Fonctionnement de superposition pondérée
L'outil Superposition pondérée fait intervenir l'une des approches les plus employées pour résoudre des problèmes de multicritères, notamment la sélection de sites et de modèles d'aptitude. Dans une analyse de superposition pondérée, chacune des étapes d'analyse de superposition générales est applicable.
Comme pour toutes les analyses de superposition, vous devez, dans l'analyse de superposition pondérée, définir le problème, le décomposer en sous-modèles, puis identifier les couches d'entrées.
Les couches de critères en entrée s'inscrivent dans des systèmes de numérotation différents avec des plages différentes. Pour les recombiner dans une analyse distincte, vous devez donc reclassifier chaque cellule de chaque critère dans une échelle de préférences, notamment en ce qui concerne les valeurs comprises entre 1 et 10 (10 étant la valeur recommandée). Si vous attribuez une préférence à l'échelle commune, vous devez définir la préférence pour désigner le critère relatif au phénomène. Les valeurs de préférence sont sur une échelle relative. Autrement dit, une préférence de 10 est deux fois plus intéressante qu'une préférence de 5.
Les valeurs de préférence attribuées ne sont pas uniquement relatives les unes par rapport aux autres dans une couche. Elle doivent également avoir une signification identique d'une couche à l'autre. Par exemple, si vous attribuez l'emplacement d'une couche à une préférence de 5, l'incidence sera la même sur le phénomène qu'une préférence de 5 dans un deuxième critère.
Par exemple, dans un modèle d'aptitude à la construction, il peut exister trois critères de saisie : pente, aspect et distance par rapport aux routes. Les pentes sont reclassées sur une échelle de 1 à 10 , sachant que la plus faible est la moins onéreuse : elles sont donc les plus avantageuses et on leur attribue les valeurs les plus élevées. A mesure qu'elles deviennent escarpées, on leur attribue des valeurs décroissantes (on attribue la valeur 1 aux pentes les plus raides). Vous devez procéder de même avec l'échelle 1 à 10 pour l'aspect, sachant que les aspects les plus avantageuses (en l'occurrence, ceux qui se trouvent le plus au Sud sont ceux qui ont les valeurs les plus élevées. Ce processus est également valable pour les critères de distance. Les emplacements les plus proches des routes sont plus avantageux, car ils sont moins chers à construire. En outre, les sources d'alimentation électrique sont plus proches et les voies d'accès sont plus courtes. Un emplacement auquel on attribue une valeur d'aptitude de 5 sur la couche de la pente reclassée sera deux fois plus chère à construire que sur une pente associée à la valeur 10. Un emplacement auquel on attribue une aptitude de 5 compte tenu d'une couche reclassée aura un coût identique qu'un emplacement auquel on attribue une couche de route reclassée dotée de la valeur 5.
Dans l'analyse d'une superposition pondérée, chaque critère n'a pas la même importance. Vous pouvez plus pondérer des critères que d'autres, selon leur importance. Reprenons notre exemple de modèle d'aptitude à la construction. Vous avez notamment la possibilité, pour des raisons écologiques à long terme, de privilégier des aspects plutôt que des coûts à court terme relevant de critères relatifs aux pentes et à la distance à la route. Vous pouvez donc pondérer les valeurs d'aspects dont vous estimez qu'elles sont deux fois plus importantes que les critères applicables aux pentes et à la distance à la route.
Vous pouvez multiplier les critères en entrée par les pondérations, puis les ajouter les uns aux autres. Par exemple, dans le modèle d'aptitude à la construction, l'aspect est multiplié par 2, les trois critères sont regroupés ou reproduits d'une autre manière (2 x aspect) + pente + distance à la route.
La dernière étape du processus d'analyse de superposition consiste à valider le modèle pour vérifier son contenu. Une fois que le modèle est validé, un site est sélectionné et la maison est créée.
Utilisation de l'outil Superposition pondérée :
L'outil Superposition pondérée vous permet d'intégrer certaines étapes du processus d'analyse de la superposition générale en un seul et unique outil.
L'outil Lisser permet d'associer les opérations suivantes :
- Il reclasse les valeurs des rasters en entrée dans une échelle d'évaluation commune d'aptitudes ou de préférences, de risques ou toute autre échelle homogène.
- Les valeurs de cellule de chaque raster en entrée sont multipliées par les pondérations de raster.
- Ajoute les valeurs de cellule obtenues pour générer le raster en sortie
L'outil accepte seulement des raster d'entiers comme entrées, notamment un raster d'utilisation du sol ou des types de combustibles. Les rasters continus (en virgule flottante) doivent être reclassés sur des rasters discrets pour pouvoir être utilisés.
