Výsledky
Jak už bylo zmíněno, cílem práce je srovnání povrchů vytvořených vhodnými metodami a proto jsou výsledkem práce především takto vytvořené sociální povrchy. Jako vstupní data pro tyto povrchy, je v práci vužito geodatabáze ArcČR® 500 , která obsahuje souhrné informace o obyvatelstvu vztahující se k územním jednotkám. Vzhledem k tomu, že tvorba map nad celým uzemím České republiky, by byla značně výpočetně náročná, tak jsou povrchy tvořeny nad daty pro Olomoucký kraj.
První dvě metody IDW a Kriging nebylo příliš náročné použít, protože software ArcGIS poskytuje nástroj Geostatistical Analyst, který tyto metody podporuje. Náročnějším úkolem bylo v tomto případě zvolit vhodné nastavení, které by odpovídalo vstupním datům. Výsledky této práce jsou v prvních dvou kapitolách této stránky.
Daleko náročnějším úkolem byla praktická aplikace metody Pycnophylactic Interpolation. Pro tuto metodu nebyl nalezen žádný dostupný nástroj, který by byl schopný analyzovat používané vstupní data. Z toho důvodu bylo nutné přistoupit k samotné implementaci algoritmu a vytvoření vlastního nástroje pro software ArcGIS, který vytváří povrch pomocí této metody. Ukázky výstupu jsou v třetí části této stránky.
Tvorba sociálního povrchu využitím metody IDW
Prvním aplikovanou metodou je metoda IDW, neboli metoda inverzních vzdáleností. U této metody bylo nutné především správně zvolit velikost zkoumaného okolí a volba vhodného parametru ovlivňující váhu vzdálenosti.
Na výsledném povrchu lze vidět, že hustota zalidnění je modelována formou kuželů, kde každý tento kužel odpovídá oblasti s nejvyší hustotou zalidnění. V povrchu lze vypozorovat vliv okolních bodů, ale pouze do vzdálenosti, která byla definovaná v nastavení metody, proto mají jednotlivé obce kruhový tvar místo původních hranic polygonu.
Hustota zalidnění Olomouckého kraje metodu IDW
Tvorba sociálního povrchu využitím metody Kriging
Podobně jako metoda IDW, byla v nástroji Geostatistical Analyst použita metoda Kriging. Tato metoda je daleko sofistikovanější a její správné použití je náročnější. Do interpolace povrchu zde vstupuje prvek náhodnosti. Na základě vytvořeného semivariogramu je potřeba vybrat vhodnou funkci pro interpolaci výstupního povrchu.
Na výsledném povrchu lze vidět, že hustota zalidnění je daleko více rozprostřena do prostoru. Oproti metodě IDW již nejsou vytvářeny kužely, ale spíše plochy ze kterých vystupují města s nejvyší hustotou zalidnění. To je právě dáno tím, že do interpolace nevstupuje pouze okolí bodu, ale i funkce, která dokáže přibližně modelovat charakter vstupních dat.
Hustota zalidnění Olomouckého kraje metodu Kriging
Tvorba sociálního povrchu využitím metody Pycnophylactic Interpolation
Pycnophylactic Interpolation je poslední metoda, která byla k tvorbě sociálního povrchu použita. Jak už bylo zmíněno výše, pro praktické použití této metody bylo potřeba implementovat vlastní nástroj. Ukázka práce v tomto nástroji je na obrázku níže. Tento nástroj podporuje toto nastavení:
- Nastavení vstupního/výstupního souboru.
- Rozlišení vstupních dat.
- Rozlišení výstupního rasteru.
- Počet provedených iterací.
- Identifikace interpolované Z hodnoty.
- Identifikace atributu určující rozdělení na oblasti.
Pokud se díváme na následující výstupy, zjistíme, že záleží především na počtu provedených iterací. Čím větší počet iterací, tím je výstupní povrch hladší. Oproti předchozím metodám lze vidět, že Pycnophylactic Interpolation zachováva hranice jednolivých obcí a proto je tato metoda ideální pro hustotu zalidnění, avšak rozhodně lze využít i pro další demografické údaje.
Metoda je poměrně náročná na výpočet, protože v rámci jedné iterace nedochází k jednomu, ale dokonce k několika průchodům, vstupních dat. Vytvoření povrchu hustoty zalidnění pro celou Českou republiku trvalo přibližně 15h při počtu 600 dokončených iterací, přitom lze vidět, že tento počet iterací stále ještě není dostačující.
Ukázka práce s nástrojem Pycnophylactic Interpolation v aplikaci ArcGIS
Ukázka rozdílu mezi rozdílným množstvím iterací
Hustota zalidnění Olomouckého kraje metodu Pycnophylactic Interpolation
Hustota zalidnění České republiky metodu Pycnophylactic Interpolation
Porovnání výstupů
Jedním z bodů práce je i porovnání dosažených výsledků. Na obrázku níže je vidět základní rozdíl mezi metodu Kriging a Pycnophylactic Interpolation. Zatímco metoda Pycnophylactic Interpolation pro data nezaměstanosti opět striktně dodržuje hranice jednotlivých obcí, tak metoda Kriging vytváří daleko rozsáhlejší oblasti v prostoru, které se slívají dohromady. Tato vlastnost je dána větším vlive okolních bodů než je tomu u metody Pycnophylactic Interpolation.
