Подготовка на данните за анализ
Подготовката на данните за анализ минава през следните стъпки:
• Построяване на GRID мрежа – избрано е тя да бъде с размери на клетката 50 m х 50 m. Използвана е функционалността на ГИС софтуера за създаване на такъв векторен слой( Vector- Research tools- Create grid). Дефинираната координатна система за новия слой съвпада с тази на изходните данни.
• Сегментиране на векторните слоеве спрямо GRID мрежата – сегментацията( разделянето) на векторните слоеве спрямо GRID мрежата е изпълнена с използване на процедурата Intersection( Vector- Geoprocessing Tools). Извлечени са припокриващите се части от елементи във входния и наслагващия слой. Сегментирани са уличната мрежа, сградите и зелените площи спрямо създадената GRID мрежа.
• Изчисление на атрибутни полета спрямо GRID мрежата – за целите на анализа е са изчислени дължините на сегментираната улична мрежа и отсечките са приведени към площни обекти, като е взета средна ширина на улиците от 5 m. За целта е използван Field Calculator в QGIS. Площта, изчислена от тази функция, зачита както настройката на елипсоида на текущия проект, така и настройките на единицата за разстояние [ 8 ]. За слоевете, съдържащи сградите и зелените площи, са повторени същите стъпки, но е добавено атрибутно поле директно с изчислена площ“$ area” на всеки от сегментите.
• Сумиране и присвояване на данни за анализ върху GRID мрежата – върху новосъздадения GRID слой е изпълнена процедурата Join attributes by location( summary), която създава нов резултантен слой, в който има добавени обобщени атрибутни полета, като е избрана опцията“ sum”. Тази функционалност е използвана за присвояване на атрибути от сегментираните слоеве, съдържащи пътната мрежа, сградите и зелените площи. За „ Geometric predicate“ е избрана опцията „ contains“. При условие, че се работи със сегментиран слой, то това дава сигурност, че в изчислената площ ще се включват само попадащите в отделния квадрат сегменти. При работата за улесняване на изпълнението на тези заявки, предварително е създаден пространствен индекс върху слоевете( Vector-Data management tools-Create spatial index …). •. Изчисляване на топлинен индекс За извършването на многокомпонентната класификация е създаден топлинен индекс, който е изчислен за всеки един квадрат от GRID мрежата по формули 1( за площ на сгради по-малка от 2000 m 2) и 2( за площ на сгради по-голяма от 2000 m 2):( 1) ∑ АR ∗ 0.4 + ∑ AB ∗ 0.6 − ∑ AG ∗1( 2) ∑ АR ∗ 0.4 + ∑ AB ∗ 0.2 − ∑ AG ∗1, където: ∑ AR – сумарна площ на улична мрежа, ∑ AB – сумарна площ на сгради и ∑ AG – сумарна площ на зелени пространства.
За пътната мрежа е заложен коефициент 0.4, което присвоява умерено влияние. Подбран е по този начин, защото наличието на пътна мрежа създава и условия за течение, което е отрицателен фактор при формирането на топлинни острови в градска среда.
За плътността на застрояване е заложен коефициент 0.6, но при площи по-големи от 2000 m 2, то този коефициент се редуцира на 0.2. Подбраните коефициенти са с цел да дадат по-голяма тежест на плътността на застрояване за сформиране на топлинните острови, но да редуцират влиянието при наличие на много големи сгради, които дават отклонения от представения анализ.
За зелените площи е заложен коефициент 1, но тази стойност е със знак „-“ при изчислението на топлинния индекс. Подбраният коефициент е с цел да се изключи възможността за появяване на големи положителни аномалии при наличие на такъв вид площи.
С цел прилагане на топлинния индекс е добавено допълнително атрибутно поле на слоя с GRID мрежата, в което той е калкулиран. Използван е Field calculator със следния израз: if(
( if(" area _ road _ " is NULL, 0, " area _ road _ " * 0.4) + if(" area _ sum " is NULL, 0, if(" area _ sum " > 2000,
" area _ sum " * 0.2, " area _ sum " * 0.6))- if(" area _ park _" is NULL, 0, " area _ park _" * 1)) < 0, 0,( if(" area _ road _ " is NULL, 0, " area _ road _ " * 0.4) + if(" area _ sum " is NULL, 0, if(" area _ sum " > 2000,
" area _ sum " * 0.2, " area _ sum " * 0.6))- if(" area _ park _" is NULL, 0, " area _ park _" * 1)
)
)
За да се избегне получаването на отрицателни индекси в клетки, които имат по-висок процент зелени площи е добавен и оператор, който третира отрицателните индекси като такива със стойност „ 0“.
Получените резултати за топлинния индекс са в интервала от 0 до 1197, като за зони с висок риск от възникване на топлинни острови са определени тези, при които стойността му е над 600( закръглена стойност на 50 % от получения максимум).
Класификация |
за |
извеждане |
на |
топлинните |
острови |
|
|
|
|
За класификацията на резултатите, получени от изчисленията по формули 1 и 2 с използване на представената по-горе заявка е използван стил на визуализация от тип“ Graduated”, като са зададени 12 класа. Крайният резултат е класифициран векторен GRID, представен на фиг. 3 в дясно, който показва разпределението на топлинния индекс.
Създадена е и топлинна карта( heat map) като е използвана процедурата Heatmap( Kernel Density Estimation), представена на фиг. 3 в ляво, която създава растерен слой, показващ каква е плътността на точки в пространството на база зададен радиус. За да бъде изпълнена е създаден слой, който съдържа центроидите на квадратите от GRID мрежата, които са с топлинен индекс над 600 единици. Предимството на тази топлинна карта е единствено в това, че информацията от нея се възприема по-лесно визуално.
26 ГКЗ 3-4’ 2025