Σχολή Περιβάλλοντος, Γεωγραφίας & Εφαρμοσμένων Οικονομικών Τμήμα Γεωγραφίας Εφαρμοσμένη ανάλυση Γεωγραφικών Δεδομένων με την αξιοποίηση ΣΓΠ Ισοτροπικό Μοντέλο επιφάνειας κόστους Εργασία του Παπαδόπουλου Αλέξανδρου Α.Μ. 216312 15/12/2016
Περιεχόμενα 1. Eισαγωγή - Βιβλιογραφική ανασκόπηση... 3 1.1. ΕΙσαγωγή... 3 1.2 Βιβλιογραφική ανασκόπηση... 3 2. Δεδομένα... 6 3. Μεθοδολογία - Αποτελέσματα... 7 4. Συμπεράσματα... 16 5. Βιβλιογραφία... 17 2
1.Eισαγωγή - Βιβλιογραφική ανασκόπηση 1.1. ΕΙσαγωγή Αυτή η άσκηση έχει ως σκοπό την κατασκευή ενός µοντέλου κόστους επιφάνειας στο πλαίσιο ενός GIS. Με το λογισµικό ArcGIS θα γίνει η κατασκευή ενός ισοτροπικού µοντέλου υπολογισµού χρονοαπόστασης από οικισµούς της Γαύδου προς διάφορα σημεία ενδιαφέροντος. Τα μοντέλα κόστους επιφανείας είναι χρήσιμα για την εξοικονόμηση πόρων, χρόνου και ενέργειας. Το κόστος μπορεί να υπολογιστεί από πολλαπλούς παράγοντες όπως τη κλίση, τη βλάστηση, τη χρήση οχήματος, την επιφάνεια του εδάφους και άλλους παράγοντες, Βέβαια το κόστος δεν αναφέρεται μόνο σε χρηματικό κόστος, μπορεί να υπολογιστεί σε χρόνο, σε ανθρώπινο δυναμικό ή και πόρους. Η πολυκριτηριακή φύση του μοντέλου κόστους επιφάνειας το κάνει ιδιαίτερα χρήσιμο σε πολλούς κλάδους, όπως το κόστος μετακίνησης ενός πυροσβεστικού οχήματος, τον χρόνο μετακίνησης ενός ασθενοφόρου ή ακόμα το κόστος μεταφοράς υλικών από ένα λατομείο στο κοντινότερο εργοστάσιο επεξεργασίας. 1.2 Βιβλιογραφική ανασκόπηση Αρχικά για την κατασκευή ισοτροπικού μοντέλου λαμβάνεται παραδοχή για ομοιόμορφη χωρική κατανομή της κίνησης ή ιδιότητες κάθε στοιχείου στην επιφάνεια. Για την εργασία χρησιμοποιείται η επέκταση του ArcGIS, το Spatial Analyst το οποίο αυξάνει τις δυνατότητες του ArcGIS για την προσθήκη μιας σειράς εργαλείων χωρικής μοντελοποίησης και ανάλυσης. Χρησιμοποιείται για να λυθούν πολύπλοκα προβλήματα όπως η εξεύρεση της βέλτιστης τοποθεσίας για ένα νέο κατάστημα λιανικής πώλησης ή τον προσδιορισμό της πιο βιώσιμης περιοχή για μια κατηγορία βλάστησης. Από τη σκοπιά των κελιών (cells), ο στόχος των εργαλείων επιφάνειας κόστους είναι να προσδιορισθεί η λιγότερο δαπανηρή διαδρομή που μπορεί να επιτευχθεί από τοποθεσία (κελί) προς ένα διαφορετικό κελί ενδιαφέροντος (πηγή). Πρέπει να καθορίζεται για κάθε κελί η λιγότερο συσσωρευτική διαδρομή του κόστους προς μια πηγή, η πηγή που επιτρέπει την διαδρομή ελάχιστου κόστους, και το ίδιο το μονοπάτι ελάχιστου κόστους. Τα εργαλεία απόστασης κόστους είναι παρόμοια με 3
