پدیده موردبررسی، بسیار حائز اهمیت بوده و در بسیاری از مطالعات انجام شده از لایه‌ها و داده‌های مختلف جهت انجام تحلیل‌ها استفاده‌شده است. بنابراین با توجه به اهمیت رابطه و تأثیر متقابل هر یک از عناصر سیستم بر یکدیگر، نیاز به یک پایگاه اطلاعاتی و تحلیلهای فضایی و همچنین بررسی ویژگی مدلها، مشخص گردید که “مدل تحلیل لایههای اطلاعاتی” به بهترین شکل ممکن با نیازهای پژوهشی همخوانی داشته و میتواند پاسخگویی اهداف پژوهش حاضر باشد.
جدول شماره 1-2: مدلهای مکانیابی، ویژگیها و محدودیت‌ها
محدودیت
ویژگی
نام شخص و سال
نام مدل
– تکنولوژی و ارتباطات سطح پایین
– کمینه کردن مجموع فاصله‌های وزن‌دار نقطه‌ای
– حداکثر سود
وبر 1909 م.
مکان مرکزی
فون تونن 1826 م.
– عدم وجود پایه نظری منطقی
– مشکلات مربوط به تابع مسافت
– وجود مشکلات مربوط به منطقه بندی
– وجود مشکلات مربوط به تنظیم و کالیبره کردن آنها
– فعل‌وانفعال بین دو منطقه یا ابعاد، میزان جمعیت، میزان مصرف و… متناسب است و با تابع فاصله آنها (زمان سفر و…) رابطه عکس دارد.
جان تینبرگن (برگرفته از مدل جاذبه نیوتن) 1962 م.
جاذبه
ویلسون 1969 م.
– نیاز به اطلاعاتی در رابطه با جمعیت؛ جمعیت شاغل، شاغلان در بخش اقتصاد پایه، پخش خدمات و صنعت
– ابعاد کاربری زمین، وابسته به رابطه اشتغال پایه و غیر پایه در یک ناحیه
– فعالیت‌های اقتصادی جمعیت و کاربری اراضی شهری، به‌عنوان شاخصه‌های اصلی
– پیش‌بینی تحولات شهر با توصیف سه عنصر جمعیت، اشتغال و شبکه حمل‌ونقل
فیلیپ لاری 1964 م.
لاری
-مبانی نظری پیچیده
-محاسبات پیچیده به‌ویژه محاسبه ماتریس مقصد- فاصله
-عدم برتری فاحش نسبت به مدل جاذبه علیرغم محاسبات پیچیده
-عدم وجود نرم‌افزار مناسب این مدل
توجه برآورده شدن اهداف سفر
عدم در نظر گرفتن فاصله به‌عنوان مفهوم اصلی( برخلاف مدل جاذبه
تحلیل فضایی مسائل
ساموئل استوفر 1940 م.
مدل فرصت میانی
اشنایدر 1959 م.
-دسترسی به مراکز اشتغال به-عامل اصلی در تعیین مکان جمعیت
-تمرکز بر روی توزیع جریان‌ها و نه افراد
پیش‌بینی مکان جمعیت
هنسن 1959 م.
هنسن
– هزینه بالای تهیه DBMS
– هزینه بالای به‌روزرسانی نقشهها
– خطر تمرکز داده‌ها در DBMS
– پیچیدگی افزونگی
– هزینه بالای اجرا
– وابستگی
– بالا بودن بهره‌وری در به‌کارگیری نقشهها و اطلاعات جغرافیایی
– توانایی تحلیل فضایی و آنالیزهای مکانی
– توانایی ادغام اطلاعات
– سرعت بالا و هزینه نسبتاً پایین بازیابی اطلاعات
– کنترل افزودگی داده‌ها
CGIS کانادا 1970 م.
تحلیل لایههای اطلاعاتی
(بهرامپور،33:1388 و 34)
3-10-1- مدلهای مکانیابی در محیط GIS
– مدل دایره‌ای یا شعاعی
این روش در GIS از طریق تجزیه و تحلیل ایجاد حریم قابل پیاده می‌باشد. اما این مدل دارای دو ایراد می‌باشد: اول اینکه در این مدل فرض می‌شود که متقاضیان به طور یکنواخت در تمام مسیرها توزیع یافته‌اند و دوم اینکه فرض بر این است که جاده‌ها به طور یکنواخت در تمام مسیرها مناسب می‌باشند.
