů, ale stát se nezbytnou pomůckou v každodenní praxi. Zadání analýzy je mnohdy stejně odpovědnou a složitou prací, jako samotná analýza.

Hovoříme-li o analýzách v GIS, pak jistě hovoříme o nějakém území, ve kterém analýza probíhá. V případě plošné analýzy to bude území jednoduše definované svým obrysem (typicky povodí, okres, katastrální území). V případě liniové analýzy se bude jednat o kombinaci liniového objektu (produktovod, vodní tok) a dále přiléhajícího území, které tento liniový objekt ovlivňuje, nebo je jím ovlivňováno.

Další samozřejmost – jak provádět vícekriteriální analýzy bez kritérií ? Není však cílem vymyslet všechna možná kritéria, ale naopak definovat co nejmenší počet faktorů, které jsou na sobě pokud možno nezávislé, a lze je co nejobjektivněji stanovit pro celé sledované území. Neméně důležitá je i ekonomická souvislost – je jasné, že čím více kritérií budeme sledovat, tím bude analýza dražší. Je tedy věcí zpracovatele analýzy, aby předložil zadavateli návrh sledovaných jevů, které považuje za nezbytné. Následně je třeba výběr jevů obhájit před zadavatelem. Nezbytnou součástí stanovených kritérií je i stanovení jejich váhových koeficientů, se kterými budou vstupovat do analýz. To je poměrně dlouhodobý proces, při kterém se tyto koeficienty postupně dolaďují a stanovují.

Každý faktor, který bude posuzován, musí mít stanovenou svoji stupnici hodnot, kterých může nabývat. Tato stupnice musí umožňovat mapování jednotlivých faktorů více zpracovateli. Tato stupnice nemusí být totožná s univerzální hodnotící stupnicí (viz dále), ale vystihuje podstatu jevu, kterou je možno jednoznačně stanovit.

Pro vícekriteriální analýzy používáme univerzální hodnotící stupnici, která je sedmibodová a všechny faktory již hodnotí z pohledu definovaných cílů analýzy. Vyjádření konkrétní hodnoty je pak vždy stejně čitelné, ať se jedná o jakoukoli analýzu. Krajní polohy stupnice vyjadřují extrémy, prostřední hodnota pak průměrný stav. V číselném vyjádření se pak jedná o hodnoty mezi +50 a -50 (procentuální odchylky od nulové hodnoty - normálu).

Tato analýza je součástí metodiky Ministerstva životního prostředí pro Krajinotvorné programy. Analyzuje plochu povodí z hlediska antropogenního zatížení krajiny. Toto hodnocení zapadá do celého systému informací o krajině v rámci celé republiky. Standardně probíhá v tzv. regionálním povodí (plocha o výměře 100 – 200 km2). Toto povodí je následně rozděleno na tzv. bilanční povodí (plocha o výměře 5 - 10 km2), ve kterých probíhají veškeré statistiky a hodnocení jednotlivých faktorů.


Obr. č. 1 Hlavní a regionální povodí české republiky

Sledované faktory:

Jednotlivé faktory jsou vymapovány při terénním průzkumu do podkladových map ZM 1:10 000. Následně jsou digitalizovány a poté statisticky vyhodnoceny v rámci jednotlivých bilančních povodí. Tyto faktory následně stanoví parametry povodí, se kterými vstoupí do výsledné vícekriteriální analýzy.


Obr. č. 2 Intenzita upravenosti vodopisné sítě


Obr. č. 3 Erozní zatížení

Vypočtené parametry: intenzita upravenosti vodopisné sítě


Obr. č. 4 Intenzita potenciálu erozního ohrožení

S příslušnými váhovými koeficienty jednotlivých parametrů, které jsou závislé na krajinném typu (horské oblasti, vrchoviny, pahorkatiny, nížiny) vstupují parametry do vícekriteriální analýzy. Jejím výsledkem je výsledné antropogenní zatížení krajiny a kategorizace území. Tyto vypočtené charakteristiky území (čitelné s využitím univerzální hodnotící stupnice) jsou pak porovnatelné v rámci celé republiky a slouží ke správnému managementu území:

Území s výrazným narušením přírodního stavu je třeba podrobit podrobné studii a projektu lokálních opatření s cílem vylepšení stávajícího stavu.

Území s minimálním narušením přírodního stavu je třeba podrobit podrobné studii a definování územní ochrany s cílem udržení stávajícího stavu.

Díky přístupnosti všech dat u koncového uživatele je možné jednoduše zjistit i příčiny současného stavu, a tím vytipovat místa, ve kterých budou případné zásahy velmi efektivní.

Tato analýza byla provedena za účelem zhodnocení rizikovosti jednotlivých úseků produktovodu z hlediska vlivu na životní prostředí. Hodnocení probíhá na celé linii hodnoceného úseku. Metodika vytvořená při zpracování pilotního projektu je rutinně využívána při hodnocení dalších úseků.

Sledované faktory:


Obr. č. 5 Potencial infiltrace

 


Obr. č. 6 Trajektorie média

Jednotlivé faktory jsou vymapovány při terénním průzkumu do podkladových map ZM 1:10 000. Následně jsou digitalizovány a poté jsou využity při overlay operacích s vygenerovanými zónami dotoku média při případné poruše produktovodu. Tyto faktory následně stanoví parametry jednotlivých úseků produktovodu, se kterými vstoupí do výsledné vícekriteriální analýzy.

Vypočtené parametry: riziko zasažení zastavěných území

S příslušnými váhovými koeficienty jednotlivých parametrů, které jsou závislé na typu pásma hygienické ochrany a typu ekologické stability vstupují parametry do vícekriteriální analýzy. Jejím výsledkem je souhrnná analýza rizikovosti produktovodu. Tyto vypočtené charakteristiky produktovodu (čitelné s využitím univerzální hodnotící stupnice) jsou pak porovnatelné v rámci celé republiky a slouží ke správnému managementu produktovodu:

Úseky s výrazným stupněm rizikovosti je třeba důsledně sledovat a případně i opatřit technickou ochranou proti narušení. V případě havárie je třeba okamžitá reakce, jež je podložená typem ohrožení životního prostředí.

Úseky s minimálním stupněm rizikovosti nevyžadují přílišné pozornosti. V případě havárie je možné využít podrobné informace o všech parametrech a zásah vést ekonomicky v závislosti na typu ohrožení životního prostředí.

Díky přístupnosti všech dat u koncového uživatele je možné jednoduše zjistit veškeré informace o přilehlém (ovlivňovaném) území a vždy reagovat na nastalé situace s přihlédnutím k těmto vědomostem.

V Hradci Králové dne 30.11.1999 Jan Kamenický