τα γνωστά ευκλείδεια εργαλεία, αλλά αντί για τον υπολογισμό της πραγματικής απόστασης από το ένα σημείο στο άλλο, τα εργαλεία απόσταση κόστος καθορίζουν τη συντομότερη σταθμισμένη τιμή της απόστασης (ή συσσωρευμένο κόστος του ταξιδιού) από κάθε κύτταρο στο πλησιέστερο θέση προέλευσης. Στα εργαλεία αυτά ισχύουν αποστάσεις σε μονάδες κόστους, όχι σε γεωγραφικές ενότητες. Όλα τα εργαλεία επιφανείας κόστος απαιτούν ένα σύνολο δεδομένων για πηγή και ένα ράστερ αρχείο κόστους ως είσοδο. Το εργαλείο cost distance καταγράφει το συνολικό κόστος που χρειάζεται για την μετακίνηση από ένα κελί προς την κοντινότερη πηγή. O συσσωρευμένος λιγότερο δαπανηρός τρόπο για μετακίνηση από το κελί προέλευσης (σκούρο πορτοκαλί) προς τον προορισμό (το εικονίδιο σχολείο) είναι 10,5 μονάδες κόστους. Εικ. 1.2.1 Το εργαλείο back link direction επιστρέφει ένα ράστερ αρχαίο με κατευθύνσεις, είναι ουσιαστικά ένας οδικός χάρτης που προσδιορίζει τη διαδρομή για από οποιοδήποτε κύτταρο, κατά μήκος της διαδρομής ελαχίστου κόστους προς της πλησιέστερη πηγή. Ο αλγόριθμος για τον υπολογισμό του back link direction ράστερ εκχωρεί έναν κωδικό σε κάθε κύτταρο. Ο κωδικός είναι μια ακολουθία ακέραιων αριθμών από 0 έως 8. Η τιμή μηδέν χρησιμοποιείται για να αντιπροσώπευση της θέσης πηγής, δεδομένου ότι έχουν ουσιαστικά ήδη φτάσει τον στόχο (πρώτο κελί). Οι τιμές 1 έως 8 κωδικοποιούν την κατεύθυνση ξεκινώντας από τα δεξιά για τον αριθμό 1, τον αριθμό 2 για κάτω δεξιά και καταλήγει στο 8 για πάνω δεξιά. Εικ. 1.2.2 4
Από το παράδειγμα που προαναφέρθηκε, η διαδρομή ελαχίστου κόστους για τη μεταφορά από το κελί με αξία 10,5 στην πηγή είναι η μετακίνηση διαγώνια, μέσα από το κελί με τιμή 5,7. Τοback link direction ράστερ δείχνει την κατεύθυνση οδήγησης από κάθε κύτταρο στη πλησιέστερο πηγή. Εικ. 1.2.3 & 1.2.4 Ο αλγόριθμος κατεύθυνσης δίνει μια τιμή 4 στο κύτταρο με μια τιμή των 10,5 και 4 στο κύτταρο με την τιμή του 5.7, επειδή αυτή είναι η κατεύθυνση της διαδρομής ελαχίστου κόστους προς στην πηγή από κάθε ένα από αυτά τα κύτταρα. Το εργαλείο cost Allocation προσδιορίζει την πλησιέστερη πηγή σε κάθε κελί. Είναι εννοιολογικά παρόμοιο με την το εργαλείο Euclidean allocation, με τη διαφορά ότι εγγύτητα εκφράζεται σε όρους συσσωρευμένου κόστος ταξιδιού. Εικ.2.5 Τα προαναφερμένα εργαλεία για να λειτουργήσουν χρειάζονται μία πολυκριτηριακή επιφάνεια κόστους. Θεωρείστε ότι οι παράγοντες που καθορίζουν τον υπολογισµό της επιφάνειας κόστους είναι: το οδικό δίκτυο, η βλάστηση και η κλίση. Το ράστερ κόστους προσδιορίζει το κόστος του ταξιδιού μέσα από κάθε κελί. Για να δημιουργηθεί αυτό το ράστερ, θα πρέπει να προσδιοριστεί το κόστος της κατασκευής ενός δρόμου μέσα από κάθε κύτταρο. Αν και το ράστερ αρχείο κόστους είναι ένα ενιαίο σύνολο δεδομένων, συχνά χρησιμοποιείται για να εκπροσωπεί διάφορα κριτήρια. Στην εργασία αυτή το οδικό δίκτυο, η βλάστηση και η κλίση επηρεάζουν το κόστος κατασκευής. Κάθε ένα από αυτά τα σύνολα δεδομένων είναι 5
