Ćwiczenie 10

Wykorzystanie analizy wielokryteryjnej do wyboru lokalizacji składowiska odpadów

Wstęp

Systemy geoinformacyjne znajdują praktyczne zastosowanie w gospodarce i planowaniu przestrzennym. Stanowią narzędzie wspomagające podejmowanie decyzji (DSS - decision suport system). Jednym z etapów planowania lokalizacji większych inwestycji jest wyszukiwanie optymalnych obszarów, które spełniają jednocześnie szereg kryteriów wyboru. Poznane wcześniej moduły (Crosstab, Overlay) umożliwiają wykonywanie takich analiz, ale mają ograniczenie wynikające z konieczności użycia jedynie dwóch zmiennych. W przypadku skomplikowanych zadań, polegających na analizie wielu czynników, najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie metody MCE (Multi Criteria Evaluation - ocena wielokryteryjna), dostępnej w programie Idrisi.

Liczba warstw odpowiada ilości ograniczeń i czynników. Dodatkowo w module MCE czynnikom można przypisać wagę (weight) określają ich znaczenie przy podejmowaniu decyzji. Do analiz z wykorzystaniem MCE stosuje się dwa rodzaje warstw:

• ograniczenia (constrains) - będących typowymi warstwami logicznymi, gdzie wartość 1 (prawda) obrazuje teren przydatny dla szukanego rozwiązania, natomiast wartość 0 (fałsz) - teren nie spełniający wymagań.

• czynniki (factors)- przyjmujących różne wartości, zależne od przydatności badanego obszaru do planowanej inwestycji. Skalę bonitacji ustala użytkownik.

Cel ćwiczenia

• Poznanie zasad działania modułu MCE.

• Wybór lokalizacji składowiska odpadów dla gminy Myślibórz.

Moduły oraz pliki danych wykorzystywane w ćwiczeniu

Używane moduły		Pliki z danymi
MCE	Ocena wielokryteryjna	zbiorniki.rst	Główne zbiorniki wód podziemnych
Reclass	Reklasyfikacja	ochrona.rst	Obszarowe formy ochrony przyrody
Slope	Nachylenia terenu	lasy.rst	Lasy ochronne
Buffer	Buforowanie	wody.rst	Sieć hydrologiczna
Area	Obliczanie powierzchni	dem.rst	Numeryczny model terenu
		gleby.rst	Gleby chronione klas I-III
		miejscowości.rst	Obszary zabudowane
		przepuszczalność.rst	Przepuszczalność gruntów
		gmina.rst	Granice gminy Myslibórz

Tok pracy

• Zapoznanie się z prawnymi regulacjami dotyczącymi lokalizacji składowisk odpadów

• Przygotowanie map terenów wyłączonych z lokalizacji składowisk - ograniczeń (constrains)

1. zbiorniki wód podziemnych

2. obszarowe formy ochrony przyrody

3. lasy ochronne

4. obszary położone w odległości mniejszej niż 100m od wód

5. obszary o nachyleniu powyżej 10 stopni

6. gleby chronione

7. obszary położone w odległości mniejszej niż 100m od miejscowości

• Przygotowanie map przydatności terenu (factors)

1. odległość od obszarów zabudowanych

2. nachylenie terenu

3. odległość od wód

4. przepuszczalność gruntów

• Analiza MCE

1. Prawne regulacje dotyczące lokalizacji składowisk odpadów

Warunki lokalizacji składowisk odpadów reguluje rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 marca 2003 r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących lokalizacji, budowy, eksploatacji i zamknięcia, jakim powinny odpowiadać poszczególne typy składowisk odpadów.

Z lokalizacji składowisk wyłączone są następujące obszary:

1) strefy zasilania głównych i użytkowych zbiorników wód podziemnych (GZWP, UZWP),

2 ) obszar oraz otuliny parków narodowych, krajobrazowych i rezerwatów przyrody,

3) lasy ochronne,

4) doliny rzek, okolice zbiorników wód śródlądowych, tereny źródliskowe, bagienne i podmokłe, misy jeziorne i ich strefy krawędziowe, obszary bezpośredniego bądź potencjalnego zagrożenia powodziami w rozumieniu przepisów prawa wodnego,

5) strefy osuwisk i zapadlisk terenu, w tym powstałe w wyniku zjawisk krasowych, oraz zagrożone lawinami;

6) o nachyleniu powyżej 10°,

7) podlegające procesom glacitektonicznym lub tektonicznym,

8) wychodnie skał zwięzłych porowatych, skrasowiałych i skawernowanych,

9) gleby klas bonitacji I-II,

10) tereny, na których mogą wystąpić deformacje ich powierzchni na skutek szkód górniczych,

11) ochrony uzdrowiskowej,

12) górnicze utworzone dla kopalin leczniczych,

13) określone w przepisach odrębnych.

