Інтерактивні карти міст: створення та застосування

Автор: , , та

Анотація: В даній за допомогою програми Tableau було досліджено густоту населення у місті Львів. Також проаналізовано розміщення та попит на мережеві супермаркети, транспортні зупинки, школи.

Бібліографічний опис статті:

, , та . Інтерактивні карти міст: створення та застосування//Наука онлайн: Міжнародний електронний науковий журнал - 2019. - №12. - https://nauka-online.com/publications/information-technology/2019/12/interaktivni-karti-mist-stvorennya-ta-zastosuvannya/

Стаття опублікована у: : Наука Онлайн No12 декабрь 2019

Інформаційні технології

Мищишин Орест Якович

кандидат фізичних-математичних наук,

доцент кафедри економічної кібернетики

Львівський національний університет імені Івана Франка

Гаврилюк Роксолана Орестівна

студент

Львівського національного університету імені Івана Франка

Тупис Андріана Ігорівна

студент

Львівського національного університету імені Івана Франка

Тирик Анна-Марія Михайлівна

студент

Львівського національного університету імені Івана Франка 

ІНТЕРАКТИВНІ КАРТИ МІСТ: СТВОРЕННЯ ТА ЗАСТОСУВАННЯ

Анотація. В даній за допомогою програми Tableau  було досліджено густоту населення у місті Львів. Також проаналізовано розміщення та  попит на мережеві супермаркети, транспортні зупинки, школи.

Ключові слова: густина населення, транспортна мережа, школи, мережі супермаркетів.

Актуaльність проблeми. Найкращим методом, що дозволяє опрацювати великий обсяг інформації за короткий проміжок часу є візуалізація. Це спосіб побудови графічного образу даних, що має на меті ефективне, наочне представлення даних, що допомагає у процесі загального аналізу інформації. Якщо виникає просторове запитання, найкращим методом дослідження є аналіз географічних даних. Адже, карти можна використовувати для показу кількісних даних для окремих місць, для показу даних про співвідношення, для візуальних кластерів даних. На сьогоднішній день, через швидкий темп урбанізації для місцевої влади, для підприємців та для забудовників необхідно вміти користуватися інтерактивними картами міст та аналізувати географічні дані, для правильного містобудування та забезпечення зручної інфраструктури.

Виклад основного матеріалу дослідження. З точки зору урбаністики основними об’єктами міста є будівлі. Для різних міст характерна різна структура забудови. Квартали будівель чергуються з промисловими зонами, зонами відпочинку, елементами транспортної інфраструктури. Міська забудова в свою чергу поділяється на вертикальну та горизонтальну, та змішану [1].

Дві основні характеристики, які визначають типи міст – це величина міста та густота населення. Густота́ населення — рівень заселеності певної території; кількість постійного населення, що проживає на одиниці площі (як правило, в розрахунку на один квадрат­ний кілометр). При обчисленні щільності населення інколи виключається незаселена територія, а також великі внутрішні водні простори [2].

Рис. 1. Густота населення міста Львова. Кожна точка кількість мешканців на площі 100х100м

Проте для точних досліджень ми потребуємо дані по густоті населення на менших площах,  для прикладу 100х100 метрів. На такій площі може розміститися лише одна або де-кілька будівель. Для такого точного розрахунку густоти населення доречно брати за основу окрему будівлю, та її основні характеристики: поверховість, кількість під’їздів, квартир та відповідно мешканців. Тому було створено карту точок з координатами довготи і широти. Кожна точка відображає один будинок.

Для створення моделі великого міста було взято місто Львів з населенням більше 700 000 осіб. Це місто характеризується різними типами забудови (вертикальної та горизонтальної) [1]. Дані для оцінки параметрів різних будівель (поверховість, кількість під’їздів, квартир та відповідно мешканців) взято з відкритих джерел: даних міської ради, супутникових карт, візуальних спостережень. На основі даних про будівлі для двох районів міста Залізничного та Франківського (всього 8 968 будинків) розраховано середні значення параметрів будівель.

Для перевірки адекватності  моделі було експортовано дані відкритого ресурсу OpenStreetMap [3] для усього міста Львова (типи будівель, їхні координати, адреси будинків, кількість поверхів), трансформовано файл даних типу osm в тип csv за допомогою відповідних інструментів. Згодом побудовано карту будівель відповідно до географічних координат. На основі середніх значень даних про поверховість та інших характеристик будівель для двох районів міста побудовано карту мікрогустини населення цілого міста Львова (Рис 1).