σε ένα διαφορετικό σύστημα μέτρησης (κατάσταση δρόμων, είδος βλάστησης και το ποσοστό της κλίσης), έτσι δεν μπορούν να συγκριθούν άμεσα με το ένα το και πρέπει να ανακατατάσσονται σε κοινή κλίμακα. Τα διαφορετικά κριτήρια επαναταξινομούνται σε κοινή κλίμακα και στη συνέχεια συνδυάζονται (combine). Με τον συνδυασμό των κριτηρίων δημιουργείται καινούργια επιφάνεια στην οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα εργαλεία κόστους διαδρομής. 2. Δεδομένα Δίνονται ως δεδομένα το grid (γεωγραφικό πλέγμα) της Νήσου Γαύδος και τα shapefile αρχεία της βλάστησης, των οικισμών, των δρόμων και των σημείων υψωμάτων (elevation points) σε διανυσματική (feature) μορφή. Όπως προαναφέρθηκε, θεωρείστε ότι οι παράγοντες που καθορίζουν τον υπολογισµό της επιφάνειας κόστους είναι: το οδικό δίκτυο, η βλάστηση και η κλίση. Πιο αναλυτικά για το κριτήριο του οδικού δικτύου και το κριτήριο βλάστησης, με σκοπό τη δηµιουργία του επιπέδου «κόστους µετακίνησης» χρησιµοποιούνται τα παρακάτω στοιχεία: - Ταχύτητα κίνησης σε καλής ποιότητας χωµατόδροµο: 40 km/h - Ταχύτητα κίνησης σε κακής ποιότητας χωµατόδροµο: 20 km/h - Ταχύτητα κίνησης σε µονοπάτι: 5 Km/h - Ταχύτητα μετακίνησης εκτός οδικού δικτύου σε μη δασώδη περιοχή : 5km/h. - Ταχύτητα μετακίνησης εκτός οδικού δικτύου σε δασώδη περιοχή : 4km/h. - Όμως επειδή το σύστημα συντεταγμένων ορίζει κάθε κελί ως ένα μέτρο χρειάζεται να μετατρέψουμε της ανωτέρω ταχύτητες σε ταχύτητα ανά μέτρο. Κατ αυτό τον τρόπο για κάθε κελί γίνονται οι μετατροπές: 40 km/h -> 0.09 sec/m 20 km/h -> 0.18 sec/m 5 m/h -> 0.72 sec/m 4 km/h -> 0.9 sec/m 6
Τέλος από το κριτήριο της κλίσης (%), για τη διαφοροποίηση ταχύτητας (επιβράδυνση) ανάλογα µε την κλίση (εκτός και εντός οδικού δικτύου) ορίζονται τιμές επιβράδυνσης: 0 5 % -> 10 5 25% -> 12 25 50% -> 15 50 100% -> 20 > 100% -> 50 3. Μεθοδολογία - Αποτελέσματα Το πρακτικό μέρος ξεκινά με την εισαγωγή των δεδομένων. Τα τέσσερα διανυσματικά shapefiles(οικισμοί, δρόμοι, βλάστηση και υψώματα) δεν έχουν γεωγραφικό σύστημα, αλλά έχει το grid. Ορίζεται το περιβάλλον εργασίας από το Geoprocessing -> Environments, extent ίδιο με το επίπεδο της βλάστησης, outuput coordinate system ίδιο με το επίπεδο του dem και το cell size του raster analysis ίδιο με αυτό του dem (δηλαδή 