وزن دهی به داده ها در GIS با استفاده از AHP

   فرايند تحليل سلسله مراتبي AHP 

در ارزيابي هر موضوعي ما نياز به معيار اندازه گيري با شاخص داريم، انتخاب شاخص مناسب به ما امكان مي دهد كه مقايسه درستي بين جايگزيني ها ياآلترناتيوها به عمل آوريم. اما وقتي كه چند يا چندين شاخص براي ارزيابي در نظر گرفته مي شود، كار ارزيابي پيچيده مي شود و پيچيدگي كار زماني با لا مي گيرد كه معيار هاي چند يا چندين گانه باهم در فضا و از جنس هاي مختلف باشند. در اين هنگام كار ارزيابي  و مقايسه از حالت ساده تحليلي كه ذهن قادر به انجام آن است خار ج مي شود و به يك ابزار تحليل عملي قوي نياز خواهد بود. يكي از ابزارهاي توانمند براي چنين وضعيت هايي ( فر آيند تحليل سلسله مراتبي) است .اين روش براي سطح بندي و درجه بندي استفاده مي شود گاهاً براي تحليل هاي اجتماعي و اقتصادي نيز ممكن است به كار رود. در اين روش قبل از هر كاري بايد داده هاي هر مكان را استاندار کنیم .

بعد از اين مرحله ها ترتيبي از جمعيت شاخص هارا تشكيل مي دهيم ، براي تشكيل اين ماتريس ابتدا با يد به شاخص ها وزن داده شود بعد از اين مرحله امتياز هر شاخص با هم جمع مي شود و سپس نسبت به حاصل جمع تمام شاخص ها محاسبه مي شود.

بدين ترتيب وزن هريك از شاخص ها بدست مي آيد بعد از ضرب وزن هر شاخص در تعداد همان شاخص امتياز شاخص هاي هر مكان باهم جمع مي شود و مكان ها بر اساس امتيازات بدست آمده سطح بندي مي شوند( فرهودي).  

روال كار  مدل A.H.P با مشخص كردن  عناصر و تصميم گيري و اولويت دادن به آنها آغاز مي شود اين عناصر شامل شيوه هاي مختلف انجام كار و اولويت دادن به سنجه ها يا ويژگي ها مي باشد      

مر حله اول: ساختن درخت سلسله مراتبي

مرحله دوم : تعيين ضريب اهميت معيار ها و زير معيار ها وزن دادن به جايگزين ها

مر حله سوم: تركيب ضريب اهميت گزينه ها تركيب وزن ها

مر حله چهارم: آزمايش سازگاري

 در مرحله اول، در فرايندAHP ايجاد يك ساختار سلسله مراتبي از موضوع مورد بررسي مي باشد كه در آن اهداف ، معيار ها و زير معيار ها گزينه ها و ارتباط بين آن ها نشان داده مي شود

 ترسيم و تشريح درخت سلسله مراتبي

درخت سلسله مراتبي داراي سه سطح اصلي هدف، معيارها و گزينه‌ها است كه سطح معيار آن قابل تقسيم به زير معيارهاي متعدد مي‌باشد.

 هدف: به پرسش اصلي تحقيق يا مشكلي كه قصد داريم آن‌ را حل نماييم هدف گفته مي‌شود. هدف بالاترين سطح درخت سلسله مراتبي است و تنها يك پارامتر دارد كه انتخاب آن وظيفه بالاترين سطح تصميم‌گيري پروژه مي‌باشد.

 معيارها: به ملاك‌هاي متضمن هدف و سازنده آن معيار گفته مي‌شود. معيارها در واقع سنگ محك هدف يا وسيله اندازه‌گيري آن مي‌باشد. هر اندازه معيارها بيشتر اجزاء هدف را پوشش دهند و بيشتر بيان كننده هدف باشند، احتمال گرفتن نتيجه دقيق‌تر افزايش خواهد يافت.

معيارها دومين سطح درخت سلسله مراتبي پس از هدف مي‌باشند. در اين سطح مي‌توانيم بنا به ضرورت به تعداد مورد نياز معيار در سطح افقي ترسيم و تنظيم نماييم. معيارهاي قابل تقسيم به زير معيارها و زير معيارها قابل تقسيم به زير معيارهاي بعدي مي‌باشند. اين وضعيت مي‌تواند بسته به ضرورت تا n زير معيار در سطح عمودي و افقي افزايش پيدا نمايد.

