MCDA با GIS
MCDA با GIS فرآیند تبدیل و ترکیب داده های مکانی و قضاوت های ارزشی برای استخراج اطلاعات برای تصمیم گیری است. برخی از بسته های نرم افزاری GIS توابع اصلی MCDA را ادغام می کنند، برای مثال ابزار همپوشانی وزنی در ArcGIS و ماژول ارزیابی چند معیار در IDRISI . در GIS، گزینه های جایگزین می توانند مکان هایی باشند که با ویژگی های نقطه، خط یا ناحیه در لایه های داده بردار یا سلول های شبکه در لایه های داده رستر تعریف شده اند. نمرات معیارها یا رتبه بندی ها به عنوان مقادیر ویژگی مرتبط با جایگزین های تصمیم گیری (مکان ها) از نظر جغرافیایی نشان داده می شوند. آنها به عنوان لایه های داده به نام نقشه معیار ذخیره می شوند.
دو نوع نقشه معیار وجود دارد : مقیاس طبیعی و مقیاس ساخته شده (مالک زوسکی، ۱۹۹۹). نقشه‌های معیار مقیاس طبیعی مقادیر کمی یا عددی مشخصه‌های اندازه‌گیری شده در مقیاس‌های طبیعی خود را ثبت می‌کنند، برای مثال فاصله تا رودخانه ها بر حسب متر، دما بر حسب درجه سانتیگراد، ارزش زمین به دلار و تعداد گونه های جانوری در هر متر مربع می باشد. این معیارها عینی هستند و بر اساس قضاوت ارزشی نیستند، اما می توانند مستقیماً به عنوان رتبه بندی یا امتیاز مکان های جایگزین در مورد ویژگی ها یا معیارها مورد استفاده قرار گیرند. نقشه‌های معیار در مقیاس ساخته‌شده، امتیازها یا رتبه‌بندی‌هایی را نشان می‌دهند که به طور ذهنی با استفاده از قضاوت‌های ارزشی کارشناسان یا تصمیم‌گیرندگان تعریف شده‌اند، به عنوان مثال رتبه‌بندی برای دامنه‌های مختلف شیب و امتیازهای مناسب برای انواع مختلف کاربری زمین می باشند.
شکل ۹-۲ وزن های محلی، جهانی و نتایج کلی برای مشکل مدیریت پوشش گیاهی ساحلی
با توجه به انواع مقیاس‌های اندازه‌گیری که ویژگی‌ها یا معیارها را می‌توان اندازه‌گیری کرد، MCDA مستلزم آن است که مقادیر موجود در نقشه‌های معیار مختلف به واحدهای قابل مقایسه تبدیل شوند. مقایسه ویژگی های مختلف (مثلاً دما در مقیاس فاصله ای در مقابل نزدیکی به رودخانه ها در مقیاس نسبت) دشوار است. اگر بخواهیم نقشه های معیار مختلف را با هم ترکیب کنیم، مقیاس های اندازه گیری باید متناسب باشند. برای دستیابی به این امر، مقادیر معیارها باید به نمرات معیار استاندارد تبدیل شوند. چندین تکنیک برای استانداردسازی نمره وجود دارد ، از جمله تبدیل مقیاس خطی ، توابع ارزش/مطلوبیت ، توابع عضویت فازی و استدلال احتمالی (مالک زوسکی، ۱۹۹۹). اغلب از دو روش تبدیل مقیاس خطی استفاده می شود : محدوده امتیاز و حداکثر امتیاز.
روش محدوده امتیازی نمرات استاندارد شده را به صورت زیر محاسبه می کند :
- اگر قرار است ارزش یک معیار به حداکثر برسد :
- اگر قرار است ارزش یک معیار به حداقل برسد:
که در اینجا Scorei نمره استاندارد شده برای معیار مکان جایگزین در نقشه معیار است ، Xi ارزش معیار مربوط به مکان نهم، Xmax حداکثر مقدار معیار و Xmin حداقل مقدار معیار است. امتیاز بین ۰ تا ۱ است. هر چه امتیاز بالاتر باشد، جایگزین در رابطه با معیار جذاب تر است.
روش حداکثر امتیاز نمرات را به صورت زیر استاندارد می کند :
- اگر قرار است ارزش یک معیار به حداکثر برسد :
- اگر قرار است ارزش یک معیار به حداقل برسد :
شکل ۹-۳ MCDA مبتنی بر GIS در ارزیابی تناسب زمین برای توسعه
شکل ۹-۳ روش MCDA با GIS با استفاده از ارزیابی مناسب بودن زمین برای توسعه را به عنوان مثال نشان می دهد. در این مثال سه معیار در نظر گرفته شده است : قیمت زمین، شیب و نمای (دید). هر سلول شبکه سایت جایگزین برای توسعه است. نقشه قیمت زمین نقشه معیار در مقیاس طبیعی است و دو نقشه دیگر معیار مقیاس ساخته شده هستند. سپس سه نقشه معیار با استفاده از روش حداکثر نمره استاندارد می شوند. وزن ها برای قیمت، شیب و نمای به ترتیب ۶۶۷/۰ ، ۲۵/۰ و ۰۸۳/۰ است (تا ۱ اضافه می شود). از جمع وزنی از طریق همپوشانی برای محاسبه نمرات نهایی برای هر سلول استفاده می کند. سپس نمرات نهایی به تناسب زمین برای توسعه طبقه بندی می شوند.
توابع همپوشانی یا نقشه جبری برای پیاده سازی مدل افزودنی خطی در MCDA به آسانی در GIS موجود است. با این حال، GIS به طور کلی روشهای وزن دهی را ارائه نمی دهد. چند افزودنی MCDA شخص ثالث برای GIS وجود دارد، مثلا MCDA4ArcMap (یک پسوند MCDA منبع باز به ArcGIS درhttp://mcda4arcmap.codeplex.com/) و افزونه AHP به ArcGIS (موجود در http://arcscripts.esri.com/details.asp؟ dbid = 13764) است. وزن ها را نیز می توان مستقیماً توسط تصمیم گیرندگان یا تعیین کرد. با استفاده از ابزار نرم افزاری مستقل MCDA محاسبه کرد، سپس وارد GIS نمود.کادر ۹-۱ نمونه ای از MCDA با ArcGIS و بسته مستقل MCDA ، Decision Analyst ، که از AHP و SMARTER پشتیبانی می کند را نشان می دهد.