30). Ακολουθεί εντολή extract by mask για το dem βάση του επιπέδου βλάστησης και σε αυτό υπολογίζεται η κλίση του επιπέδου, μέσω του spatial analyst. Με την εντολή extract by mask περιορίζουμε το αρχικό dem στα όρια της βλάστησης. Οπότε υπολογίζεται κλίση μόνο για το νησί της Γαύδου και όχι για τις παρακείμενες μικρές νησίδες που είχε το αρχικό dem Για να γίνουν οι υπολογισμοί κόστους στη συνέχεια χρειάζεται οι δρόμοι και η βλάστηση από διανυσματικά δεδομένα να γίνουν ψηφιδωτά. Για την μετατροπή χρησιμοποιείται η εντολή feature to raster και ζητείται μετατροπή των δρόμων για το είδος των δρόμων και της βλάστησης για το τύπο των φυτών. Έπεται επαναταξινόμηση των τιμών για τα ψηφιδωτά δεδομένα. Στο ψηφιδωτό αρχείο των δρόμων κατά την επαναταξινόμηση δίνουμε τιμή στα κελιά που δεν είχαν κανένα δεδομένο. Έτσι προκύπτει ένα τετράγωνο αρχείο με τιμές στα κελιά των δρόμων και έξω από αυτά, εκεί που βρισκόταν στεριά ή θάλασσα χωρίς διακρίσεις και καθόλου έλλειψη τιμών. Για να διαφοροποιηθεί η στεριά από την θάλασσα χρησιμοποιείται το extract by mask στο επίπεδο των επαναταξινομημένων δρόμων για την έκταση της βλάστησης. Με το extract by mask, κελιά που είναι έξω από τα όρια της βλάστησης χάνουν τις τιμές που είχαν οριστεί νωρίτερα. Τέλος, η βλάστηση και οι κλίσεις θα επαναταξινομηθούν αλλά εδώ δε θα ορίσουμε τιμές στα κελιά που δεν έιχαν. 7
Εικ. 3.1 Κριτήρια κόστους διαδρομής Στην παραπάνω εικόνα απεικονίζονται τα τρία κριτήρια για τον υπολογισμό του κόστους διαδρομής. Έχει χρησιμοποιηθεί η ίδια χρωματική παλέτα στην οποία για κάθε κελί το μικρότερο κόστος μετακίνησης έχει χρωματιστεί με πράσινο χρώμα και το κελί με το μεγαλύτερο κόστος μετακίνησης έχει χρωματιστεί με κόκκινο χρώμα. Σημειώνεται ότι στο κριτήριο δρόμων έχει οριστεί το όριο των τιμών εκτός οδικού δικτύου να εμπίπτει με τη στεριά της νήσου Γαύδος και να μη συμπεριλαμβάνεται η θάλασσα γύρω από το νησί. Για τα επαναταξινομιμένα δεδομένα βλάστησης, οδικού δικτύου και κλίσης κάνουμε σύνδεση (combine του spatial analyst ). Με το combine δημιουργείται ένα καινούργιο επίπεδο (layer) που έχει στήλες από όλα τα αρχικά επίπεδα. Δημιουργούμε στο επίπεδο του combine νέα στήλη και στο field calculator διατυπώνουμε τον εξής κώδικα: def CostPath (roads, vege, slope): if roads == 90: return (vege * slope) else: return (roads * slope) CostPath(!Extract_roads!,!Reclass_vege!,!Reclass_Slop1! ) 8
