Methoden für Overlay-Analysen
Es gibt verschiedene Methoden zum Durchführen von Overlay-Analysen. In jeder Methode wird eine Kombination der allgemeinen Arbeitsschritte für die Overlay-Analyse umgesetzt.
- Definieren Sie das Problem.
- Gliedern Sie das Problem in untergeordnete Modelle.
- Bestimmen Sie bedeutende Layer.
- Reklassifizieren oder transformieren Sie die Daten innerhalb eines Layers.
- Gewichten Sie die Eingabe-Layer.
- Addieren oder kombinieren Sie die Layer.
- Führen Sie die Analyse durch.
Drei zentrale Overlay-Methoden stehen zur Verfügung: Weighted Overlay, Weighted Sum und Fuzzy Overlay. Jeder Methode liegen unterschiedliche Voraussetzungen und Annahmen zugrunde. Welche Methode am besten geeignet ist, hängt von dem Overlay-Problem ab, das gelöst werden soll. Die einzelnen Methoden werden in der folgenden Übersicht beschrieben.
Weighted Overlay
Bei der Weighted Overlay-Analyse kann das Werkzeug Weighted Overlay durch eine Reihe von Werkzeugen ergänzt werden, um den oben beschriebenen allgemeinen Analyseschritten zu folgen. Mit dem Werkzeug Weighted Overlay werden die Eingabedaten anhand einer festgelegten Skala (standardmäßig 1 bis 9) skaliert, die Eingabe-Raster werden gewichtet, und die Daten werden addiert. Günstigere Positionen für die einzelnen Eingabekriterien werden mit höheren Werten reklassifiziert, beispielsweise mit 9. Die Gewichtungen, die den einzelnen Eingabe-Rastern im Werkzeug Weighted Overlay zugeordnet sind, müssen in der Summe 100 Prozent ergeben. Die Layer werden mit dem passenden Multiplikator multipliziert, und die resultierenden Werte für die einzelnen Zellen werden addiert. Das Werkzeug "Weighted Overlay" basiert auf der Annahme, dass günstigere Faktoren höhere Werte im Ausgabe-Raster ergeben und diese Positionen daher als am besten identifiziert werden.
Weighted Sum
Die Vorgehensweise bei der Analysemethode "Weighted Sum" entspricht den allgemeinen Schritten der oben beschriebenen Overlay-Analyse. Mit dem Werkzeug Weighted Sum und anderen Spatial Analyst-Werkzeugen kann eine additive Overlay-Analyse umgesetzt werden. Die Werte für die Eingabe-Layer müssen vor Verwendung des Werkzeugs Weighted Sum reklassifiziert werden. Im Gegensatz zur Gewichtung beim Werkzeug Weighted Overlay können die Gewichtungen der Eingabe-Raster einen beliebigen Wert aufweisen, und ihre Summe muss keinen bestimmten Wert ergeben. Die Ausgabewerte des Werkzeugs "Weighted Sum" beim Addieren der Eingabe-Raster entsprechen unmittelbar der Summe aus den Produkten der Werte und ihrer Gewichtungen. Im Gegensatz zum Werkzeug "Weighted Overlay" werden die Werte nicht wieder anhand einer festgelegten Skala rückskaliert, d. h. die Auflösung der Attribute der Werte im Modell bleibt erhalten. Das Werkzeug "Weighted Sum" basiert auf der Annahme, dass günstigere Faktoren höhere Werte im endgültigen Ausgabe-Raster ergeben und diese Positionen daher als am besten identifiziert werden.
Fuzzy Overlay
Die Fuzzy Overlay-Analyse basiert auf der Mengenlehre. Die Mengenlehre ist der Teilbereich der Mathematik, der die Zugehörigkeit von Phänomenen zu bestimmten Mengen in Zahlen ausdrückt. Bei Fuzzy Overlay entspricht eine Menge i. d. R. einer Klasse.
Die Fuzzy Overlay-Analyse orientiert sich an den oben beschriebenen allgemeinen Overlay-Analyse-Schritten. Unterschiede ergeben sich jedoch im Hinblick auf die Bedeutung der reklassifizierten Werte und die Ergebnisse der Kombination mehrerer Kriterien. Die ersten drei Schritte sind gleich: Problemdefinition, Aufteilen des Problems in untergeordnete Modelle und Bestimmen bedeutender Layer. Wie bei den Werkzeugen "Weighted Overlay" und "Weighted Sum" werden die Datenwerte bei der Fuzzy Overlay-Analyse anhand einer einheitlichen Skala reklassifiziert oder transformiert. Die transformierten Werte sind hier jedoch Ausdruck für die Wahrscheinlichkeiten der Zugehörigkeit zu einer bestimmten Menge, beispielsweise der Menge der Neigungswerte, die in die Wahrscheinlichkeiten der Zugehörigkeit zur günstigen Eignungsmenge (Werte von 0 bis 1, wobei 1 für eine sichere Zugehörigkeit zur Menge steht) transformiert werden. Die Werte der Weighted-Overlay- und der Weighted-Sum-Analyse befinden sich in einer Verhältnisskala, auf der höhere Werte für eine bessere Eignung stehen. Die Fuzzy Overlay-Analyse hingegen behandelt Wahrscheinlichkeiten einer Zugehörigkeit.
Da die transformierten Werte Wahrscheinlichkeiten der Zugehörigkeit zu Mengen entsprechen, werden die Eingabe-Raster bei der Fuzzy Overlay-Analyse nicht gewichtet. Beim Addieren oder Kombinieren im Rahmen der allgemeinen Overlay-Analyse unterscheidet sich die Fuzzy Overlay-Analyse von der Weighted-Overlay- und der Weighted-Sum-Analyse. Beim Kombinierungsschritt von "Fuzzy Overlay" werden die Wahrscheinlichkeiten der Zugehörigkeit einzelner Positionen zu angegebenen Mengen aus verschiedenen Eingabe-Rastern quantifiziert.