CW_14

Zastosowanie operatorów COST i PATHWAY w rozwiązywaniu problemów optymalnej lokalizacji obiektów punktowych i liniowych.

Izotropowe i anizotropowe modele dystansów kosztowych

Ćwiczenie - opis problemu

Funkcjonowanie jednego z istotnych /dla gospodarki regionu/ zakładów zlokalizowanych w zachodniej części regionu Worcester /MA/ wymaga podaży znaczącej ilości energii elektrycznej /wysokie napięcia/ której nie są w stanie sprostać eksploatowane aktualnie jej źródła. Władz samorządowe regionu zdecydowały się wspomóc wysiłek inwestycyjny kierownictwa zakładów w kwestii budowy nowej linii energetycznej poprzez udostępnienie terenów potencjalnego przebiegu trasy linii wysokiego napięcia wiążącej zakłady z przebiegającą już przez cześć południowo-wschodnią regionu odcinkiem linii wysokiego napięcia stanowiącej fragment kontynentalnej trasy międzystanowej. Zadaniem analityka GIS jest określenie optymalnej /najkrótszej/ trasy dowiązania lokalizacji zakładów produkcyjnych do istniejącej linii energetycznej wysokiego napięcia. Inwestorzy liczą na to, że trasa ta spełniać będzie warunek najniższych kosztów jej budowy. /m. Innymi wykup terenu/

Problem: określenie trasy przebiegu potencjalnej linii energetycznej wysokiego napięcia prowadzącej od zakładów do funkcjonującej, międzystanowej linii wysokiego napięcia, spełniającej warunek minimalizacji kosztów jej budowy.

Sposób: konstrukcja operacyjnego modelu poszukiwania najkrótszej trasy przebiegu linii energetycznej wysokiego napięcia.

Dostępne informacje:

1. Rastrowa mapa pokrycia i użytkowania zachodniej części obszaru regionu Worcester, Massachusetts, USA - worcwest.rst /stworzona drogą klasyfikacji nienadzorowanej obrazów cyfrowych uzyskanych z platformy satelitarnej LANDSAT TM/

2. Mapa wektorowa /obiekty punktowe/ miejsca lokalizacji zakładu produkcyjnego: newplant.vct

3. Mapa wektorowa /obiekty liniowe/ trasy przebiegu międzystanowej linii energetycznej wysokiego napięcia w regionie Worcester West /MA/: powerline.vct

4. Tabela empirycznie oszacowanych, współczynników kosztów pokonania oporu przestrzeni dla różnych typów jej użytkowania /w odniesieniu do kosztu bazowego przyjętego jako 1/

Typ użytkowania terenu	Opór	Uwagi
Tereny użytkowane rolniczo /kod=8/	1	koszt bazowy
Lasy liściaste /kod=2, 3 i 4/	4	koszty karczowania, wywozu i sprzedaż
Lasy szpilkowe /kod=5 i 6/	5	drewno mniej wartościowe niż liściaste, mniejszy odzysk i mniejsza kompensacja kosztów
Osadnictwo - tereny mieszkaniowe /rezydencjalne i komutacyjne/ /kod = 9 i 10/	1000	bardzo wysokie koszty - prawie bariera
Nawierzchnie sztuczne - bruk, asfalt, beton /kod = 11 i 12/	1	koszt bazowy
Tereny /dzielnice/ podmiejskie - trawa, łąki, pastwiska /kod = 7/	1000	bardzo wysoki koszt - praktycznie bariera
Wody /kod = 1/	1000	bardzo wysoki koszt - bariera. sprzeciw mieszkańców przeciwko naruszeniu estetyki krajobrazu jezior i rezerwuarów wodnych
Nieużytki/Żwir /kod = 13 i 14/	1	koszt bazowy

Fazy konstrukcji rozwiązania:

1. Konstrukcja pliku parametrów przypisania /ASSIGN/ konkretnym typom użytkowania terenów właściwych dlań wskaźników oporu przestrzeni

2. Konstrukcja rastrowej mapy oporów przestrzeni: informacja wejściowa: mapa rastrowa użytkowania przestrzeni regionu Worcester West: worcwest.rst i plik parametrów przypisania /dla modułu ASSIGN/. Informacja wyjściowa: mapa rastrowa oporów przestrzeni regionu Worcester West,

3. Konstrukcja kopii „matrycy /mapy/ rastrowej” nie zawierającej żadnych informacji. Informacja wejściowa: mapa rastrowa worcwest.rst. Moduł: INITIAL. Opcje: Typ danych wyjściowych: byte, Initial value: 0, How are parameter defined: Copy from existing image, Value units: unspecified. Informacja wyjściowa: pusty raster - kopia worcester.rst.

4. Rasteryzacja mapy wektorowej miejsca lokalizacji zakładu produkcyjnego: Informacja wejściowa: newplant.vct. Moduł: POINTRAS. Opcje modułu: Reference image: matryca rastrowa - patrz punkt 3, Operation type: Record the identifiers. Informacja wyjściowa: mapa rastrowa miejsca lokalizacji zakładów produkcyjnych.

5. Konstrukcja rastrowej mapy dystansów kosztowych /lokalizacja zakładu - wszystkie inne punkty w regionie/. Informacja wejściowa: Rastrowa mapa oporów przestrzeni regionu, rastrowa mapa lokalizacji punktowej zakładu. Moduł: COST. Opcje modułu: Algorithm: CostGrow, Max.growth distance: # /infinity - nieskończoność/, Output type: Cost distances. Informacja wyjściowa: rastrowa mapa dystansów kosztowych.

6. Rasteryzacja wektorowej mapy lokalizacji /przebiegu/ linii wysokiego napięcia w regionie Worcester West. Informacja wejściowa: mapa wektorowa przebiegu linii wysokiego napięcia: powerline.vct, matryca rastrowa nie zawierająca żadanych informacji - patrz punkt 3. Moduł: LINERAS. Opcje modułu: Reference image: matryca rastrowa /punkt 3/. Informacja wyjściowa: rastrowa mapa lokalizacji istniejącej linii wysokiego napięcia.

7. Konstrukcja rastrowej mapy przebiegu optymalnej trasy linii wysokiego napięcia: zakład - linia wysokiego napięcia istniejąca w regionie Worcester West. Informacja wejściowa: Rastrowa mapa dystansów kosztowych, rastrowa mapa przebiegu istniejącej linii wysokiego napięcia /region Worcester-West/. Moduł: PATHWAY. Opcje modułu: Multiple pathways: No. Informacja wyjściowa: rastrowa mapa optymalnego przebiegu linii wysokiego napięcia łączącej zakłady z fragmentem, istniejącej kontynentalnej, międzystanowej linii wysokiego napięcia .

8. Konstrukcja wektorowej mapy przebiegu optymalnej trasy linii wysokiego napięcia: zakład - linia wysokiego napięcia istniejąca w regionie Worcester West. Informacja wejściowa: rastrowa mapa optymalnej trasy przebiegu linii wysokiego napięcia. Moduł: LINEVEC. Informacja wyjściowa: mapa wektorowa optymalnej trasy przebiegu linii wysokiego napięcia: zakłady - trasa międzystanowa.

9. Konstrukcja złożonej mapy rastrowej ukazującej lokalizację zakładu, przebieg istniejącej w regionie linii wysokiego napięcia oraz optymalnej trasy linii wysokiego napięcia: zakład - istniejąca linia. Moduły: OVERLAY. Opcja modułów: ADD

Wzorcowa postać rozwiązania /mapa rastrowa i wektorowa/:

Strona - 1

---