Ο παραπάνω κώδικας, γλώσσας python, για κάθε γραμμή του attribute table ελέγχει την τιμή των δρόμων. Το CostPath είναι ένα function το οποίο έχει τους παράγοντες κατάστασης δρόμων (road), είδους βλάστησης (vege) και αλλαγής στη κλίση (slope). Στη τελευταία γραμμή δίνεται εντολή που καλεί το function (CostPath) για τις τιμές των στηλών κατάστασης δρόμων (!Extract_roads!), είδους βλάστησης (!Reclass_vege!) και αλλαγής στη κλίση (!Reclass_Slop1!). Αν η τιμή είναι ίση με 90 (έχει οριστεί ως τιμή για κελιά εκτός δρόμων) αναζητάτε η τιμή της βλάστησης σε αυτό το κελί. Όταν προσδιοριστεί αν το κελί θα πάρει την τιμή της βλάστησης ή των δρόμων, πολλαπλασιάζεται η τιμή αυτή με την επιβάρυνση της κλίσης. Αν από στις ιδιότητες του επιπέδου που προέκυψε από το combine, για τη στήλη του κόστους που δημιουργήθηκε από τον κώδικα, ορίσουμε να εμφανίζονται στο χάρτη μόνοι οι μοναδικές τιμές θα φαίνεται για κάθε κελί το κόστος διάσχισης αυτού, όπως αυτά παρουσιάζονται στην παρακάτω εικόνα. Εικ. 3.2 Χάρτης με απεικόνηση του κόστους διάνυσης κάθε κελιού στη νήσο Γαύδο. Το υπόμνημα την ανωτέρω εικόνας δείχνει το κόστος sec/m πολλαπλασιασμένο επί το 1000. Πράσινο σκούρο χρώμα είναι τα κελιά με το μικρότερο κόστος διαδρομής, ενώ με κόκκινο χρώμα είναι τα κελιά που έχουν το μεγαλύτερο κόστος διαδρομής. Παρατηρείται, όπως και ήταν αναμενόμενο, ότι οι δρόμοι έχουν το μικρότερο κόστος διαδρομής. Αντίστοιχα, το μεγαλύτερο κόστος έχουν κελιά εκτός δρόμων, σε δασώδη βλάστηση και με μεγάλη κλίση. 9
Από την στιγμή που έχει δημιουργηθεί ένα επίπεδο με κόστος διαδρομής για κάθε κελί μπορεί να δημιουργηθεί και χάρτης με τη χρονοαπόσταση από τους κυρίους οικισμούς της Γαύδου σύμφωνα με τα κριτήρια που προαναφέρθηκαν και την παραδοχή ότι κάποιος μπορεί να πηγαίνει με τα πόδια όπου θέλει και από οποιοδήποτε σημείο να συνεχίσει με αυτοκίνητο. Υπενθυμίζεται ότι το μοντέλο θεωρεί συνεχή και σταθερή κίνηση σε sec/m ή km/h. Ο θεματικός χάρτης με τη χρονοαπόσταση από τους κυρίους οικισμούς της Γαύδου μπορεί να δημιουργηθεί από το spatial analyst. Χρειάζεται όμως πρώτα τα δεδομένα της παραπάνω εικόνας που εμφανίζονται από τη στήλη του επιπέδου συνδυασμού (combine), να τα εξάγουμε σε ξεχωριστό επίπεδο. Με σκοπό τη δημιουργία καινούργιου επιπέδου χρησιμοποιούμε το εργαλείο reclassify (επαναταξινόμηση). Η επαναταξινόμηση γίνεται για το επίπεδο συνδυασμού των κριτηρίων, για τη στήλη κόστους (στήλη που δημιουργήθηκε από τον κώδικα) και αφορά όλες τις μοναδικές τιμές. Οι μοναδικές τιμές μεταφέρονται χωρίς να προσδίδονται νέες τιμές, κατ αυτό τον τρόπο δημιουργείτε νέο επίπεδο (κόστους διαδρομής) με μία στήλη ID και μία στήλη κόστους. Αναζητείται το εργαλείο cost distance και εισάγονται ως δεδομένα τα σημεία από όπου