2. Przygotowanie map terenów wyłączonych z lokalizacji składowisk

- ograniczeń (constrains)

W katalogu roboczym c:\gis\ćwiczenie10 znajdują się warstwy przygotowane na podstawie mapy sozologicznej i hydrologicznej Polski (wyd. GUGiK) oraz numerycznego modelu terenu SRTM.

W toku ćwiczenia należy przeprowadzić szereg reklasyfikacji w celu doprowadzenia map do postaci logicznej [0,1] lub nadania poszczególnym mapom odpowiednich klas bonitacji. Należy zwrócić szczególną uwagę na nazwy nowotworzonych warstw. Po reklasyfikacji map (constrains) tereny wyłączone z lokalizacji składowisk otrzymają wartość [0], natomiast tereny przydatne -wartość [1].

1. Strefy zasilania głównych zbiorników wód podziemnych oraz obszary zagrożeń powodziowych

Obszary te są wyłączone z lokalizacji składowisk i przedstawiono je w warstwie zbiorniki.

Dokonaj reklasyfikacji w ten sposób, aby obszarom zasilania głównych zbiorników wód podziemnych oraz obszarom zagrożeń powodziowych nadać wartość [0], natomiast pozostałym terenom - wartość [1]. Mapę wynikową nazwij zbiorniki_rec.

2. Obszarowe formy ochrony przyrody

Obszary chronione i ich otuliny są wyłączone z lokalizacji składowisk odpadów. Na mapie ochrona przedstawione są parki narodowe i krajobrazowe wraz z otulinami oraz rezerwaty.

Przeprowadź reklasyfikację w ten sposób, aby obszary chronione otrzymały wartość [0], natomiast pozostałe obszary - wartość [1]. Mapę wynikową nazwij ochrona_rec.

3. Lasy ochronne

Mapa lasów ochronnych lasy jest już w formie logicznej [0,1] i nie wymaga reklasyfikacji.

4. Obszary położone w odległości mniejszej niż 100 m od wód

Przepisy nie precyzują dokładnie lokalizacji składowisk w odniesieniu do wód powierzchniowych. Załóżmy, że w naszym zadaniu minimalna odległość od zbiornika wynosić będzie 100 m. Mapę tego czynnika otrzymamy poprzez buforowanie warstwy wody.rst, obrazującej sieć hydrologiczną oraz zbiorniki wodne.

• Przy pomocy modułu Buffer przygotuj mapę obszarów, leżących dalej niż 100 m od cieków wodnych. Wynik nazwij wody_rec.
















1. Obszary o nachyleniu powyżej 10^o

• Na mapie dem przedstawiono numeryczny model obszaru badań. Przygotuj mapę nachyleń terenu w stopniach (degrees) - (moduł Slope). Warstwę nazwij nachylenia. Dokonaj następnie reklasyfikacji mapy nachyleń w ten sposób, aby obszarom o nachyleniu powyżej 10 ^o nadać wartość [0], a pozostałym terenom - wartość [1].

1. Gleby chronione

Mapa chronionych gruntów o nazwie gleby jest już w formie logicznej i nie wymaga reklasyfikacji.

2. Obszary położone w odległości mniejszej niż 100m od granic miejscowości

Podobnie jak w przypadku wód przepisy nie precyzują dokładnie minimalnej odległości od miejscowości. Załóżmy, że odległość ta wynosić będzie 100 m.

• Omawiane obszary przedstawiono na mapie miejscowości. Przy pomocy modułu Buffer przygotuj mapę obszarów leżących dalej niż 100 m od granic miejscowości. Wynik nazwij miejscowości_rec.

3. Przygotowanie map przydatności terenu (factors)

W przypadku map przydatności terenu reklasyfikacja prowadzić będzie do nadania poszczególnym komórkom rastra atrybutów odpowiadających klasie przydatności. W każdym przypadku należy sprawdzać poprawność wykonanej reklasyfikacji.

1. Odległość od obszarów zabudowanych

Składowisko odpadów jest kłopotliwym sąsiedztwem dla mieszkańców. Dlatego też za bardziej przydatne do lokalizacji nowego obiektu należy uznać tereny oddalone od siedzib ludzkich.

