|
УДК 502:911.2; 504.54:911.52; 519.876Рейтинг кустарников в городе по лучшему кварталу
Кудряшова А. И., ассистент
Поволжский государственный технологический университет, Россия |
Картографическими измерениями в ГИС "Карта 2011" г. Йошкар-Ола была выделена "Зона застройки многоэтажными жилыми домами". Рассмот-рены параметры кустарников: площадь и периметр, коэффициенты абсолют-ной и относительной формы. Получены уравнения ранговых распределений, проведен рейтинг и выбран лучший кустарник на кадастровом квартале.
Введение. Зеленые насаждения [1-3] являются главными ка-дастровыми элементами городской застройки. Поэтому в любом городе расти-тельности должно быть больше по периметру и площади. В связи с этим по па-раметрам растительного покрова и его элементов можно, даже без математиче-ского моделирования, составить рейтинги для выявления лучшего по экологи-ческим свойствам кадастрового квартала, газона и клумб, кустарника и древес-ного насаждения. В итоге эти рейтинги растительности будут полезны город-ским службам для повышения качества отстающих кадастровых кварталов [4-6].
На основе предлагаемых рейтингов можно разработать систему сти-мулирования администрацией городского округа и комитетом экологии и при-родопользования управляющей компании ЖКХ. Отстающие в озеленении го-рода управляющей компании будут осознано повышать параметры элементов растительности. Аналогичные рейтинги по коэффициенту коррелятивной ва-риации (чем больше, тем лучше) можно проводить и среди городов.
Но лучше всего проводить факторный анализ на основе математиче-ских закономерностей между различными параметрами сложившейся город-ской среды. Многие средовые решения города разрабатываются ныне больше на уровне искусства, интуиции и опыта специалистов. Статистические модели бинарных отношений позволяют принимать осознанные средовые решения по коэффициенту корреляции.
Исходные данные по городу Йошкар-Ола даны в таблице 1.
В ней приведены измеренные и расчетные данные по следующим па-раметрам элементов в виде кустарников:
P - периметр кадастрового квартала, м;
S - площадь кадастрового квартала, м2;
коэффициент абсолютной формы s=S/P;
коэффициент относительной формы объекта γ = 100/S/P2 .
Таблица 1 - Параметры участков с кустарником на лучшем кадастровом квартале
в зоне многоэтажных жилых домов с ранговыми местами |
№ п/п | Параметр древостоя | Параметр формы |
Rp | P, м | Rs | S, м2
| Ras | s, м | Rγ | γ, % |
1 | 115 | 34.0 | 119 | 59.7 | 121 | 1.76 | 69 | 5.1587 |
2 | 54 | 73.1 | 70 | 184.2 | 93 | 2.52 | 111 | 3.4516 |
3 | 125 | 26.9 | 124 | 53.7 | 115 | 2.00 | 0 | 7.4344 |
… | … | … | … | … | … | … | … | … |
139 | 137 | 18.1 | 137 | 19.9 | 136 | 1.10 | 46 | 6.0910 |
140 | 140 | 11.1 | 140 | 7.9 | 140 | 0.71 | 33 | 6.3924 |
141 | 132 | 24.8 | 131 | 36.5 | 129 | 1.47 | 50 | 5.9588 |
Ранговые распределения. Вектор предпорядка предпочти-тельности "лучше &arr; хуже" у всех факторов одинаков: чем больше, тем лучше.
По четырем параметрам кустарников получены уравнения ранговых распределений, расставленные по убыванию адекватности (рис. 1):
| , (1) |
|
| , (2) |
|
| , (3) |
|
| , (4) |
|
Рис. 1 - Графики ранговых распределений кадастровых кварталов по участкам с кустарником |
По сравнению с деревьями в кустарниках поменялись первые два места: наиболее точно получается периметр кустарника, а на втором месте на-ходится площадь земельного участка с кустарником - элементом растительного покрова. При этом все параметры имеют коэффициент корреляции более 0,95.
Рейтинг среди 141 кустарник дается (рис. 2) формулой
| , (5) |
|
Этот показатель важен для иллюстрации и даже количественной оценки правильности ландшафтно-архитектурного оформления городской сре-ды.
Рис. 2 - Графики рейтинга кустарников на лучшем кадаст-ровом квартале |
Рейтинг факторов по рангам. Снова без статистического мо-делирования можно выявить значимость каждого из факторов, а также опреде-лить рейтинг среди 141 кустарник.
Для этого из данных таблицы 1 принимаем только ранги параметров и поставим их в таблицу 2.