θα υπολογιστούν οι χρονοαποστάσεις (τα σημεία των οικισμών) και το επίπεδο με το κόστος διαδρομής ανά κελί. Επειδή το κόστος αυτή τη στιγμή εμφανίζεται ως sec/m πολλαπλασιασμένο επί το 1000, είναι σκόπιμο τις τιμές της στήλης να διαμορφωθούν ώστε να είναι πιο εύκολα κατανοητές. Το επίπεδο του χρόνου διαδρομής με τα δεδομένα που του έχουν προσδοθεί σε αυτή την εργασία, δείχνει πόσο χρόνο χρειάζεται κάποιος για να διανύσει ορισμένη απόσταση. Αν χρησιμοποιηθεί το εργαλείο της επαναταξινόμησης (reclassify) και οριστεί επαναταξινόμηση ανά ίσο διάστημα (equal interval) 60,000.00, στον χάρτη εμφανίζονται οι αποστάσεις που μπορεί να διανύσει κάποιος πηγαίνοντας στον κοντινότερο κύριο οικισμό της Γαύδου σε χρόνο ενός λεπτού. Ως πιο αισθητικ και πρακτικά ποιο ευκολονόητο θεωρήθηκε ότι η χρήση ισοδιαστήματος 300,000.00 είναι καταλληλότερη για την περίπτωση της νήσου Γαύδου. Η χρήση ισοδιαστήματος 300,000.00 απεικονίζει με διαφορετικά χρώματα τις αποστάσεις που διανύονται προς τους κύριους οικισμούς της νήσου Γαύδου ανά 5 λεπτά. Το κόστος χρονοαπόστασεις μπορεί να υπολογιστεί και αθροιστικά, αθροίζοντας τα 5λεπτα διαστήματα. Είναι σημαντικό να υπενθυμίσουμε ότι το κόστος διαδρομής έχει υπολογιστεί με την παραδοχή χρήσης αυτοκινήτου ή μονοπατιών από οποιοδήποτε σημείο. Δηλαδή μπορεί κάποιος να ξεκινήσει με αμάξι, να περπατήσει μέσα ή έξω από μονοπάτι και μετά να ξανά χρησιμοποιήσει αυτοκίνητο σε οποιοδήποτε σημείο του δρόμου. 10
Παραγόμενο Α: Εικ.3.3 Κόστος διαδρομής από τον κοντινότερο οικισμό της νήσου Γαύδου σε διαστήματα πέντε λεπτών. Θεµατικός χάρτης µε τη χρονοαπόσταση από τους κύριους οικισµούς της Γαύδου σύµφωνα µε τις παραδοχές που έχουν γίνει, δείχνει την χρονοαπόσταση που κάνει κάποιος για να φτάσει στον ποιο κοντινό του οικισμό από τους δύο. Για το λόγο αυτό είναι ενδιαφέρον να δημιουργηθεί ένας θεµατικός χάρτης στον οποίο να παρουσιάζεται η κατανοµή των περιοχών ανάλογα µε την εγγύτητά τους (σύµφωνα µε το κόστος διαδρομής που δημιουργήθηκε από τον συνδυασμό των κριτηρίων) στους οικισµούς της Γαύδου. Αυτός χάρτης δημιουργείτε με τη χρήση του εργαλείου cost allocation του spatial analyst. Ως δεδομένα εισάγουμε τους οικισμούς και το επίπεδο με το κόστος ανά κελί που δημιουργήθηκε από τον συνδυασμό των κριτηρίων. 11