كشف، شناسايي و دسته‌بندي معيارها، زير معيارها و جايگزين‌ها

 

در اين بخش بايد دست كم يك نفر را كه داراي سوابق علمي و پژوهشي در زمينه هدف و مسلط به روش تحقيق باشد براي شناسايي، كشف و دسته‌بندي معيارها، زيرمعيارها و جايگزين‌ها به كار گرفته شود.

 اين فرد بايد با استفاده از دانش خويش، انجام مطالعات تكميلي، تحقيقات ميداني و مصاحبه اقدامات لازم را در اين زمينه به انجام رساند و در نهايت مجموعه معيارها و جايگزين‌ها مرتبط با هدف راگردآوري و به صورت دقيق و قابل توجيه دسته‌بندي و در نهايت تعريف نمايد.

 جايگزين‌ها: جايگزين‌ها در واقع منظور و مقصد هدف در درخت سلسله مراتبي مي‌باشند و پاسخ هدف از ميان جايگزين‌هاي ترسيم شده به دست مي‌آيد. جايگزين‌‌ها آخرين سطح درخت سلسله مراتبي مي‌باشند و بستگي به چگونگي استفاده از روش "AHP" دارد. در مواردي كه از اين تكنيك به منظور انتخاب يا اولويت‌بندي استفاده مي‌شود، عموماً تعيين جايگزين‌ها محقق صورت مي‌گيرد زيرا اوست كه تعيين مي‌كند از ميان كدام جايگزين‌ها بايد انتخاب صورت گيرد يا چه جايگزين‌هايي بايد اولويت‌بندي شود

 مرحله دوم، سنجه ها در يك ماتريس قرار گرفته و سپس تعيين اهميت (وزن) معيار ها و زير معيار ها مي باشد. دو به دو  آنها رابا هم مقايسه مي كنيم، سپس بااستفاده از روش مرفال كردن تمام سنجه ها هم وزن مي شوند.

وضعيت مقايسه ها	وزن يا ارزش
يكسان	1
يكسان تا نسبتا بيشتر	2
نسبتا بيشتر يا ضعيف	3
نسبتا بيشتر تا بيشتر	4
بيشتر يا قوي	5
بيشتر تا خيلي بيشتر	6
خيلي بيشتر يا خيلي قوي	7
خيلي بيشتر تا خيلي ، خيلي بيشتر	8
صد در صد مرجع	9

 مقياس مقايسه زوجي ها

 وزن هر فاکتور نشان دهنده اهمیت و ارزش آن نسبت به فاکتورهای دیگر در عملیات تعیین مکان است . بنابرین انتخاب آگاهانه و صحیح وزنها کمک بزرگی در جهت تعیین هدف مورد نظر می نماید .

عملیات وزن دهی فاکتورها به سه روش ذیل قابل انجام است .

 1). استفاده از دانش کارشناسی

     در این روش با استفاده از تجربه و دانش کارشناسان متخصص در زمینه کاربرد مورد نظر وبا در نظر گرفتن خصوصیات محدوده مطالعاتی ، فاکتورهای مناسب تعیین و وزن دهی میشوند . از مزایای این روش ساده ومستند بودن آن است . اما این روش دارای معایبی مانند ، احتمال اشتباه نمودن کارشناس در تعیین وزن  و مشکل استاندارد سازی واحدهای اندازه گیری ذهنی آنها ، می باشد .

 2). استفاده از دانش داده ای

دانش داده ای متکی بر اطلاعات موجود در مورد جواب مساله می باشد . در دانش داده ای با استفاده از جوابهای موجود در مساله مکانیابی و محاسبه میزان وابستگی هر یک از فاکتورها به جواب ، می توان وزن مربوط به هر فاکتور را تعیین نمود . در این روش احتمال به وجود آمدن اشتباه  کمتر است ولی درستی عملکرد آن بستگی به میزان صحت و دقت جوابهای اولیه موجود دارد .

