Expertní systém pro oceňování krajiny v prostředí GIS ESRI

Metody

I. Expertní systémy

Expertní systém lze definovat jako počítačový systém hledající řešení problému v rozsahu určitého souboru tvrzení anebo jistého seskupení znalostí, které byly formulované experty pro danou specifickou aplikační oblast.

V každém expertním systému je možné rozlišit tři základní složky: interferenční mechanismus, báze znalostí, báze údajů (báze faktů). Interferenční mechanismus je tvořený systémem kooperujících programů zabezpečujících procedurální složku expertního systému, provádí vykonavatelé instrukce programu. Báze znalostí a báze faktů jsou pasivní údajové struktury. Báze znalostí obsahuje reprezentaci všeobecně platných poznatků z dané problematiky pomocí symbolů. Báze faktů uchovává reprezentaci symbolů konkrétních faktů (údajů) souvisejících s právě řešeným problémem. [1.]

II. Hodnocení krajiny

1. Ekologická stabilita

Ekologická stabilita je schopnost ekologického systému přetrvávat i za působení rušivého vlivu a reprodukovat své podstatné charakteristiky v podmínkách narušování zvenčí. Tato schopnost se projevuje minimální změnou za působení rušivého vlivu nebo spontánním návratem do výchozího stavu, respektive na původní vývojovou trajektorii po případné změně. Protikladem ekologické stability je ekologická labilita (nestabilita).

a) Koeficient ekologické stability dle Míchal

Nejjednodušší koeficient ekologické stability (KES) je poměr rozlohy ploch relativně ekologicky stabilních (S) k rozloze ploch relativně nestabilním (L).

b) Koeficient ekologické stability dle Miklós

Tento výpočet umožňuje vypočítat KES přesněji, s rozlišením ekologické významnosti jednotlivých kategorií využití půdy.

c) Koeficient ekologické stability dle Agroprojekt

Plochy je možné klasifikovat podle významu plochy z hlediska ekologické stability – tzv. stupeň ekologické stability. Stupnice nabývá šesti hodnot (0 – bez významu, 1 – velmi malý význam, 2 – malý význam, 3 – střední význam, 4 – velký význam, 5 – výjimečně velký význam).

Následně lze určit zastoupení jednotlivých kategorií ES v řešeném území. Souhrnné hodnocení pro celé území získáme váženým průměrem, kde váhy k jednotlivým kategoriím (0–5) představují jejich relativní podíly na ploše území. [2.]

2. Vodní eroze

Eroze se projevuje destrukčním účinkem vody a větru na půdní povrch. Dochází k rozrušování a odnosu půdní hmoty zemského povrchu a k jejímu ukládání v místech poklesu účinnosti erozních faktorů. Zároveň dochází k transportu chemických látek uvolněných z půdy tekoucí vodou, jež způsobují v mnoha případech výrazné zhoršení jakosti povrchových i podzemních vod a současně ztrátu živin pro vegetaci.

Erozi můžeme rozlišit podle intenzity; vyjádřenou obvykle odnosem půdy v hmotnostních nebo objemových jednotkách z jednotky plochy za jednotku času; jako erozi normální a abnormální, neboli zrychlenou.

Univerzální rovnice pro výpočet dlouhodobé ztráty půdy erozí

K určování ohroženosti zemědělských půd vodní erozí a k hodnocení účinnosti navrhovaných protierozních opatření se používá Univerzální rovnice pro výpočet dlouhodobé ztráty půdy erozí (USLE). Dosazením zjištěných hodnot pro vyšetřovaný pozemek se určí dlouhodobá průměrná ztráta půdy vodní erozí. [3.]

3. Retenční kapacita

Celková přirozená vodní retence povodí je definována jako množství vody dočasně zdržené na povrchu terénu, v půdě, v korytě toku a jiným přirozeným způsobem (bez retence v umělých vodních nádržích). Je to proměnlivá veličina, kterou ovlivňuje řada faktorů spojených většinou s fyzikálními vlastnostmi povodí. Jedná se například o velikost příčinné srážky, druh pozemků, geomorfologické poměry (sklonitost), hydrologické poměry půdy (infiltrace), hydrogeologické poměry podloží, tvar povodí, předchozí vlhkost půdy a meliorační odvodnění. Zvyšování retence vody v krajině je možné prostřednictvím správně navržených protierozních a protipovodňových opatření.

Metoda čísel odtokových křivek

Pro výpočet odtokové ztráty v povodí se užívá metoda čísel odtokových křivek – CN (Curve Number). Je určena pro stanovení přímého objemu odtoku a kulminačního průtoku z návrhového přívalového deště o zvolené četnosti výskytu v nepozorovaných profilech, především v zemědělsky využívaných povodích, či jejich částech. Jedná se o jednoduchý model s poměrně snadno dosažitelnými vstupy, dostatečně přesný, použitelný pro stanovení přímého odtoku. [3.]

4. Ekonomická kalkulace krajiny

Ekonomické hodnocení ekosystémů a jejich mimoprodukčních funkcí – přestože je často z různých důvodů kritizováno – má potenciál stát se silným nástrojem k ochraně přírody. Nejenže umožňuje porovnávat ekologické hodnoty a ekonomické zisky ve stejných jednotkách a tím napomáhá k pádnější argumentaci při rozhodování, ale je možné ho využít například pro určení konkrétního rozsahu ekologické újmy a vyčíslení její náhrady.

Modifikovaná Hesenská metoda hodnocení biotopů

Abychom byli schopni spočítat peněžní hodnotu určitého území, je nutné přiřadit jednomu bodu konkrétní finanční částku. Vyjadřuje průměrné náklady na zvýšení hodnoty 1 m2 o 1 bod v rámci 136ti hodnocených akcí a dosáhla v roce 2003 hodnoty 12,36 Kč

Metoda NATURA 2000 zahrnuje vlastní individuální hodnocení biotopů. K převodu mezi metodami lze přistoupit dvěma způsoby. Prvním z nich je získání přímo výsledného číselného koeficientu individuálního hodnocení na základě kombinace hodnot reprezentativnosti a zachovalosti. Tento postup je velmi rychlý a jednoduchý a vychází z předpokladu, že ačkoliv se kritéria hodnocení metody NATURA 2000 a Hesenské metody přesně neshodují, mají obě hodnocení podobnou vypovídací hodnotu o kvalitě biotopu. [4.]

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1. Popper, M. – Kelemen, J.: Expertné systémy. Bratislava, 1989.

2. Kopp, J.: Nauka o krajině a životním prostředí – cvičení. Západočeská univerzita, Plzeň. 2004.

3. Janeček [et al.]: Ochrana zemědělské půdy před erozí – metodika. Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, Praha, 2007.

4. Cudlín, P. at al.: Využití systému NATURA 2000 pro účely hodnocení a oceňování biotopů. Ekológia (Bratislava), Vol. 24, Supplement1/2005.

© Petra ROZSÍVALOVÁ | Diplomová práce | Vedoucí práce: RNDr. Vilém Pechanec, Ph.D. | Katedra Geoinformatiky UP Olomouc | 2009