Παραγόμενο Β: Εικ.3.4 Κατανομή περιοχών ανάλογα με την εγγύτητά τους στους οικισμούς της Γαύδου. Το επόμενο στάδιο είναι βάση του επιπέδου κόστους διαδρομής να υπολογιστούν διαδρομές ελαχίστου κόστους από ένα σημείο ενδιαφέροντος σε ένα άλλο. Για την δημιουργία τέτοιων διαδρομών ελαχίστου κόστους χρειάζεται ακόμα να δημιουργηθεί επίπεδο με τη χρήση του εργαλείου back link. Το back link χρησιμοποιείται για ένα σημείο πηγή, που στη περίπτωσή αυτή είναι οι οικισμοί, για το επίπεδο κόστους. To νέο επίπεδο που προκύπτει είναι ένα ράστερ αρχαίο με κατευθύνσεις που προσδιορίζει τη διαδρομή για οποιοδήποτε κύτταρο, κατά μήκος της διαδρομής ελαχίστου κόστους προς της πλησιέστερη πηγή. Παρατηρώντας τον επόμενο χάρτη είναι εμφανές ότι οι κύριοι δρόμοι απεικονίζονται ως μια διαχωριστική γραμμή με τα κελία εκατέρωθεν του δρόμου να δείχνουν παράλληλα και αντίρροπά, προς τον δρόμο. 12
Εικ. 3.5 Οδικός χάρτης διαδρομής ελαχίστου κόστους προς τον οικισμό Άμπελο. Με τα επίπεδα που προέκυψαν από τα εργαλεία του back link και του cost distance, είναι δυνατό να υπολογιστούν διαδρομές ελαχίστου κόστους. Οι διαδρομές ελαχίστου κόστους υπολογίζονται με τη χρήση του εργαλείου cost path του spatial analyst. Ως δεδομένα βάζουμε ένα σημείο προορισμού (νοτιότερο σημείο της νήσου Γαύδου ή υψηλότερη κορυφή) και τα επίπεδα του back link και του cost distance που έχουν υπολογιστεί με κέντρο την αφετηρία (οικισμοί της νήσου Γαύδος). Για τα σημειακά δεδομένα προορισμού υπήρξαν δύο προεργασίες. Για το υψηλότερο σημείο, που υπήρχε στο elevation shapefile, είτε επιλέγεται από το attribute table το σημείο ενδαφέροντος είτε με το εργαλείο editing αφαιρούμε όλα τα σημεία εκτός από το σημείο ενδιαφέροντος και στη συνέχεια κάνουμε χρήση του εργαλείου cost path. Διαφορετικά το cost path υπολογίζει διαδρομές προς όλα τα σημεία του elevation. Για το νοτιότερο σημείο δεν υπήρχε κάποιο αρχείο στα δεδομένα και χρειάστηκε να δημιουργηθεί. Η δημιουργία shapefile γίνεται από το catalog, δεξί κλικ στο φάκελο που είναι επιθυμητό να αποθηεκυτεί. Στο καινούργιο shapefile ξεκινά editing και δημιουργείται σημείο στο νοτιότερο άκρο του νησιού. Μόλις αποθηκευτεί το αρχείο μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο cost path. 13
Το εργαλείο cost path έχει ως αποτέλεσμα μία συνεχή γραμμή που απεικονίζει την διαδρομή ελαχίστου κόστους από το σημείο εκκίνησης προς το σημείο ενδιαφέροντος. Αν με τη χρήση του identify στο περιβάλλον ArcGIS επιλεγεί η διαδρομή, εμφανίζεται ο ελάχιστος χρόνος που χρειάζεται κάποιος για να φτάσει από το σημείο ενδιαφέροντος στον ορισμένο οικισμό. Πάντα με την υπερεκτίμηση χρόνου λόγω της ελεύθερης χρήσης αυτοκινήτου ή μονοπατιών κατά βούληση. Παρατηρείται όμως στην επόμενη εικόνα ότι, η διαδρομή ελαχίστου κόστους συνήθως ξεκινά με τα πόδια σε εκτός δρόμων έδαφος, στη συνέχεια χρησιμοποιείται κάποιο μονοπάτι και