Ćwiczenie_CW_W1
Wstęp
Proces oceny „wartości” czy „użyteczności” terenów dla punktowej lub obszarowej lokalizacji określonych funkcji, działalności czy konkretnych obiektów /i powiązane z taką oceną ostateczne decyzje lokalizacyjne/ są specyficznymi przypadkami analizy decyzyjnej w ramach których istnieje zwykle konieczność wykorzystania wielu zróżnicowanych kryteriów oceny użyteczności lokalizacyjnej. Procedura ta określana jest często mianem „oceny wielokryteriowej”. Innym terminem który używany jest często w tym kontekście to „modelowanie”, jednak termin ten wydaje się nieadekwatny znaczeniowo dla opisu tych sytuacji. O sposobie w jaki traktowane są kryteria oceny decyduje bowiem silnie cel takiej oceny.
Ocena wielokryteriowa w systemach GIS /a w tym wielokryteriowa ocena użyteczności lokalizacyjnej obszarów/ realizowana jest zwykle drogą zastosowania dwóch zasadniczych podejść i procedur. Pierwsze wykorzystuje koncepcję i technologię konstrukcji „warstw binarnych” /boolean overlays/, gdzie wszystkie kryteria oceny odwzorowane są specyficznymi binarnymi /dwuwartościowymi/ mapami i podkładami rastrowymi lub wektorowymi a ostateczne rozwiązania problemów wielokryteriowej oceny użyteczności lokalizacyjnej obszarów konstruowane są drogą operacji zwanej „agregacją wartości ocen cząstkowych” /pojedyncze rastry/ wykorzystującej logiczne operacje „koniunkcji” zbiorów /AND/ lub ich „alternatywy” /OR/.
W ramach drugiego - bardziej złożonego podejścia - wykorzystującego procedury szacowania „ważonej kombinacji liniowej” wartości kryteriów /Weighted Linear Combination/, przyjmuje się konieczność respektowania oczywistego aksjomatu dowodzącego, że kryteria oceny i ich wartości mają często charakter ciągły, niesprowadzalny do prostych odwzorowań binarnych /tak lub nie/. Te dwa typy podejść i procedur są silnie zakorzenione w analizach GIS, niemniej jednak ich wykorzystanie oferuje odmienne rezultaty. Tym różnicującym elementem jest sposób traktowania samych kryteriów oceny. W przypadku oceny opartej na „boolowskiej arytmetyce” warstw odwzorowujących pojedyncze kryteria i ograniczenia, charakterystyczna jest dlań ekstremalna strategia postępowania decyzyjnego. Jeżeli bowiem kryteria są agregowane z użyciem operatorów logicznych typu „koniunkcja” /intersection operators/, poszukiwana optymalna lokalizacja - przykładowo - musi w sposób bezwzględny spełniać wszystkie kryteria jednocześnie. Procedura taka, w warstwie swoich zasadniczych charakterystyk jest procedurą odzwierciedlającą „niechęć do ryzyka”, preferującą oceny i wybory /np. lokalizacyjne/ oparte na najostrożniejszej z możliwych strategii. Oznacza to - tytułem przykładu że lokalizacja traktowana jest jako dopuszczalna lub optymalna jedynie wtedy, gdy spełnione jest „najsłabsze”, narzucone nań kryterium oceny. Z drugiej strony, jeżeli w agregacji kryteriów oceny wykorzystywany jest logiczny operator alternatywy /OR/- lokalizacja włączana jest do zbioru alternatyw dopuszczalnych nawet wtedy, jeżeli tylko jedno pojedyncze kryterium okazuje się być spełnione. Jest to jednak nad wyraz „hazardowa” strategia pociągająca za sobą znaczący poziom ryzyka popełnienia błędu oceny.