Рис. 2. Інструмент для розрахунку густоти населення на основі окремих будинків

Використовуючи інструменти програми Tableau створено карту об’єктів Львова та DashBoard, який дозволяє розрахувати кількість мешканців в околі певної точки, густоту населення на певній площі, відобразити  типи будівель та їхні адреси,  (Рис 2).

Запропонований інструмент може бути використаний для державних структур управління та бізнесу:

  • планування та оптимізація об’єктів соціальної сфери (школи, лікарні);
  • планування та обслуговування міських мереж та комунікацій (транспортних, газопостачання, водопостачання та водовідведення, електропостачання);
  • планування та оптимізацію розташування торгових точок, аптек та використання даних карт густоти для порівняння показників діяльності існуючих об’єктів (Рис3);
  • оптимізація розташування виборчих дільниць;
  • планування і оптимізація транспортної інфраструктури.

Для великих міст електронні карти OpenStreetMap заповнені об’єктами майже повністю, крім того в вільному доступі є інші джерела інформації про будівлі та мешканців населених пунктів (бази даних, супутникові фотографії поверхні землі). Зовсім інша ситуація для невеликих населених пунктів. Для створення карт густини невеликих населених пунктів необхідно в першу чергу заповнити об’єктами карти OpenStreetMap для них.

Рис. 3. Розрахунок кількості мешканців в околі торгових точок дистрибуційних мереж міста Львова

Даний підхід дозволив використовувати параметри моделі, яка створена для міста Львова, для інших міст України та закордону. Схожі інструменти та карти густин створено для інших міст: Лодзь, Краків, Дрогобич, Перемишль.

За допомогою програми Tableau та визначеної густини населення можна дослідити забезпеченість міста мережевими супермаркетами та попит на них.

Із наведених вище даних було проаналізовано забезпечення населення міста торговими мережами супермаркетів таких як:

  • АТБ;
  • Арсен;
  • Сільпо;
  • Близенько.

Першим розглянемо мережу супермаркетів АТБ. Це відносно нова мережа у місті, яка налічує 19 супермаркетів. Також проаналізуємо можливий  попит на кожен супермаркет у радіусі 300м.

Дослідивши мережу визначено, що найбільшим попитом користується супермаркет на вул. Симона Петлюри 37, а найменшим на вул. Личаківській 201.

Наступна мережа супермаркетів яку ми розглянемо є Арсен. Дана мережа є найстарішою, так як появились першою у Львові. Всього по місту є 6 супермаркетів. Найбільший попит є на вул. Патона 37, а найменший на вул. Зелена 147.

Третьою мережею яку розглядаємо є супермаркети  Сільпо. Супермаркети даної мережі є найпривабливіші для клієнта тому що вони завжди удосконалюють свої торгівельні зали, оновлюють обладнання та надають великий вибір продуктів як стандартних так і екзотичних. У місті налічується 10 таких супермаркетів.

Остання мережа супермаркетів яку ми розглядаємо є Близенько. Це найбільша мережа у Львові яка налічує 30 супермаркетів. Найбільший попит є на вул. Гетьмана Мазепи 11, а найменший на вул. Богдана Хмельницького 214. Найбільший попит є на вул. Драгана 4б, а найменший на вул. Шевченка 111.

Загальну картину, як розташовані супермаркети на карті у місті Львів, можна бачити на рис. 4.

Рис. 4. Розташування мереж супермаркетів у місті Львів

Дані спостереження виявили, що Личаківський район міста Львів не забезпечений достатньою кількістю супермаркетів. Мешканці які проживають у даному районі можуть відчувати дискомфорт через це. Приватним підприємствам досить вигідно відкривати супермаркети у цьому районі так як присутня дуже низька конкуренція.

На основі даних, які були проаналізовані, можна побудувати мережу громадського транспорту міста і визначити потужність зупинок. Для візуалізації потрібні дані про місцезнаходження і кількість маршрутів на зупинці, а визначити потужність допоможуть дані густоти населення, визначення яких наведено вище.

Рис. 5. Транспортна мережа міста Львова

Такий вигляд має мережа громадського транспорту міста Львів, (рис. 5). Розмір кола зупинки на карті залежить від потужності. З даної карти транспортної мережі добре видно, що частково у Шевченківському районі та більшій частині Личаківського і Залізничного районів є дуже велика проблема з міським транспортом. Там майже немає зупинок і для зручності, людям необхідний власний автотранспорт, а це, в свою чергу, збільшує завантаженість доріг і корків, які утворюються при такій великій кількості автотранспорту.