ακολούθως γίνεται χρήση δρόμων όλο και καλύτερης κατάστασης. Η διαδρομή ελαχίστου κόστους δεν είναι σε καμία περίπτωση όμοια με μία ευκλείδεια απόσταση που δε θα λάμβανε υπόψη τους δρόμους αλλά θα τραβούσε ευθεία γραμμή από το σημείο ενδιαφέροντος στον στόχο. Παραγόμενο Γ: Εικ.3.6 Χάρτης διαδρομών ελαχίστου κόστους από το νοτίοτρο σημείο της γάυδου. Ο ανωτέρω χάρτης απεικονίζει τις διαδρομές ελαχίστου κόστους από το νοτιότερο σημείο της νήσου Γαύδου προς τους κύριους οικισμούς του νησιού. Οποιαδήποτε 14
άλλη διαδρομή θα είχε μεγαλύτερο κόστος - θα χρειαζόταν περισσότερος χρόνος, μεταξύ σημείου εκκίνησης και στόχου. Σημειώνεται όμως ότι η διαδρομή Αμπέλου και διαδρομή Καστριού συμπίπτουν στο πρώτο σκέλος. Για να είναι λίγο εμφανή η αλληλοκάλυψη των διαδρομών, η διαδρομή προς Καστρί είναι κατά 40% διαφανής, για αυτό και έχει σκούρο μωβ χρώμα (συνδυασμός με μαύρο) και δεν έχει το φούξια χρώμα που φαίνεται στο υπόμνημα. Παραγόμενο Γ: Εικ.3.7 Χάρτης διαδρομών ελαχίστου κόστους από το υψηλότερο σημείο. Στον παραπάνω χάρτη απεικονίζονται οι διαδρομές ελαχίστου κόστους - χρόνου από το υψηλότερο σημείο της νήσου Γαύδου προς τους δύο κύριους οικισμούς του νησιού (Αμπέλι και Καστρί). Παρατηρείται ότι και οι δύο διαδρομές που ξεκινούν από το υψηλότερο σημείο αλληλεπικαλύπτονται στο πρώτο κομμάτι και διαφέρουν όταν φτάσουν στον δρόμο. Το πρώτο κομμάτι είναι μία σχεδόν ευθεία πορεία από το υψηλότερο σημείο προς τον κοντινότερο δρόμο. Από εκεί η μία διαδρομή κατευθύνεται ανατολικά ενώ η άλλη δυτικά, πάντα επί του δρόμου. 15
4. Συμπεράσματα Μελετώντας τους παραγόμενους χάρτες ελαχίστου κόστους παρατηρούμε ότι οι δρόμοι συνδράμουν κύρια στην ελαχιστοποίηση του χρόνου - κόστους διαδρομής. Ενώ μπορεί το σημείο εκκίνησης να είναι πάνω σε δασώδη βλάστηση, η διαδρομή ελαχίστου κόστους φτάνει στον κοντινότερο δρόμο και τον ακολουθεί μέχρι να φτάσει σε κάποιον οικισμό. Πολλές φορές ο δρόμος θα έχει στροφές και θα είναι μεγαλύτερη η διαδρομή αλλά και πάλι η μετακίνηση στον δρόμο είναι ταχύτερη από μία ευθεία η οποία δεν θα ακολουθεί τον δρόμο. Το συμπέρασμα αυτό δεν είναι κάτι καινούργιο. Το αποτέλεσμα ήταν αναμενόμενο από την στιγμή που ορίστηκε ότι το κόστος μετακίνησης στους δρόμους είναι πολύ μικρότερο από τη μετακίνηση εκτός δρόμων. 16
5.Βιβλιογραφία Σημειώσεις από το μάθημα Εφαρμοσμένη ανάλυση γεωγραφικών δεδομένων με την αξίοποίηση ΣΓΠ, του ΠΜΣ Εφαρμοσμένη γεωγραφία και Διαχείρηση του χώρου, Χαροκόπειου Πανεπιστημίου. Ιστοσελίδες: Environmental Systems Research Institute http://www.esri.com/ (πρόσβαση στις 13/12/2016) 17