Таблица 2 - Ранговые распределения параметров кустарника на лучшем
кадастровом квартале зоны многоэтажных жилых домов города Йошкар-Ола |
№ | Rp | Rs | Ras | Rγ | ∑ R | Iэ |
1 | 115 | 119 | 121 | 69 | 424 | 126 |
2 | 54 | 70 | 93 | 111 | 328 | 93 |
3 | 125 | 124 | 115 | 0 | 364 | 109 |
… | … | … | … | … | … | … |
122 | 7 | 3 | 1 | 88 | 99 | 1 |
… | … | … | … | … | … | … |
139 | 137 | 137 | 136 | 46 | 456 | 138 |
140 | 140 | 140 | 140 | 33 | 453 | 135 |
141 | 132 | 131 | 129 | 50 | 442 | 130 |
∑ R | 9868 | 9869 | 9848 | 9870 | 39455 | - |
Iy | 2 | 3 | 1 | 4 | - | - |
Первое место получил элемент РП в виде кустарника №122. Далее проводим суммирование по всем 141 строке и получаем рейтинг факторов. Как показатель на первом месте оказался коэффициент абсолютной формы наи-меньшего из возможных элементов РП земельного участка с кустарником. Ино-гда полезно также рассмотреть последнее место в рейтинге.
Далее выполним факторный анализ лучшего квартала по кустарнику.
Исходные данные частично даны в таблице 3.
Таблица 3 - Параметры кустарника на лучшем кадастровом кварта-ле |
№ п/п | Параметр древостоя | Параметр формы |
P, м | S, м2 | s, м | γ, % |
1 | 34.0 | 59.7 | 1.76 | 5.1587 |
2 | 73.1 | 184.2 | 2.52 | 3.4516 |
3 | 26.9 | 53.7 | 2.00 | 7.4344 |
… | … | … | … | … |
139 | 18.1 | 19.9 | 1.10 | 6.0910 |
140 | 11.1 | 7.9 | 0.71 | 6.3924 |
141 | 24.8 | 36.5 | 1.47 | 5.9588 |
В таблице 4 приведены коэффициенты корреляции закономерностей у всех ранговых и бинарных распределений.
Таблица 4 - Корреляционная матрица и рейтинг факторов
по детерминированным моделям |
Факторы как объясняющие переменные x | Факторы - показатели y | Сумма коэф. корр. | Рейтинг Iz |
P, м | S, м2 | s, м | γ, % |
Периметр , м | 0,9925 | 0,9704 | 0,8521 | 0,7923 | 3,6073 | 1 |
Площадь , м2 | 0,9729 | 0,9918 | 0,9413 | 0,6619 | 3,5679 | 2 |
Абсол. форма , м | 0,8149 | 0,9061 | 0,9834 | 0,3857 | 3,0901 | 3 |
Относит. форма , % | 0,8038 | 0,6345 | 0,3907 | 0,9694 | 2,7984 | 4 |
Сумма коэфф. коррел. | 3,5841 | 3,5028 | 3,1675 | 2,8093 | 13,0637 | - |
Рейтинг | 1 | 2 | 3 | 4 | - | 0,8165 |
По рейтингу среди влияющих переменных на первом месте оказался периметр участка с кустами, на втором - площадь кустарника.
Затем на третьем месте оказался расчетный коэффициент абсолютной формы, а на четвертом - коэффициент относительной формы.
Как показатель на первом месте находится периметр кустарника, на втором и последующих местах повторяется рейтинг влияющих переменных.
Корреляционная матрица бинаров. Рассмотрим без строк и столбцов рейтинга из таблицы 4 только коэффициенты корреляции биотехни-ческих закономерностей (табл. 5).
Таблица 5 - Корреляционная матрица бинарных отношений факторов |
Факторы как объясняющие переменные x | Факторы - показатели y |
P, м | S, m2 | s, m | γ, % |
Периметр P , м | | 0,9704 | 0,8521 | 0,7923 |
Площадь S, м2 | 0,9729 | | 0,9413 | 0,6619 |
Абсол. форма s , м | 0,8149 | 0,9061 | | 0,3857 |
Относит. форма γ, % | 0,8038 | 0,6345 | 0,3907 | |
alt="Графики рейтинга кустарников на лучшем кадастровом квартале" border=0>
При этом диагональные клетки с адекватностью ранговых распреде-лений исключаем из анализа. В таблице 5 все бинарные связи имею коэффици-ент корреляции более 0,3. Поэтому в корреляционной матрице нет клеток с уровнем адекватности "отсутствие связи".
Из этих уравнений можно выбрать закономерности с допустимым уровнем адекватности по коэффициенту корреляции. Выделим сильные зако-номерности с коэффициентом корреляции r ≥ 0,7 (табл. 6).
