CV05 – Multikriteriální analýza (MKA)

Cíl

Najít vhodné lokality pro těžbu dřeva v Moravskoslezských Beskydech pomocí váženého překryvu (Weighted Overlay) nad faktory a omezeními.

Vstupní datové vrstvy

Všechny vstupní vrstvy byly již dopředu ořezány (funkce Clip) na území Moravskoslezských Beskyd.

• vektorové vrstvy z databáze ArcČR 500 v 3.3 – silnice, železnice
• stát - polygon

• sídla dřevozpracujícího průmyslu (bodová vektorová vrstva) 📁 Otevřít složku download na GitHubu

• digitální model reliéfu (rastr) - také z ArcČR v 3.3.
• chráněná maloplošná území (vektor) - odkaz: Maloplošky od AOPK
• lesní plochy (vektor)

Omezení (Boolean)

• nadmořská výška ≤ 700 m n. m.
• mimo maloplošná chráněná území
• lesní plochy

Faktory (kontinuální – po standardizaci 0–255)

• vzdálenost k dřevozpracujícímu průmyslu (čím menší, tím lepší)
• vzdálenost k silnici (čím menší, tím lepší)
• vzdálenost k železnici (čím menší, tím lepší)
• sklon svahu (čím menší, tím lepší)

Omezení (Boolean)

1.1 Nadmořská výška ≤ 700 m

• pomocí Reclassify, rozdělte na dvě třídy, kde hodnoty min 700 m bude 1 a ostatní hodnoty 0 Výstup: dem_min_700 (celé číslo 0/1)

1.2 Mimo MCHÚ

Nejdříve si maloplošné chránněná území pomocí nástroje UNION spojte s polygonem Stát, s názvem MCHU_stat. Vytvořte nový sloupec IS_MCHU, kde pro místa s MCHU nastavte 1 a pro ostatní 0. Následně převeďte na raster, nástroj Polygon to Raster. (v priority field vložte sloupec IS_MCHU) Zkontroluj hodnoty a NoData.
Výstup: MCHU_raster

1.3 Lesní plochy

Nejdříve si Lesy pomocí nástroje UNION spojte s polygonem Stát, s názvem Lesy_stat. Vytvořte nový sloupec IS_Forest, kde pro místa s MCHU nastavte 1 a pro ostatní 0. Následně převeďte na raster, nástroj Polygon to Raster. (v priority field vložte sloupec IS_MCHU) Výstup: forest_raster
Kontrola: pouze hodnoty 0 a 1, žádné NoData.

Faktory

2.1 Vzdálenost k silnicím

EuclideanDistance (silnice, cellsize = 25)

Výstup: dist_roads (metry)

2.2 Vzdálenost k železnicím

Výstup: dist_rails

2.3 Vzdálenost k dřevozpracujícímu průmyslu

Výstup: dist_woodproc

2.4 Sklon svahu

Slope (DEM, Output measurement = DEGREE)

Výstup: slope_deg

Standardizace faktorů (0–255)

5.1 Spočítej statistiky (MIN/MAX) pro každý raster (dist_* a slope_deg). 5.2 Raster Calculator – bezpečná standardizace s ořezem:

• “R” je raster
• MAX_R - maximální hodnota, zadáváme desetinné místo s tečkou!!!
• MIN_R - minimální hodnota, zadáváme destinné místo s tečkou!!!

Vzorec:

Con( "R" <= MAX_R,
     Con( "R" >= MIN_R, 
          (("R" - MIN_R) / (MAX_R - MIN_R)) * 255.0, 
          0 ),
     255 )

Aplikuj na dist_silnice, dist_zeleznice, dist_drevozpr, slope_deg → std_*.

Váhy faktorů – AHP (Saaty)

Stanovení vah proběhlo pomocí metody párového porovnání AHP (Analytic Hierarchy Process) podle Saatyho.
Každé kritérium bylo posuzováno vůči ostatním z hlediska významnosti pro výběr vhodných lokalit těžby.

4.1 Párové porovnání faktorů

Matice relativní důležitosti vyjadřuje, jak jsou jednotlivé faktory významné vůči sobě.
Hodnoty jsou stanoveny podle stupnice Saaty (1–9), kde 1 = stejná důležitost, 9 = extrémní převaha.

Tab. 1: Vyjádření relativní důležitosti jednotlivých faktorů v párovém srovnání

4.2 Normalizace a výpočet průměrných vah

Jednotlivé hodnoty v buňkách matice (z tabulky 1) jsou nejprve děleny součtem buněk ve sloupci (Suma).
Získáme tak normalizovanou matici, ze které se následně pro každý řádek vypočítá průměr – ten odpovídá váze daného faktoru.

Tab. 2: Výpočet vah jednotlivých faktorů

4.3 Výsledné váhy

Kontrola konzistence: CR < 0.1 → výpočet je konzistentní.

4.4 Vážený překryv (Weighted Overlay)

Každý faktor je standardizován (0–255) a následně kombinován podle vypočtených vah:

5.1 Vážený součet faktorů

wsum = ( "std_roads_0_255"    * 0.067
       + "std_rails_0_255"    * 0.067
       + "std_woodproc_0_255" * 0.252
       + "std_slope_0_255"    * 0.614 )

Výstup: wsum_0_255

5.2 Aplikace omezení

result_cont = Con(
  ("dem_min_700" == 1) & ("MCHU_raster" == 1) & ("forest_raster" == 1),
  "wsum_0_255",
  NoData
)

Klasifikace výsledku (5 tříd)

Výstup: result_5classes

Vizualizace a validace

Styl mapy: zelená → červená (1–5)
Přidej vrstvy CHÚ, silnice, vrstevnice.

Statistika:
Nástroj Tabulate Area → přepočet ploch (ha, %)

Kontrolní otázka

Jednalo se o omezení, nikoli faktory.

Druhá varianta s jinými vahami

wsum_v2 = ( "std_roads_0_255"    * 0.20
          + "std_rails_0_255"    * 0.20
          + "std_woodproc_0_255" * 0.20
          + "std_slope_0_255"    * 0.40 )

💬 Očekávaný výsledek: více vhodných oblastí i v mírně strmějších svazích.

Doporučení a časté chyby

• Snap/Extent/CellSize vždy podle DEM (25 m)
• NoData vs. 0/1: drž konzistentně
• Globální MIN/MAX pro standardizaci
• CR < 0.1 u AHP
• Metadata: zdroj, datum, SRS, cellsize

Bonus: ModelBuilder (na 1 klik)

Automatizuj vše jako model:

Inputs: DEM, roads, rails, woodproc, omezení
Processing chain:
Euclidean Distance → Slope → Standardize → Weighted Sum → Con → Reclassify

Finální výstupy

Checklist před odevzdáním

• Nastavené prostředí (Extent, Snap, CellSize)
• 4 standardizované faktory (0–255)
• 3 omezení (0/1)
• AHP váhy + kontrola CR
• Reclass (5 tříd, 1 = nejvhodnější)
• Druhá varianta + porovnání
• Komentář ke změnám
• Metadata + měřítko + legenda