 3). استفاده از دانش کارشناسی  و داده ای به صورت توام

در این روش با توجه به نتایج حاصل از دانش و تجربیات  کارشناسان  و استفاده از اطلاعات موجود ، به هر یک از فاکتورها وزن تعلق می گیرد . بدین نحو که ابتدا  وزنها از طریق دانش کارشناسی و داده ای به صورت مجزا محاسبه می شوند  سپس  وزن مطلوب با مقایسه مقادیر به دست آمده تعیین می گردد. در نتیجه احتمال وقوع اشتباه کاهش یافته  و وزنها به واقعیت نزدیکتر خواهند شد

مکانیابی با استفاده از GIS

 مکانیابی در سطح شهر يكي از تصميمات پايداري براي انجام يك طرح گسترده است كه نيازمند تحقيق در مكان از ديدگاه  هاي مختلف مي باشد از آنجا كه مكان يابي نياز به اطلاعات و اهميت زيادي دارد ، حجم بزرگي از اطلاعات جزئي براي معرفي مكانهاي مختلف بايد جمع آوري ، تركيب و تجزيه و تحليل شوند تا ارزيابي صحيحي از عواملي كه ممكن است در انتخاب تأثير داشته باشند صورت پذيرد. بنا بر اين درمقياس شهر مكان يابي فعاليتي است كه قابليت ها و توانايي هاي يك منطقه را از لحاظ وجود زمين مناسب و كافي و ارتباط آن با ساير كاربري هاي شهر براي انتخاب مكاني مناسب براي كاربري خاص مورد تجزيه و تحليل قرار مي دهد(كريمي، 9:1382)

 قابليت ها و توان هاي يك مكان با توجه به اين كه براي چه مفاهيمي در نظر گرفته شود متفاوت خواهد بود، بنا بر اين بسته به نوع كاركرد مورد نظر بايد شاخص ها با  معيارهايي تلفيق شود تا توان مكان با توجه به آن مورد بررسي قرار گيرد.

 اين شاخص ها و معيار ها نسبت به نوع كاربرد متفاوت هستند اما  همه آنها در جهت انتخاب مكان مناسب همسو مي شوند ؛ استفاده از اين شاخص ها نياز به داشتن اطلاعات صحيح و كامل  از مكان دارد و دستيابي به اطلاعات نيازمند تحقيقات گسترده و جامع مي باشد. بطور كلي مكان يابي فعاليتي است كه استعداد هاي فضايي و غير فضايي يك سرزمين را شناسايي كرده وامكان انتخاب مكان مناسب براي كاربري  خاص را فراهم مي اورد.

 مدل بولين

در مدل بولين ( دو دويي) تركيب منطقي ارزش نقشه بصورت ‹‹ بلي›› و ‹‹ خير›› مي باشد. به عبارت ديگر در اين مدل، عضويت در يك مجموعه بصورت يك ( عضويت ) و صفر ( عدم عضويت) بيان مي شود، نه بصورت احتمال و امكان.جبر بولي از اپراتورها ي AND,OR,XOR,NOT  براي ديدن اينكه آيا شرط مخصوص درست است يا غلط استفاده مي كند .حاصل عمل منطقي AND, بر روي چند نقشه معادل عمل ضرب آن نقشه ها مي باشد. عمل منطق OR بر روي دو نقشه ياد شده را مي توان از طريق عمل رياضي جمع به نتيجه رساند.

بطور كلي در انتخاب يك مكان براي يك فعاليت خاص مي توان به وسيله اين مدل مكانيابي كرد كه در اين مدل انتخاب يك مكان يا مناسب(يك) يا نامناسب(صفر) و حالتي غير از اين را نمي توان متصورشد .

مثال  . . . . . . . اگر معیار ارزشیابی برای مکانیابی برای احداث یک مدرسه جدید تراکم جمعیتی و فاصله از مدارس موجود در نظر بگیریم ، بر این اساس از منطقه مورد مطالعه  نیاز به دو نقشه خواهیم داشت .

 1-     نقشه تراکم جمعیتی منطقه مورد مطالعه ( ساختار نقشه رستر)

2-     نقشه فاصله از مدارس موجود ( ساختار نقشه رستر)

 در نقشه فاصله از مدارس موجود کلیه محدودهایی ( پیکسلها) که فاصله کمتر از دو کیلومتر دارند بعنوان مناطق ( پیکسلهای ) نامناسب  و ارزش برابر با صفر دریافت خواهند کرد و مناطقی که  در فاصله بیشتر از دو کیلومتری  قرار دارند بعنوان پیکسلهای مناسب و ارزش برابر یک دریافت خواهند کرد.

