適合性分析

適合性分析とは、システムの適合性、つまり利害関係者やその他のユーザーのニーズを満たすシステムの能力を確立するために使用されるプロセスと手順です。

20 世紀中期から後半にかけて GIS (適合性分析の決定に役立つコンピューター化された方法) が広く使用されるようになる前は、都市計画者は、現在の状況を示す地図の上に徐々に暗くなる透明フィルムを重ねることで、適合性分析のアイデアを伝えていました。この手法の後継は、多基準決定分析と呼ばれる GIS アプリケーションで使用されています。^[1] 1960 年代には、環境目録プロセスと呼ばれるメカニズムが開発され、問題の土地の分析に役立つように、周囲の土地の現状を文書化しました。これらのメカニズムは、多数の透明フィルムを重ねることができないなどの方法の非効率性のために、コンピューターの登場とともにコンピューター化されました。^[2]

人口増加に伴い大規模農業への需要が高まっており、その需要を満たすために、最も生産性の高い土地を最大限に活用し、植物のニーズを環境内の既存資産にさらに慎重に適合させるための適合性分析がますます必要になっています。この技術は精密農業として知られています。^[3]

適合性分析は、地震、汚染、犯罪などの潜在的な危険を追跡して分類するためにも使用できます。また、商業センターの有利な場所を見つけるためにも使用できます。^[4]

適合性モデルは、与えられた基準に基づいて場所を相対的に重み付けするモデルです。適合性モデルは、新しい施設、道路、または鳥類の生息地に適した場所を見つけるのに役立ちます。^{[5]オーバーレイ分析は、} GIS技術とソフトウェアを使用する適合性モデルを作成するための一般的な方法です。^{[6]オーバーレイ技術は、もともと}イアン・マクハーグによって開発されました。彼は、1969年の著書「Design with Nature」で、手動のオーバーレイ地図作成プロセスについて説明しています。 ^[7]コンピュータマッピングソフトウェアの進歩により、適合性モデリングははるかに簡単かつ迅速に実装できるようになり、今日ではさまざまなタスクに使用されています。^[7]

許容可能な適合性モデルを作成するには、次の 7 つの一般的な手順が必要です。

1. 問題を定義する
2. 問題をサブモデルに分割する
3. 重要なレイヤーを決定する
4. レイヤー内のデータを再分類または変換する
5. 入力層に重みを付ける
6. レイヤーを追加または結合する
7. 分析^{[6] [8]}

解決すべき問題を明確に理解しなければ、適合性モデルは成功しません。プロセスの他のすべてのステップは、この問題を解決するという目的に貢献します。この目的の構成要素も定義する必要があり、問題が解決されたかどうかを知る方法も必要です。森林破壊の問題を考えると、森林破壊率を下げるには、近い将来に森林破壊される可能性が最も高い地域をモデル化する適合性モデルを作成することができます。そうすれば、法律や規制機関は、森林破壊の影響を最も受けやすい地域に集中することができます。森林破壊適合性モデルの全体的な目標は、森林破壊の速度を遅くすることです。^[6]

適合性モデリングの問題のほとんどは複雑で、圧倒的で混乱を招く可能性があります。このため、モデルをサブモデルに分割することをお勧めします。森林破壊にはさまざまな要因があるため、さまざまなサブモデルが必要になります。人口、人口密度、人の移動、標高、傾斜、土地被覆タイプ、水文学、保護地域の場所、土壌タイプ、法律、道路、インフラなど、リストは続きますが、これらすべてが森林破壊が発生する場所と強度に影響します。これらの要因を組み合わせると、物理的環境（標高、傾斜、土地被覆、土地利用、土壌タイプ、水文学）、構築環境（道路、インフラ、その他の関連する交通ネットワーク）、人口統計学的特性（人口、人口密度、人口増加率、貧困率）のサブモデルにつながる可能性があります。^{[6] [9]}