در واقع هر دو فرض به ندرت واقعیت پیدا می‌کنند. مدل مرکز جاذبه نیز در صورتی که مرکز ثقل شبکه را در نظر نگیرد و به عبارت دیگر، فقط سطح جاذبه را پیدا کند، همین ایرادها را خواهد داشت (Lee et al., 1991).
تجزیه و تحلیل سطوح خدماتی با استفاده از تابع نزدیکی یا بافرینگ
نزدیکی معیاری در مورد فاصله بین عوارض است. این معیار معمولا با واحد طول اندازه‌گیری می‌شود. اما با واحدهای دیگر نظیر زمان سفر و غیره نیز میتواند اندازه‌گیری شود. برای اندازه‌گیری نزدیکی چهار معیار باید مشخص گردند:
1) موقعیت هدف (مثلا یک جاده، اسکله)، 2) یک واحد اندازه‌گیری (مثل فاصله به متر و زمان به دقیقه)، 3) تابعی برای محاسبه میزان نزدیکی (مثل فاصله به خط مستقیم و یا زمان سفر) و 4) منطقه مورد مطالعه.
تجزیه و تحلیلهای پیچیده‌تر مربوط به نزدیکی ممکن است نیاز به محاسبه مقادیر مربوط به مقدار زیادی نقطه داشته باشند و همچنین ممکن است شامل عملیات انطباق لایههای مختلف باشد (آرانوف، 1375).
تجزیه و تحلیل سطوح خدماتی با استفاده از چندضلعی‌های تیسن
پولیگون‌های تیسن یا ورونی تعریف کننده مناطق منحصر به فرد نفوذ و یا تاثیر در اطراف مجموعه‌ای از نقاط می‌باشد. داده‌های حاصل از اندازه‌گیری میزان باران معمولا از این طریق تجزیه و تحلیل می‌شوند. این روش در واقع روشی است برای ایجاد چندضلعی‌ها از روی نقاط، به فرض اینکه بهترین اطلاعات برای مکان‌هایی که در آنها مشاهداتی وجود ندارند، مقدار نزدیکترین نقطه مشاهده شده به آن داده می‌شود.
به دست آوردن اطلاعات مربوط به سطوح خدماتی هر مرکز مشکل می‌باشد که برای حل این مشکل می‌توان از پولیگون‌های تیسن استفاده کرد، تا اینکه محدوده‌های هر پلیگون به طور دقیق در وسط مرکز خدماتی بیفتند و تعیین مرز برای دو مرکز خدماتی کار راحتی می‌باشد.
اما موقعی که مراکز خدماتی زیاد شوند، تعیین مرز سطوح خدماتی مابین مراکز کار مشکلی می‌باشد. پلیگون‌های تیسن برای نشان دادن مناطقی که مصرف کنندگان بایستی فواصل غیرضروری را بپیمایند، مفید می‌باشد. این پلیگون‌ها برآورد سطوح خدماتی را فقط مبتنی بر فرض فاصله مساوی مابین مراکز خدماتی ارائه می‌دهند.
عیب این مدل نیز در این است که موانع منطقی از قبیل رودها و غیره را در نظر نمی‌گیرد. مزیت این مدل در این است که بر خلاف مدل حریم‌سازی، سطوح خدماتی ایجاد شده، همپوشی ندارند (آرانوف، 1375).
تجزیه و تحلیل سطوح خدماتی با استفاده از عملیات همسایگی
عملیات همسایگی مشخصات منطقی که یک موقعیت خاص را در بر گرفته‌اند، ارزیابی می‌نمایند. هر نوع عملیات همسایگی حداقل نیاز به مشخصات سه پارامتر اساسی دارد:
1) یک یا چند موقعیت به عنوان هدف، 2) مشخصاتی از همسایگی هر یک از هدف‌ها، 3) تابعی که بر روی عناصر داخل آن همسایگی عمل نماید (همان، 1375).