Таблица 6 - Корреляционная матрица по сильным бинарным связям при r ≥ 0,7 |
Факторы как объясняющие переменные x | Факторы - показатели y |
P, м | S, m2 | s, m | γ, % |
Периметр P , м | | 0,9704 | 0,8521 | 0,7923 |
Площадь S, м2 | 0,9729 | | 0,9413 | |
Абсол. форма s , м | 0,8149 | 0,9061 | | |
Относит. форма γ, % | 0,8038 | | | |
Наибольший коэффициент корреляции равен 0,9729 и формула влия-ния площади на периметр кустарника получает сверхсильную факторную связь. Доля сильных связей с коэффициентом корреляции более 0,7 составляет 100 8 / 12 = 66,67%.
Из 12 формул остались 8 уравнений (табл. 7 и рис. 3), имеющие тес-ноту связи по коэффициенту корреляции более 0,7.
Таблица 7 - Рейтинг бинарных отношений параметров
кустарников |
Влияние x → y | Формула влияния фактора x → y | Коэф. корр. |
P∂=f(S∂) | | 0,9705 |
S∂=f(P∂) | | 0,9470 |
s∂=f(S∂) | | 0,9331 |
S∂=f(s∂) | | 0,9325 |
P∂=f(s∂) | | 0,8616 |
γ∂=f(P∂) | | 0,8453 |
P∂=f(γ∂) | | 0,8410 |
γ∂=f(P∂) | | 0,7655 |
Уравнения 1, 2, 4, 6 изменяются по показательному закону, который является наипростейшим по конструкции. Формулы 3 и 5 более сложны и соот-ветствуют биотехническому закону [1-6]. А закономерности 7 и 8 содержат по две составляющие:
1) закон экспоненциальной гибели в общей форме;
2) биотехнический закон, который, из-за отрицательного знака перед вторым членом, является кризисным.
Рис. 3 - Графики бинарных связей кадастровых кварталов по кустарникам
Рис. 3 - Графики бинарных связей кадастровых кварталов по кустарни-кам |
Статистическим моделированием параметров участков с деревьями можно найти биотехнические закономерности высокой адекватности. При этом факторы "периметр" и "площадь" оказались взаимно обратимыми физически-ми величинами. Оба этих параметра элементов растительности, а также древо-стоев и кустарника в отдельности высоко значимы.
Заключение. По сравнению с деревьями в кустарниках на лучшем кадастром квартале с 141 элементом поменялись первые два места. Наиболее точно получается периметр кустарника, а на втором месте находится площадь земельного участка с кустарником - элементом растительного покро-ва, при этом все параметры имеют коэффициент корреляции более 0,95, первое место получил элемент РП в виде кустарника №122, как показатель на первом месте оказался коэффициент абсолютной формы.
Среди кустарников первое место получил кадастровый квартал №21, как показатель на первом месте оказался численность кустарниковых элемен-тов, по рейтингу среди влияющих переменных на первом месте оказался пери-метр, на втором - площадь и на третьем - численность кустарников, как пока-затель на первом месте находится также периметр кустарниковых элементов растительного покрова, на втором - численность этих элементов и на третьем месте - площадь кустарника как элемента растительного покрова.
В будущем необходимы геодезические съемки лучшего кадастрового квартала среди растительности по древостоям №0303006, а среди кустарников 0703003. Эти съемки необходимы для определения погрешности картографиче-ских измерений.
Библиографический список - Кудряшова А.И. Рейтинг земель Тульской области по районам // "Опыт прошлого - взгляд в будущее" - 4-я Международная научно-практическая конференция молодых ученых и студентов. Материалы конференции: ТулГУ, Тула, 2014, C. 376-381.
- Мазуркин П.М., Кудряшова А.И. Динамика онтогенеза листьев дерева. Йошкар-Ола: ПГТУ, 2015. 172 с.
- Мазуркин П.М., Кудряшова А.И. Закономерности онтогенеза листьев деревьев. Дина-мика роста листьев липы и березы в чистой и загрязненной автомобильными выхло-пами городской среде. Германия: LAB LAMBERT Academic Publishing, 2015. 100 с. ISBN 978-3-659-68893-2.
- Мазуркин П.М., Кудряшова А.И., Фадеев А.Н. Закономерности распределения кадаст-ровых участков города Йошкар-Ола // Труды Поволжского ГТУ. Сер.: Технологиче-ская. Вып.
- Йошкар-Ола: ПГТУ, 2015. С.259-263.
- Мазуркин П.М., Кудряшова А.И., Фадеев А.Н. Закономерности распределения кадаст-ровых кварталов в общественно-деловой зоне города // Матер. междунар. научно-практ. конф. "Управление территорией: современные подходы и методы". Пенза: ПГУАС, 2015. С. 58-62.
- Мазуркин П.М., Кудряшова А.И., Фадеев А.Н. Вейвлет-анализ распределений центров кадастровых кварталов города // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. 2015. №8. с. 61-70.
| |