各サブモデルは、全体のモデルの側面を定義する必要があり、元の問題の解決に貢献するサブモデル要素のみがサブモデルに含まれる必要があります。このステップでは、データを収集し、レイヤーを作成する必要があります。たとえば、森林破壊は通常、都市/道路/農業地域から一定の距離で発生することがわかっている場合、ユークリッド距離ツール（GISソフトウェアパッケージ内）を使用して、これらの地域の周囲の距離ラスターを作成できます。^{[6] [9]}

モデルにはさまざまなデータセットが組み込まれており、それぞれ数値体系が異なります。つまり、これらのデータセットを結合しても意味のない結果が得られます。したがって、共通の数値スケール (通常、加重オーバーレイの場合は 1 ～ 9、ファジーオーバーレイの場合は 0 ～ 1。値が大きいほど、より好ましいエリアを意味します) を選択し、各データセットを新しいスケールに再分類する必要があります (ほとんどの GIS アプリケーションには、このためのツールがあるはずです)。^{[6] [10]}

いくつかの要因が主要目標に大きく貢献しているという強力な証拠がある場合、これらの要因は貢献度に基づいて重み付けされるべきである。^[6]たとえば、アフリカの森林破壊に特に焦点を当てると、以前の研究では、森林破壊の主な原因の1つが薪の採取であることが示されているため、薪の採取に関連する変数は他の変数よりも重み付けされるべきである。^[11]ファジーオーバーレイを使用する場合は、重み付けを行うべきではない。^[10]

モデルを完成させるには、通常は加重オーバーレイまたはファジーオーバーレイ手法を使用して、すべての要素を組み合わせる必要があります。加重オーバーレイの場合、すべての要素が加算され、再分類されて新しいデータレイヤーが形成されます。このレイヤーでは、高い値はより好ましい場所を示し、低い値は好ましくない場所を示します。ファジーオーバーレイ分析では、より複雑な方法で同じタイプの結果が得られます。^{[6] [10]}

適合性モデルが完成したら、結果を分析する必要があります。結果を綿密に調べて、意味があり、間違いがないことを確認することは常に良い考えです。モデルを使用する前に、結果も検証および検証する必要があります。理想的には、生息地の適合性に基づいて、たとえば一般的な種の個体数を推定する予測方法の価値は、事後ではなく大規模なモニタリングを実施する前にテストする必要があります。ロジスティック的には困難ですが、これは、さまざまなサイズのアドホック参照領域での個体数の集中的なサンプリングを含むモニタリングプログラムを設計することで実現できます。^[12]分析が完了したら、モデルを使用して場所を選択し、この情報を元の問題に適用できます。^[6]

GIS のコンテキストにおける適合性分析は、特定の用途に対する特定のエリアの適切性を判断するために使用される地理学的またはGISベースのプロセスです。GIS 適合性分析の基本的な前提は、景観の各側面には、計画されている活動に対してある程度適切または不適切である固有の特性があるということです。適合性は、地形のさまざまな側面の体系的な多因子分析を通じて決定されます。 ^[13]モデル入力には、さまざまな物理的、文化的、経済的要因が含まれます。結果は、適合性の高いエリアから低いエリアまで強調表示するために使用される地図上に表示されることがよくあります。^[14]

GIS 適合性モデルは、通常、「最適な場所はどこか」という質問に答えます。これは、新しい道路やパイプライン、新しい住宅開発、小売店に最適な場所を見つけることに関係します。たとえば、新しい小売店を建設する商業開発者は、主要な高速道路や競合店までの距離を考慮し、その結果を土地利用、人口密度、消費者支出データと組み合わせて、その店舗に最適な場所を決定します。^[15]