En général, les valeurs de raster continus sont groupées dans des plages, notamment pour les pentes ou les sorties de distances euclidiennes. Vous devez attribuer chaque plage distincte avant de pouvoir l'utiliser dans l'outil Superposition pondérée. L'outil Reclassification vous autorise à reclassifier ces rasters. Vous pouvez soit conserver la valeur attribuée à chaque plage (mais notez la plage de valeurs à laquelle correspond la nouvelle valeur), soit attribuez ultérieurement des pondérations à des valeurs de cellules dans l'outil Superposition pondérée. Vous pouvez également attribuer des pondérations au moment de la reclassification. Après avoir choisi l'échelle d'évaluation appropriée, rajoutez simplement le raster dans l'outil Superposition pondérée. Les cellules dans le raster seront déjà définies d'après l'aptitude ou la préférence, le risque ou certaines échelles d'unification apparentées. Les rasters en entrée sont pondérés par degré d'importance et additionnés pour produire un raster en sortie.
Si l'outil Superposition pondérée a été utilisé pour la modélisation de l'aptitude (pour localiser des zones appropriées), les valeurs les plus élevées indiquent généralement qu'un emplacement est plus approprié. Si l'outil a permis de générer une surface de coût (pour savoir combien cela coûtera de traverser la région, par exemple), les valeurs élevées se traduiront généralement par un accroissement des frais de déplacement. Vous devez comprendre les valeurs d'échelle que vous attribuez aux rasters en entrée pour connaître les valeurs dans la moyenne du raster en sortie.
Etapes permettant d'utiliser l'outil Superposition pondérée
Les étapes permettant d'exécuter l'outil Superposition pondérée sont les suivantes :
- Sélectionnez une échelle d'évaluation.
Les valeurs à l'une des extrémités de l'échelle représentent une valeur extrême d'aptitude (ou d'un autre critère), les valeurs à l'autre extrémité représentent l'autre valeur extrême.
L'échelle d'évaluation par défaut est de 1 à 9 par incréments de 1 (1 est le moins approprié, 9 l'est le plus). Si vous reclassez des rasters en entrée selon une échelle de mesure commune à l'aide de l'outil Reclassification, il est important de sélectionner une échelle d'évaluation qui corresponde aux échelles précédemment utilisées. Par exemple, si vous avez reclassé des rasters en employant une échelle de 1 à 10 (1 correspond au raster le moins approprié et 10, à celui qui convient le mieux), vous devez indiquer une échelle d'évaluation par incréments de 1 à°10 dans l'outil Superposition pondérée. - Ajout de rasters.
Cliquez sur le bouton Ajouter un raster pour ouvrir la boîte de dialogue Ajouter une couche de superposition pondérée. Cliquez sur la flèche Raster en entrée et cliquez sur un raster ou cliquez sur le bouton Parcourir pour naviguer jusqu'à un raster en entrée, puis cliquez sur Ajouter. Cliquez dans le champ fléché Entrée si vous souhaitez en modifier le contenu. Cliquer sur OK. Le raster est inséré dans la Table de superposition pondérée. Cliquez de nouveau sur le bouton Ajouter un raster pour saisir le raster suivant, et ainsi de suite.
Remarque :Si l'utilisation du sol est l'une de vos entrées, vous pouvez afficher un champ qui décrit chaque type d'occupation des sols. Plutôt que d'utiliser le champ Valeur par défaut, ce champ permet d'attribuer plus facilement des pondérations à ce raster.
Remarque :Vous ne pouvez utiliser que les rasters d'entiers discrets. Reclassez des rasters continus avant de les ajouter à Superposition pondérée.
- Attribution de valeurs d'échelle.
Les valeurs de cellule de chaque raster en entrée faisant partie de l'analyse se voient attribuer les valeurs de l'échelle d'évaluation. Vous pouvez ainsi appliquer des opérations arithmétiques aux rasters qui contenaient, au départ, des types de valeurs divergents. Vous pouvez modifier les valeurs par défaut attribuées à chaque cellule selon le degré d'importance ou l'aptitude. Par exemple, un raster d'utilisation du sol ajouté a des valeurs qui représentent le type d'occupation des sols (Forêt = 7, Eau = 3, Terre stérile = 1, Terre de brossage = 10). Pour trouver des emplacements appropriés pour construire, vous devez attribuer des valeurs d'échelle selon lesquelles les types d'occupation des sols sont les plus appropriés. Par exemple, avec une échelle d'évaluation de 1 à 9 par 1, vous pouvez attribuer les valeurs d'échelle suivantes : Forêt = 3, Eau = terre Restreinte, Stérile = 9, terre de Brossage = 7.
- Attribution de pondérations à des rasters en entrée.
Vous pouvez pondérer chaque raster en entrée. Vous pouvez également lui attribuer un pourcentage d'influence, selon son importance. L'influence totale des rasters égale 100 %. Par exemple, il est peut-être plus avantageux de construire un centre commercial sur des sols qui sont stables, plutôt que de l'installer dans une zone commerciale achalandée.