Odmienna logika rządzi strategią decyzyjną z wykorzystaniem ważonej kombinacji liniowej kryteriów /Weighted Linear Combination - WLC/ gdzie - co charakterystyczne - istnieje możliwość substytucji wartości kryteriów. Oznacza to tylko tyle, że - przykładowo - niska użyteczność poszukiwanego miejsca lokalizacji oceniana wedle jednych kryteriów, kompensowana być może wyższą jej użytecznością ocenianą wedle innych kryteriów. Operator jaki stosowany jest w tym przypadku nie należy jednak ani do klasy operatów koniunkcji ani też alternatywy - leży on gdzieś w środku między tymi ekstremami. Strategia taka nie jest ani nadmiernie ryzykowna ani też zachowawcza, unikająca wszelkiego ryzyka.
Dla powodów, które mają wiele wspólnego z „koncepcyjną” prostotą i łatwością implementacji, podejście wielokryteriowe wykorzystujące arytmetykę „boolowską” dominuje w wektorowym odwzorowaniu kryteriów /warstwy/, podczas gdy WLC zdominowała podejście wielokryteriowe w systemach rastrowych GIS. Decyzje oceniające mogą mieć charakter rozstrzygnięć podejmowanych w warunkach jednego lub wielu celów, a same zaś procesy oceny i wyboru wykorzystywać mogą bądź pojedyncze kryteria lub ich zbiory.
Konkludując, kryteria oceny użyteczności lokalizacyjnej obszarów /patrz rozwiązywane dotychczas problemy lokalizacji/ przyjmują postać dwóch odrębnych grup, a mianowicie:
klasycznie rozumianych ograniczeń /często nazywanych brzegowymi/ oraz
kryteriów przyjmujących wartości ciągłe.
Ograniczenia są kryteriami w sensie arytmetyki dwuwartościowej a sposobem ich wizualizacji są odpowiednie dlań binarne /dwuwartościowe/ mapy rastrowe. Kryteria te /ograniczenia/ redukują zbiór dopuszczalnych rozwiązań jedynie do tych szczególnych obszarów potencjalnej lokalizacji, które kryteria te spełniają w sposób bezwzględny. Nie jest przy tym istotne, jaka metoda jest wykorzystywana w procesie agregacji wartości ocen, ograniczenia te w systemie GIS są zawsze traktowane jako obrazy /image/typu „boolowskiego”. Separują one w sposób bezwzględny rozważane obszary jako użyteczne /np. z punktu widzenia lokalizacji rozważanej funkcji / od tych które należy ze zbioru takiego wykluczyć.
W odróżnieniu od ograniczeń, kryteria sensu stricte - są interpretowane / w aspekcie ich konkretnych wartości/ jako mierniki określające /liczbowo/ poziomu albo stopnia użyteczności lokalizacyjnej obszarów. Oceny wedle takich kryteriów należeć mogą do zbioru wartości „ciągłych” nie zaś „skokowych”. Mogą być one korygowane /multiplikowane/ stosownymi „wagami” które mogą bądź zwiększać /wysokie wartości wag/ bądź zmniejszać /niskie wartości wagi/ ich istotność w procesie oceny użyteczności lokalizacyjnej obszarów. Nadto, wartości ocen wedle takich kryteriów mogą być standaryzowane na wiele sposobów w zależności od ich specyfiki i użytych form agregacji.
W prezentowanym ćwiczeniu zastosowane zostaną kryteria których wartości - z natury rzeczy - uznać można za ciągłe i stopniowalne jak i kryteria o wartościach niestopniowalnych.
/ Ocena w tym kontekście rozumiana jest jako zabieg obiektywizacji określonej sytuacji mający na celu jej wartościowanie czy określenie jej użyteczności.
/ W systemach GIS nosi ona często swoją formalną nazwę kryjącą się pod skrótem MCE /Multi Criteria Evaluation/
/ W systemie GIS IDRISI ANDES implementowana jest także trzecia opcja oceny wielokryteriowej znana pod nazwą Ordered Weighted Average /Uporządkowane Średnie Ważone/ - OWA oferująca pełne spektrum strategii decyzyjnych wzdłuż zasadniczych wymiarów stopnia substytucji kryteriów i stopnia ryzyka błędu rozwiązania.
1