VIII Ogólnopolska konferencja "GIS w Nauce"

Problem zmiennych jednostek odniesienia (MAUP) w badaniach pokrycia terenu

Marta Nalej

Wydział Nauk Geograficznych, Uniwersytet Łódzki

Pokrycie terenu jest przedmiotem badań ilościowych w dużej skali przestrzennej. Sprzyja temu rozwój technik teledetekcyjnych, pozwalających na pozyskanie danych o pokryciu terenu z różnych źródeł oraz Systemów Informacji Geograficznej (GIS) ułatwiających ich przetwarzanie. Dane o pokryciu terenu agregowane są w jednostkach przestrzennych o różnych kształtach i rozmiarze lub pozyskiwane w określonych skalach. Może to mieć wpływ na wyniki analiz geostatystycznych realizowanych na tych danych, co w literaturze definiowane jest jako ModifiableAreal Unit Problem – MAUP.

Celem pracy było zbadanie wpływu MAUP na badania pokrycia terenu. Zakres przestrzenny badań wyznacza Łódzki Obszar Metropolitalny (ŁOM). Na podstawie danych w skali 1:10 000 i 1:100 000 przeprowadzono charakterystykę pokrycia terenu ŁOM. Uzyskane wyniki wykazały, że w zależności od przyjętej skali danych występuje różna liczba typów pokrycia terenu, różna liczba płatów pokrycia terenu i różnice udziałów procentowych każdego typu pokrycia terenu w powierzchni obszaru badań. Wyniki wskazują również, że wpływ MAUP związany ze zmianą skali danych jest najsilniejszy dla typów pokrycia terenu, których udział procentowy w powierzchni ŁOM jest niewielki. Wykonano również badanie rozkładu przestrzennego poszczególnych typów pokrycia terenu dla danych w skali 1:10 000 i 1:100 0000. Użyto metody badania koncentracji przestrzennej opartej na krzywej Lorenza. Zastosowano 224 rodzaje przestrzennych jednostek o różnej powierzchni i różnego kształtu: kwadraty, heksagony, jednostki podziału kraju do celów ewidencyjnych, koncentryczne strefy – bufory. Uzyskano 4256 wartości współczynnika koncentracji i map koncentracji.

Uzyskane wartości współczynnika koncentracji poszczególnych typów pokrycia terenu różnią się w zależności od skali danych i zastosowanych jednostek odniesienia. Dla kwadratów i heksagonów największą zmiennością uzyskanych wartości współczynnika koncentracji ze względu na zmianę powierzchni jednostki odniesienia dla danych w skali 1:10 000 charakteryzują się wody, dla danych w skali 1:100 000 lasy, zadrzewienia i krzewy. Dla danych w obu badanych skalach, dla prawie wszystkich typów pokrycia terenu dla kwadratów i heksagonów wraz ze zwiększaniem ich powierzchni następował spadek wartości współczynników koncentracji. Wyjątek stanowią tereny rolne i trawiaste. Natomiast niewielkie były różnice wartości współczynnika K obliczone dla poszczególnych typów pokrycia w kwadratach i heksagonach o podobnej powierzchni.

Dla jednostek podziału kraju do celów ewidencyjnych dla wszystkich typów pokrycia terenu dla danych w skali 1:10 000 w obrębach ewidencyjnych i w jednostkach ewidencyjnych uzyskano niższe wartości współczynnika koncentracji niż dla danych w skali 1:100 000. Dla danych w obu skalach dla prawie wszystkich typów pokrycia terenu wartości współczynnika koncentracji były wyższe dla obrębów ewidencyjnych niż dla jednostek ewidencyjnych. Wyjątek stanowią tereny rolne i trawiaste. Dla buforów największą zmienność współczynnik K pod wpływem zmiany szerokości buforów odnotowano dla wyrobisk, zwałowisk i terenów składowania odpadów dla danych w skali 1:10 000 dla buforów utworzonych od centroidu ŁOM oraz dla terenów podmokłych dla danych w skali 1:100 000 dla buforów utworzonych od punktów głównych miast ŁOM. Natomiast największa zmienność współczynnika koncentracji spowodowana zmianą kształtu bufora występowała dla terenów komunikacyjnych w buforach o szerokości 2 km i 3 km. Dla prawie wszystkich typów pokrycia terenu i rodzajów buforów dla danych w obu skalach wzrost szerokości bufora powodował spadek wartości współczynnika koncentracji. Jedynie dla terenów rolnych i trawiastych oraz lasów, zadrzewień, krzewów dla danych w obu skalach i zabudowy w skali 1:10 000 dla buforów utworzonych od centroidu Łodzi występował wzrost wartości współczynnika koncentracji wraz ze wzrostem szerokości zastosowanych buforów.

Zmiana skali danych i rodzaju jednostek odniesienia wpływa też na rozkład przestrzenny koncentracji poszczególnych typów pokrycia terenu. Różnice w wyglądzie wybranych map koncentracji przedstawiających jednostki odniesienia tego samego rodzaju dla danych w różnej skali są bardziej widoczne dla typów pokrycia terenu o mniejszych udziałach procentowych w powierzchni Łódzkiego Obszaru Metropolitalnego i nielicznych, małych pod względem powierzchni płatach pokrycia terenu. Należą do nich wyrobiska, zwałowiska i tereny składowania odpadów, tereny podmokłe oraz wody.