При наведені на будь-яку зупинку, випадає вікно з інформацією (рис. 6): назва зупинки, широта і довгота, кількість людей в радіусі 300 метрів та кількість транспорту (маршрутів, які проходять через зупинку). Але варто пам’ятати, що дані не є достовірними, адже розраховані з кількості людей, які проживають в будинках навколо зупинки. Також послугами міського транспорту на зупинці можуть скористатись турист, гості міста, а також люди, які приїхали з ближніх міст чи сіл, по особистих справах чи роботі.

Рис. 6. Інформація про зупинку

Для оптимізації міського транспорту потрібно проаналізувати дані і визначити, де кількість маршрутів є занадто велика, а де – мала. Можна зняти декілька маршрутів (де вони зайві) і перенести туди, де їх не вистачає. Це врівноважить навантаження транспортної системи міста Львова. Також, прокласти зовсім нові маршрути, де їх взагалі не має, як вже зазначалось у Личаківському, Залізничному та Шевченківському районах.

Покращення транспортної інфраструктури являється дуже важливим аспектом життя міста, адже коли перевезення є комфортним і якісним, більше людей буде користуватися послугами міського транспорту, частина відмовляться від автомобілів, даючи перевагу громадському транспорту, це зменшить завантаженість на дороги, зробить місто екологічно стійким та економічно конкурентоспроможними. Коли схеми громадського транспорту інтегруються в стратегії економічного розвитку – міський розвиток та житлову політику, стратегії освіти та зайнятості, а також туристичний аспект, місто може по-справжньому процвітати.

Також за допомогою аналізу географічних даних в програмі Tableau можна дізнатися про забезпеченість міста Львова загальноосвітніми закладами. Для цього на відображено усі школи міста на карті з інформацією про них (рис. 7)

Рис. 7. Інформація про загальноосвітні заклади

У 2018 році було прийнято закон про приналежність шкіл відповідно до територіального розподілу, тобто до кожної школи міста є перелік вулиць, які вона охоплює, згідно з рішенням, до перших класів у школах приймають першочергово дітей з територій, які закріплені за закладами загальної середньої освіти. Тому варто провести аналіз по кожній школі, чи достатньо в ній місць для усіх дітей того регіону, який вона охоплює.

Для подальшого аналізу потрібно дізнатися кількість дітей на території, яка охоплена тою чи іншою школою, і порівняти ці дані з даними по школах.

За допомогою аналізу географічних даних у Tableau було досліджено область охоплення кожної школи(рис. 8), та записано дані про кількість жителів на цій території, і пораховано у відсотковому співвідношенні приблизну кількість дітей.

Рис. 8. Дослідження області охоплення школи

Далі було проведено порівняння кількості місць у школах та кількості дітей, що проживають на охоплених територіях цих шкіл, для прикладу розглянемо ситуацію у Шевченківському районі міста Львова (рис. 9)

Рис. 9. Аналіз забезпеченості шкільними місцями у Шевченківському районі

На даному рисунку ми бачимо, що такі школи як СЗШ № 20, № 43 і Львівська правнича гімназія не мають достатньої кількості місць для забезпечення дітей, що проживають на охоплених ними територіях. Загалом 655 дітей навчаються не в тих школах. Відповідно діти змушені навчатися або далеко від дому, що є проблемою, як для батьків так і для самих дітей, або навчатися у другу зміну, так як місцева влада за поданням навчального закладу затвердила можливість проводити навчання у другу зміну для СЗШ № 23 , що трохи вирішує проблему з недостатньою кількістю місць.

Література

  1. The dense city question. URL: https://www.rics.org/es/wbef/markets-geopolitics/the-dense-city-question/
  2. Густота населення. URL: https://uk.wikipedia.org
  3. Карта OpenStreetMap. URL: https://www.openstreetmap.org/edit#map=17/49.84038/24.01205

Перегляди: 701

Коментарі закрито.

To comment on the article - you need to download the candidate degree and / or doctor of Science

Підготуйте

наукову статтю на актуальну тему, відповідно до роздлів журналу

Відправте

наукову статтю на e-mail: editor@inter-nauka.com

Читайте

Вашу статтю на сайті нашого журналу та отримайте сертифікат