• Wykorzystując moduł Distance wykonaj mapę odległości od obszarów zabudowanych, przedstawionych na mapie miejscowości. Wynik nazwij miejscowości_dist. Następnie wykonaj reklasyfikację, nadając strefom odległości odpowiednią wartość punktową wg tabeli. Mapę wynikową nazwij miejscowości_strefy.

Tab. 10.1. Klasyfikacja przydatności terenu w odniesieniu do odległości od zabudowań

Odległość od zabudowań	Klasy przydatności
0-100	0
101-300	1
301-600	2
601-900	3
>900	5

1. Nachylenie terenu

Terenom płaskim przypiszemy wyższą klasę przydatności dla lokalizacji składowiska.

• Wykonaj reklasyfikację uzyskanej w punkcie 2.5. warstwy nachylenia, przypisując obszarom o różnym nachyleniu wartości wg tabeli 10.2. Mapę wynikową nazwij nachylenia_strefy.

Tab. 10.2. Klasyfikacja przydatności terenu pod względem nachyleń

Nachylenia	Klasy przydatności
-1 (płaskie)	5
0-3	3
4-6	2
6-10	1
>10	0

3.3. Odległość od wód

W tym punkcie wprowadzimy klasyfikację przydatności terenu w zależności od odległości od wód.

• Wykorzystując moduł Distance wykonaj mapę odległości od wód, przedstawionych na mapie wody. Wynik nazwij wody_dist. Wykonaj następnie reklasyfikację, nadając strefom odległości odpowiednią wartość punktową wg tabeli 10.3. Mapę wynikową nazwij wody_strefy.

Tab. 10.3. Klasyfikacja przydatności terenu pod względem odległości od wód

Odległość od wód	Punktacja
0-100	0
101-200	1
201-400	2
401-600	3
> 600	4

1. Przepuszczalność gruntów

Przepuszczalność gruntów decyduje o możliwości migracji zanieczyszczeń wraz z odciekami ze składowiska. Klasyfikacje przepuszczalności gruntów przyjęto na podstawie mapy hydrologicznej Polski w skali 1:50 000.

• Klasyfikację przepuszczalności gruntów przedstawiono w warstwie przepuszczalność. Wykonaj jej reklasyfikację, nadając klasom przepuszczalności odpowiednią wartość punktową wg tabeli 10.4. Wynik nazwij przepuszczalność_rec.

Tab. 10.4. Klasyfikacja przydatności terenu pod względem przepuszczalności gruntów

Przepuszczalność	Punktacja
średnia	4
słaba	3
zmienna	2
zróżnicowana	1
bardzo słaba	0

4. Analiza wieloczynnikowa (MCE)

Po przygotowaniu wszystkich warstw pomocniczych ostatnim krokiem jest analiza wielokryteryjna MCE.

• Uruchom moduł MCE, wpisz odpowiednią liczbę ograniczeń (constrains) oraz czynników (factors).Wszystkim czynnikom nadaj jednakową wagę (weight) - 1. Wpisz nazwy map przygotowanych w punktach 1 i 2 oraz nazwę mapy wynikowej - składowiska.




Otrzymana mapa składowiska przedstawia zróżnicowanie analizowanego obszaru pod kątem możliwości lokalizacji składowiska. Uwzględnia ona tereny całkowicie wyłączone z lokalizacji (constraints) oraz obszary o różnej przydatności (factors).

• Oblicz udział obszarów wyłączonych z lokalizacji składowiska w całkowitej powierzchni gminy.

• Na podstawie mapy ograniczeń wyodrębnij czynniki ograniczające w największym stopniu obszar przydatny dla inwestycji.

Ćwiczenie 10. Pliki z danymi

Pliki z danymi
1	zbiorniki.rst	Główne zbiorniki wód podziemnych
2	ochrona.rst	Obszarowe formy ochrony przyrody
3	lasy.rst	Lasy ochronne
4	wody.rst	Sieć hydrologiczna
5	dem.rst	Numeryczny model terenu
6	gleby.rst	Gleby chronione klas I-III
7	miejscowości.rst	Obszary zabudowane
8	przepuszczalność.rst	Przepuszczalność gruntów
9	gmina.rst	Granice gminy Myslibórz













87

Mapa wynikowa

Wartość dla obszaru poza buforem

Wartość dla obszaru w buforze

Wartość dla obszaru buforowanego

Szerokość bufora

Mapa wejściowa

---