• 土地利用分析：土地利用適合性分析では、地理的適合性を調査するためにGIS（地理情報システム）を使用する必要があります。このプロセスは、技術実証主義と社会政治的、公共の関与の観点から見ることができます。適合性の分析には、特定の土地領域内の経済的機会費用と社会的影響に関する要素も必要です。慎重な空間計画のこれらの側面の両方が伴う役割については批判がありました。^[16]空間分析への道具的アプローチは、適合性に関してはツールとして、または主要な計画として見ることができます。これにより、空間、場所、および両方の社会的構築に関する理論的な問題が浮上します。土地利用適合性には、仮定的および理論的なマッピングを実現できる多基準分析が必要です。^[17]ほとんどの管轄区域では、サイトの選択、影響調査、および土地利用計画に土地適合性分析を使用しています。^[18]
• 小売店舗の立地選定：適合性分析は、マーケティングやマーチャンダイジングの目的だけでなく、新しい小売店舗の立地選定にも重要です。^[19]
• 農業
• 防衛
• 犯罪分析
• 都市計画
• 野生生物：物理的構造、自然の生息地、そしてその2つの関係とそれが環境に与える影響の特定。これにより、野生生物の強化と人為的開発の関係を最適化することができます。^[16]

可能性空間は、適合性分析のあらゆる可能性のある結果と利点を分析できるフレームワークです。これは、技術的な土地マッピングを使用してリアルタイムで実行される幾何学的データ分析によって作成され、適合性の複数の組み合わせの開発を可能にします。物理的には、適合性の全体的な構成を可能にする視覚的なインタラクティブデータベースです。^[20]

• ゲシュタルト法:エリアを地図化し、類似地域を特定します。各土地利用の可能性を表す同質の場所ごとに追加の地図を作成し、比較して分析して、最適な土地利用の可能性を確認します。ただし、この方法は、対象の場所に関する深い知識を必要とするため、あまり一般的には使用されていません。通常、計画者がその空間に住み、十分な時間を費やす機会を得た場合にのみ得られます。また、それを効果的に伝えることも困難です。^[4]
• 順序付け法:傾斜、土壌タイプ、植生、気候など、土地の質に応じてエリアがマッピングされ、それぞれの質にはその価値に対応する評価が関連付けられます。したがって、土地利用は、他のエリアの比較可能な質に基づいて与えられた適合性評価によって決定されます。^[4]欠点としては、評価が専門家の主観的であること、比較可能にするために各評価を同じスケールで行う必要があることが挙げられます。
• 順序優先順位アプローチ(OPA):各コンポーネントの重みを計算し、優先順位関係に基づいてシステムの適合性を決定する方法。
• 線形結合法:順序結合法の評価された品質は、各評価が同じ間隔スケールに置かれる場合でも、最も重要な値に最大の重みが置かれ、最も重要でない値に最小の重みが置かれるという異なる重みで比較されます。
• 価値適合性分析：土地の適合性を決定する際に、人間の価値（美的嗜好など）が定量化可能な費用と便益と同等の重みで考慮される。これは、オープンスペースの組み込みとその管理手法を決定する際に頻繁に行われる。^[21]
• AHP (階層分析法):土地の各構成要素の重みを決定し、それぞれの用途に有利か不利かを判断する方法。判断の矛盾を特定する機能があります。 ^[要出典]

適合性分析を行うと、同じ土地区画に対して複数の異なる使用可能性の選択肢が見つかる場合があります。これは有利にも制限にもなり得ます。土地が 2 つ以上の用途に適しており、それらを組み合わせることができる場合、その土地の用途は適合していると判断されます。この例としては、1 階に企業があり、上階に住居がある建物が挙げられます。適合性のある土地の用途は、双方にとって有利な開発につながります。つまり、商業の需要が満たされると同時に、住宅の需要も満たされ、同時に人々が一日中路上にいることで、犯罪の可能性が減ります。土地の用途が相反するのは、土地がどちらか一方の用途にしか使用できない場合です。これは、農地として使用できる土地か、住宅地に開発できる土地が例です。その土地が開発されると、農業には使用できなくなります。適合性分析は、ここで再び役に立ち、計画者がどちらのニーズが大きいかを優先順位付けするのに役立ちます (この例では、経済または需要の圧力を考慮して、住宅と農地のどちらがより必要か)。^[22]

• 地理情報システム
• 空間分析
• 地理空間予測モデリング
• 環境計画
• 多基準意思決定分析