عملیات همپوشی لایه‌ها
عملیات انطباق و یا همپوشی لایه‌ها به صورت منطقی و حسابی قسمتی از تمام بسته‌های نرم‌افزاری GIS می‌باشد. انطباق ریاضی شامل عملیاتی نظیر جمع، تفریق، تقسیم و ضرب مقادیر موجود در یکی از داده‌ها با مقادیر مربوط در لایه دیگری می‌باشد. انطباق منطقی شامل یافتن آن مناطق است که در آن مجموعه‌ای از شرایط صادق باشد (همان، 1375).
قابلیت دسترسی
قابلیت دسترسی در همه سطوح محلی، شهری، منطقه‌ای، ملی و فراملی اهمیت بسیار دارد. مفهوم کلی دسترسی به سادگی قابل فهم است. قابلیت دسترسی در ساخت و سازها به فاصله و زمان مربوط می‌شود. عامل فاصله به صورت هزینه سفر، مصرف سوخت و غیره بازتاب می‌یابد. هر چه فاصله بیشتر باشد، زمان رسیدن به مقصد بیشتر است و در نتیجه هزینه‌ها نیز بیشتر می‌شود. افزایش هر دو عامل یعنی (فاصله و زمان) به معنی دسترسی نامناسب و کاهش آن دو به معنی دسترسی مناسب است (سعیدنیا، 1379). میزان قابلیت دسترسی تحت تاثیر دو عنصر می‌باشد: عنصر حمل و نقل و فعالیت (انگیزه و جذب). عنصر حمل و نقل منعکس کننده سهولت سفر بین نقاط موجود در فضا می‌باشد و از طریق نقش و کیفیت خدمات ارائه شده با سیستم حمل و نقل تعیین می‌شود و با فاصله سفر، هزینه سفر و زمان سفر اندازه‌گیری می‌شود و عنصر فعالیت منعکس کننده توزیع فضایی فعالیت‌ها می باشد.
این توزیع از طریق میزان و موقعیت فعالیت‌های مختلف مشخص می‌شود. عنصر فعالیت، قابلیت جذب یک مقصد سفر نامیده می‌شود. سه نوع اندازه قابلیت دسترسی وجود دارد: 1) اندازه‌های فرصت‌های تجمعی، اندازه‌های مبتنی بر جاذبه و اندازه‌های مبتنی بر صنایع همگانی. هر سه نوع اندازه به عنصر حمل و نقل و عنصر فعالیت توجه می‌کنند.
ساده‌ترین اندازه قابلیت دسترسی، فرصت‌های تجمعی می‌باشد. این میزان قابلیت دسترسی، تعداد فرصت‌های حاصله در یک زمان سفر و یا فاسله سفر مورد نظر را محاسبه می‌کند. از آنجایی که تمام مقصدهای بالقوه به طور مساوی و بدون توجه به تفاوت‌های موجود در زمان سفر، وزن دهی می‌شوند، این نوع اندازه قابلیت دسترسی بر تعداد مقصدها و فرصت‌های بالقوه تاکید می‌کند نه بر فاصله آنها. دسته پیچیده‌تری از اندازه‌های قابلیت دسترسی، اندازه‌های مبتنی بر وزن می‌باشد و بدین خاطر مبتنی بر وزن گفته می‌شود که از تقسیم مدل جاذبه بر توزیع سفر حاصل می‌شود.
مدل تخصیص – مکانیابی
مدل‌سازی تخصیص – مکانیابی جدید نبوده، تحقیق در زمینه نظری این مفهوم در طول دهه‌ی 1960-1970 به خاطر پیشرفت در علوم رایانه‌ای صورت گرفت. تخصیص برنامه‌ای در محیط شبکه است که تحلیلهای اختصاص منابع را انجام می‌دهد. این برنامه نزدیکترین مرکز را برای هر اتصال در شبکه پیدا می‌کند. تخصیص این امکان را فراهم می‌سازد که مدلی برای چگونگی توزیع میان مراکز مختلف و خطوط اطراف آنها به وجود آورد. هر مرکز دارای ظرفیتی برای منبعی خاص می‌باشد. مدل‌سازی تخصیص مبتنی بر این فرض است که منطقه پیرامون یک مرکز به صورت شبکه‌ای از عوارض خطی می‌باشند.