و درمورد تراکم جمعیتی هم پیکسلهای که در مناطق پر تراکم قرار گرفته اند بعنوان پیکسلهای مناسب(1) و محدوده های که نشان دهنده تراکم کمتری از جمعیت باشند پیکسلهای آن محدوده ارزشی برابر با صفر یا نامناسب  دریافت خواهند کرد .

 پس دارای دو نقشه با ساختار پیکسلی هستیم  که پیکسلهای انها دارای ارزشهایی (0-1) خواهند بود   

لایه	نقشه	معیار	ارزش
جمعیت	تراکم جمعیتی	پر تراکم	1	مناسب
		کم تراکم	0	نامناسب
مدارس موجود	فاصله از مدارس موجود	بیشتر از دو کیلومتر	1	مناسب
		کمتر از دو کیلومتر	0	نامناسب

 در مرحله بعدی با استفاده ار توابع منطقی AND – OR – NOT …  این دو نقشه با هم ترکیب خواهند شد نتیجه  نقشه خروجی مثال فوق  نقشه ای با شرایط زیر خواهد بود

 Output = ( School < 2000m ) AND (Density < x )

 بر اساس قاعده فوق در نتیجه تر کیب لایه های ، پیکسلهایی انتخاب میشوند که ارزشهای آن برابر با یک یا (مناسب ) باشند .

 به همین ترتیب می توان تمام معیارها ی مورد نظر در انتخاب یک مکان یا فعالیت را به صورت نقشه ای که محدوده مناسب و نامناسب را نشان می دهند تهیه کرد و با استفاده از توابع  منطقی و همپوشانی اشتراکی یا اجتماعی ، محدوده ای را مشخص نمود که بر اساس جمیع معیارها ، برای فعالیت مورد نظر مناسب باشد .

مثال ذکر شده یکی از ساده ترین روشهای مکانیابی محسوب میشود که هم دارای معایب و هم دارای مزایایی می باشد . بنابرین نیاز هست تا سایر مدلهای رایج در مکانیابی(تحلیل سلسله مراتبی AHP -همپوشانی شاخص - منطق فازی و ....) مورد بررسی و مطالعه قرار بگیره وبا مقایسه کردن آنها مدل مناسب را جهت حل مسئله انتخاب نماییم .البته باید توجه کرد انتخاب مدل بستگی به سناریو اولیه و پیچیدگی مسئله داره . 

WEB GIS چیست؟

با پیشرفت علوم و پیچیدگی و حجم بالایی از اطلاعات مواجه هستیم که GIS  یکی از راه حل های آسان سازی این پیچیدگی ها  می باشد. یکپارچه سازی این داده ها و در دسترس قرار دادن آن ها برای اقشار مختلف جامعه نیازمند تکنولوژی جدیدی است با نام WebGIS. این تکنولوژی به ما اجازه دسترسی به منابع عظیمی از داده های مکانی و توصیفی را در کمترین زمان با کمترین هزینه و در هر مکانی برآورده می سازد . قصد داریم روش جامعی برای پیاده سازی این پروژه ارایه کنیم که قابل گسترش برای هر منطقه - شهر - استان - کشور و مناطق وسیع تری باشد. با نرم افزارهاي روميزي GIS  ، استفاده كننده معمولا" نياز دارد كه نرم افزار را بخرد و ياد بگيرد كه چگونه از ابزار عمومي نرم افزارهاي GIS براي بارگذاري داده ها ،‌تغيير ، پرسش و پاسخ  و ديگر آناليز ها استفاده كند. در حاليكه با استفاده از اينترنت مي توان در يك مرورگر ساده بدون نياز به نصب نرم افزار هاي GIS ،‌با داده ها كار كرد و آناليز توابع مورد نياز را بكار برد. در واقع مي توان گفت  WEB GIS  از سيستمي متشكل شده است كه  در يك طرف آن SERVER واطلاعات توصيفي و مكاني وجود دارد كه با استفاده از نرم افزار هاي  مانند ARC GIS SERVER   ارتباط بين SERVER  ،‌ ARC GIS و Browser هاي اينترنتي  را برقرار ميسازد.كه با اين وجود مي توان گفت در طرف ديگر سيستم WEB GIS كاربران قرار دارند كه با استفاده از Browser هاي اينترنتي ميتوانند به سيستم متصل شوند.