- Exécutez l'outil Superposition pondérée.
La valeur de cellule de chaque entrée dans un raster est multipliée par la pondération de ce raster (vous pouvez également employer le pourcentage d'influence). Les valeurs de cellule obtenues sont additionnées pour générer le raster en sortie final.
Utilisation de données restreintes, NoData et d'échelle
Lorsque vous configurez une valeur d'échelle avec l'option Restreint, vous attribuez une valeur à la cellule dans le résultat de la superposition pondérée, c'est-à-dire la valeur minimum de l'échelle d'évaluation, moins 1. S'il n'y a aucune valeur associée à Superposition pondérée et que vous utilisez NoData, vous pouvez employer NoData comme valeur d'échelle pour exclure certaines valeurs. Toutefois, il est préférable, si vous disposez de cellules NoData dans chacune de vos saisies, d'utiliser Restreint à la place. Potentiellement, un résultat de l'outil Superposition pondérée peut contenir des cellules NoData provenant d'une ou plusieurs entrées (NoData sur l'une des entrées égale NoData dans le résultat) et des zones restreintes que vous avez intentionnellement exclues. Les valeurs NoData et Restreint ne doivent pas être confondues. elles servent chacune un but spécifique. Il peut exister des zones NoData dont vous ne connaissez pas la valeur, mais qui sont en réalité des surfaces appropriées. Si vous utilisez NoData au lieu de Restreint pour exclure certaines valeurs de cellule et que NoData figure dans une ou plusieurs entrées, vous ne saurez pas si une cellule NoData signifie que la zone est d'utilisation restreinte ou s'il n'existe pas de données en entrée disponibles à cet emplacement.
Soyez prudent lorsque vous utilisez Restreint avec la valeur d'échelle lors de la création d'une surface de coût. Etant donné que l'option Restreint attribue une valeur à la cellule qui correspond à la valeur minimum de l'échelle d'évaluation, moins 1, les zones seront probablement associées aux coûts les plus faibles, alors que dans la réalité, elles ne font pas partie de l'analyse. A la place, vous pouvez attribuer un coût élevé ou définir la valeur d'échelle sur NoData pour les surfaces que vous souhaitez exclure de l'analyse.
Exemple d'utilisation de l'outil Superposition pondérée :
Dans l'exemple suivant, le choix d'emplacement d'un nouveau parc fait l'objet d'une analyse. Trois facteurs sont pris en compte : utilisation du sol, densité de population et distance aux parcs existants. L'objectif est de trouver un terrain dont le type d'utilisation du sol est approprié, un terrain non bâti par exemple, dans un quartier à forte densité de population, afin d'offrir un espace vert aux habitants des zones très peuplées où aucun parc n'existe.
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Les rasters en entrée dans la fonction Superposition pondérée sont illustrés dans l'image ci-dessus. Ils sont (de gauche à droite) utilisation du sol, densité de population et distance par rapport aux parcs.
Le modèle de superposition pondérée est affiché dans l'image ci-dessous en tant que processus de ModelBuilder :
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Modèle de superposition pondérée |
Chaque classe de cellule de chacun des rasters en entrée se voit attribuer une nouvelle valeur reclassée sur une échelle d'évaluation de 1 à 5, où 1 représente l'aptitude la plus faible et 5 la plus élevée. Par exemple, dans le raster d'utilisation du sol, un terrain non bâti est souhaitable en priorité, alors qu'un terrain à usage commercial ne l'est pas. Dans le raster de densité de population, les valeurs d'aptitude sont élevées pour les zones à forte densité et peu élevées pour les zones à faible densité. Dans le raster de distance par rapport aux parcs existants, l'aptitude augmente avec la distance séparant l'emplacement des parcs existants, car les zones les plus à l'écart des parcs existants sont plus favorables.
N'importe quelle classe peut se voir attribuer une valeur restreinte, ce qui signifie que la zone correspondante est inacceptable ou ne peut pas être utilisée. Les zones restreintes sont exclues de l'analyse. Dans le raster d'utilisation du sol, par exemple, les aéroports et les masses d'eau sont restreintes.
Chacun des trois rasters en entrée est ensuite pondéré. Dans cette superposition pondérée, l'utilisation du sol a une influence de 50 %, la densité de population influence de 15 % et la distance par rapport aux parcs existants une influence de 35 %.
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Raster d'aptitude en sortie |
Les emplacements les plus favorables sont signalés en rouge. Viennent ensuite les emplacements en orange, puis les emplacements en vert. Les emplacements en bleu et en violet sont les moins adaptée et les emplacements en blanc sont à éviter. La modification des valeurs d'aptitude ou des pourcentages d'influence générera des résultats différents.