این عوارض خطی، موقعیت مسیرهای حمل و نقل را شناسایی کرده و مشخص کردن می‌سازند که حمل و نقل منابع بر روی مسیرهای از پیش تعریف شده صورت می‌گیرد. تخصیص منابع تا زمان رسیدن به حداکثر مقاومت به حرکت یا رسیدن به ظرفیت هر مرکز و به صورت تجمعی از اتصال‌های اختصاصی یافته به هر مرکز ادامه می‌یابد. مدلهای تخصیص – مکانیابی برای یافتن موقعیت بهینه‌ی مراکز خدماتی که به تمام کاربران به بهترین وجه قابل دسترس باشد، توسعه یافته‌اند. این مدلها ارتباط بین خدمات بالقوه و استفاده کنندگان مشخص شده برای آن (تخصیص) را بهینه می‌سازد. خانواده مدلهای تخصیص و مکانیابی متشکل از سه نوع مدل اصلی به سه مدل فرعی یعنی در مجموع شامل شش مدل می‌باشد که هر کدام برای بهینه‌سازی موقعیت مراکز خدماتی بر مبنای یک معیار طراحی شده‌اند. بهینه‌سازی ممکن است که ارتباط با به حداقل رساندن میزان مسافت پیموده شده، به حداکثر رساندن تعداد متقاضیان و یا توسعه منطقه‌ی خدماتی مشخص شده باشد. مدلهای تخصیص – مکانیابی به صورت زیر می‌باشند:
1- مدل حداقل فاصله
2- مدل حداکثر تراکم
3- مدل حداقل فاصله توان‌دار
4- مدل حداقل فاصله (دارای محدودیت)
5- مدل حداکثر پوشش
6- مدل حداکثر پوشش (دارای محدودیت).
مدل حداقل فاصله
در این مدل هدف به حداقل رساندن هزینه‌های حمل و نقل می‌باشد. موقعیت مراکز خدماتی بایستی به گونه‌ای تعیین شود که مجموع فواصل وزنی طی شده، به حداقل برسد. برای این منظور بایستی از مدل حداقل فاصله استفاده کرد. محدودیت‌های اعمال شده در این مدل به صورت زیر می‌باشند:
فقط تعداد خاصی از تسهیلات، P، مکانیابی خواهند شد.
هر گره تقاضا به نزدیکترین مرکز خدماتی، سفر خواهند کرد.
در این مدل مراکز خدماتی در مرکز وزن‌دار که در آن اکثریت نقاط تقاضا تمایل دارند به جایی بروند که وزن بالایی را دارا می‌باشند، واقع می‌شوند. در این مدل مرکز خدماتی در جایی واقع می‌شود که مرکز اکثریت نقاط تقاضا یا به عبارت دیگر موقعیت میانه می‌باشد. این مدل میتواند برای یافتن موقعیت بهینه‌ی یکسری از مرکز خدماتی به کار برده شود و در ادبیات تخصیص – مکانیابی، از این مدل به نام مسئله نام می‌برند که در آن مقدار P، تعداد مراکزی است که مکانیابی خواهند شد. این مدل اغلب در مسائل بخش خصوصی به کار برده می‌شود که در آن هدف به حداقل رساندن هزینه‌های حمل و نقل می‌باشد.
مدل حداکثر تراکم
این مدل برای تعیین مکان مراکز خدماتی در نزدیکی در مراکز جمعیتی به کار برده می‌شود. در این مدل تراکم مشتری نشبت به کاهش تعداد مشتریان در اولویت قرار می‌گیرد. این مدل در جستجوی تراکم مطلوب متقاضیان در یک شعاع مورد نظر می‌باشد.
برای انجام چنین کاری، مدل فرض می‌کند که فرصت ارتباط متقابل بین مراکز خدماتی و متقاضیان به صورت خطی با افزایش فاصله کاهش می‌یابد:
محدودیت‌های موجود در این مدل به صورت می‌باشد:
فقط تعداد خاصی از مراکز، P، مکانیابی خواهند شد.
هر نقطه تقاضا
