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/

Úvod

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, územního plánování, pozemkových úprav, …). Výsledky liniových vícekriteriálních analýz jsou použitelné pro management vodních toků, liniových staveb, pro podporu rozhodovacích procesů při jejich haváriích, opravách a úpravách.

Stanovení cílů vícekriteriální analýzy

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.

Definice analyzovaného území

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.

Definice jednotlivých faktorů

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 zpracovateli 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.

Definice stupnic pro jednotlivé faktory

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.

Využití univerzální hodnotící stupnice

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).

Plošná analýza antropogenního zatížení krajiny

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. 1 (výřez)

Sledované faktory:

upravenost vodopisné sítě odvodnění plochy povodí erozní zatížení využití plochy povodí.

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. 2 (výřez)

Obr. 3 (výřez)

Vypočtené parametry:

intenzita upravenosti vodopisné sítě intenzita odvodnění intenzita potenciálního erozního ohrožení koeficient ekologické stability

Obr. 4 (výřez)

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.

Liniová analýza rizikovosti produktovodu

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:

upravenost vodopisné sítě odvodnění propustnost půdního prostředí cennost biotopů a společenstev potenciál infiltrace využití plochy povodí

Obr. 5 (výřez)

Obr. 6 (výřez)

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 riziko zasažení odvodnění půdní prostředí cennost biotopu a společenstev ekologie krajiny podzemní vody - zranitelnost povrchové vody ochrana vod

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 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      Ing. Jan Kamenický