شهر الكترونيك چیست:

شهر الكترونيك عبارت از شهري است كه اداره امور شهروندان شامل خدمات و سرويسهاس دولتي و سازمانهاي بخش خصوصي بصورت برخط (online) و بطور شبانه‌روزي، در هفت روز هفته با كيفيت و ضريب ايمني بالا با استفاده از ابزار فناوري اطلاعات و ارتباطات و كاربردهاي آن انجام مي‌شود. شهر الكترونيك ما را از دنياي يك بعدي كه شهرهاي سنتي و امروزي ما هستند، به دنياي دو بعدي مي‌برد كه دستاورد فناوري‌هاي نوين اطلاعات و ارتباطات دنياي اينترنتي مي‌باشند. توجه كنيم كه فناوري‌ها همچنان به سرعت توسعه مي‌يابند و بزودي دنياي سه بعدي را عرضه مي‌كنند كه در آن‌صورت، ما شاهد شهرهاي مجازي سه بعدي خواهيم بود كه حتي تصور آن برايمان سخت است

اجراي شهر الكترونيك در چند مرحله انجام مي‌شود، مراحل پيدايش، ا رتقاء، تعامل، تراكنش و يكپارچه‌سازي پنج مرحله توسعه اينگونه شهرها مي‌توانند باشند. در اجراي شهر الكترونيكي بايد به ارايه سبك زندگي الكترونيك و در خور عصر توجه داشت و بايد توجه كرد كه سبك زندگي سنتي براي جامعه اطلاعاتي، تضادها و نابهنجاري‌هاي خاصي را به دنبال خواهد داشت. بنابراين يك الگوي مناسب زندگي با توجه به شرايط فرهنگي و اجتماعي جامعه مورد نظر و مناسب در جامعه اطلاعاتي، يكي از برنامه‌هاي شهرهاي الكترونيك است. توسعه شهرهاي الكترونيك، دستاوردهاي بسياري را براي شهروندان، سازمان‌هاي شهري و ديگر ذينفعان شهر به همراه داشته است. بعضي از فعاليتهاي شهرهاي الكترونيكي عبارتند از:
1. فعاليت‌هاي بانكي: مثل پرداخت قبوض، برداشت پول از حساب، انتقال پول و غيره
2. فعاليت‌هاي اداري: مثل ثبت اسناد و املاك، درخواست پاسپورت و امثال آن
3. فعاليت‌هاي تجاري: مثل خريد و فروش كالا، موسيقي، فيلم و مواد غذايي
4. فعاليت‌هاي تفريحي: مثل بازيهاي رايانه‌اي، بازديد از موزه‌ها و پارك‌ها
5. كسب اطلاعات: اخبار، روزنامه‌ها، نشريات، وضعيت آب‌و‌هوا، ترافيك شهري، ساعات پرواز هواپيماها و...
6. فعاليت‌هاي علمي: تحقيق در مورد پروژه‌ها، يافتن مقاله‌ها، دسترسي به منابع معتبر، كتابخانه‌‌ها و كتاب‌ها و تاليفات جديد
7. فعاليت‌هاي آموزشي: مدرسه، دانشگاه و ساير آموزشگاه‌ها
8. فعاليت‌هاي سياسي: شركت در انتخابات، اعلام‌‌ نظر ‌‌به مجلس و بخشهاي سياسي باز
9. فعاليت‌هاي مسافرتي: رزرو بليط سفر، رزرو هتل و كرايه اتومبيل
10. كاريابي و درخواست كار: آگاهي يافتن از فرصت‌هاي كاري، پر‌‌كردن فرم درخواست كار، ارسال و گرفتن نتيجه.
11. فعاليت‌هاي درماني: مراجعه به پزشك، دريافت دستورالعمل‌‌هاي ايمني و اطلاع از تازه‌هاي پزشكي
12. فعاليت‌هاي تصميم‌گيري: بهترين و‌ ‌خلوت‌ترين مسير در شهر براي رسيدن به مقصد، بهترين رستوران براي صرف غذا، بهترين اماكن تفريحي و ساير بهترين‌ها
مطمئن هستم در صورتي كه در كشور برنامه‌ريزيها بر اساس اولويتهاي جهاني و واقعيتهاي موجود جهان كه حركت بسوي جامعه اطلاعاتي است انجام شود، اجراي شهر الكترونيك در اولويت قرار مي‌گيرد