Материал: patrakeev_im_geoprostranstvennye_tekhnologii_v_modelirovanii

степени территория относится к частично урбанизированной территории. Выше изложенные рассуждения проиллюстрированы на рисунке 4.5

Рис. 4.4 – Различные виды функций принадлежности и их влияние на степень и интенсивность процесса урбанизации городского пространства

Рис. 4.5 – Функции принадлежности для операций пересечения и объединения двух множеств. (Процесс развития градостроительной системы представлен от этапа s0 до этапа s10)

116

4.1.3 Функционально-пространственное развитие градостроительной системы как нечеткий пространственно-временной процесс

В мировой теории и практике процесс урбанизации рассматривается как процесс распространения городского образа жизни; процесс концентрации, интеграции и интенсификации человеческой деятельности, глобальный и социально-экономичекий процесс. Основным критерием установления степени урбанизации территорий, регионов является превышение городского населения над сельским (свыше 50%).

При этом уровень урбанизации, находящийся в пределах 51-65%, считается среднеурбанизированным регионом, от 66% и выше– высокоурбанизированным.

Существует довольно значительное количесто различных подходов к определению уровня и темпа урбанизации городской территории. Некоторые используют математические методы и модели, основанные на определении размера и плотности населения, которое располагается на исследуемой территории, другие основаны на использовании технологии дистанционного зондирования Земли, с помощью которой можно определить как размеры, так и назначение, и тип использования земльных ресурсов на рассматриваемой территории.

Так как городская система представляет собой скопление и высокую концентрацию зданий и сооружений на достаточно ограниченной территории то должны быть некоторые пороговые значения, которые позволят классифицировать переход населенного пункта из состояния, например, поселения городского типа к городу с высокой степенью урбанизации, хотя сами пороговые значения могут претерпевать изменения как в пространстве, так и во времени [51].

Различные критерии оценки размера и плотности населения используются для определения такого понятия как городская территория, причем для разных стран эти критерии разные. Например, в некоторых Скандинавских странах любое поселение, которое имеет более 200 жителей, классифицируется как город. В США в понятие города включены территории, на которых плотно проживает от 2 500 жителей и более, и некоторые специальные территориальные образования имеющие плотность 1 500 жителей на квадратную милю (около 580 жителей на квадратный километр). В Австралии территории с плотностью населении от 500 жителей на квадратную милю уже считается городским образованием. Многие страны сознательно значительно увеличили

117

пороговое значение для определения размера компактного проживания населения. Так, например, Греция установила 10 000 жителей, Япония – 30 000 жителей для населенных пунктов, которые могут считаться городом.

Разнообразие порогового значения в большей степени зависит от уровня экономического развития, состояния социальной инфраструктуры и отраслевой структуры экономики конкретной страны. Например, рассматривая физическую географию Скандинавии и направления, в которых ее поселения развиваются, то населенные пункты более 200 жителей могут вполне считаться городом. С другой стороны, в таком государстве как Япония с относительным дефицитом территории и высокой плотностью населения пороговое значение в 30 000 жителей может считаться реалистичным для того, чтобы такой населенный пункт отнести к городу. Плотность населения выступает как показатель освоенности территории, как показатель интенсивности хозяйственной деятельности людей и территориальной структуры хозяйства.

Для сравнения, в соответствии с ДБН 360-92 «Планування і забудова міських і сільских поселень» в Украине городские поселения в зависимости от количества населения делятся на следующие группы:

В стороне от критерия плотности населения стоит подход, основанный на использовании технологии дистанционного зондирования Земли, так же применяемый для картографирования землепользования, почвенно-растительного покрова, плотности застройки, климатических условий и социально-экономических характеристик, которые изменяются в пространстве и времени в процессе развития городской среды.

Данные дистанционного зондирования, особенно те, которые получены со спутников с высокой степенью разрешения, таких как Landsat и SPOT, могут быть использованы для картографирования и исследования городских систем и их изменений во времени и пространстве, однако использование данных дистанционного

118

зондирования для получения атрибутивной, то есть описательной информации в настоящее время затруднено. Но наиболее важным и основным недостатком данных полученных методами дистанционного зондирования является невозможность различить и четко установить границы между урбанизированными и не урбанизированными районами картографируемой территории.

Так как городская система является физической концентрацией населения и сооружений то, следовательно, плотность населения и плотность жилой застройки являются теми критериями, которые могут быть применены для определения зон и областей интенсивной урбанизации территорий.

В частности, такие критерии позволяют успешно применить теорию нечетких множеств для разработки нечеткой концепции моделирования развития городских систем.

Рассмотрим нечеткое множество «городская территория», которое можно формально определить в виде уравнения:

Surban = { ( xi, j , μSurban ( xi, j )) | xi, j X }.

Значение функции принадлежности изменяется от 0 до 1, которая характеризует изменение состояния ячейки, находящейся в процессе территориального развития.

Например, если ячейка имеет значение функции принадлежности – 0, то такая ячейка находится в начале процесса урбанизации, если ячейка имеет значение функции принадлежности 1, то в этом случае она полностью соответствует требованиям, предъявляемым к урбанизированным территориям.

Ячейки, которые имеют значение функции принадлежности от 0 до 1 - имеют частичную степень урбанизации. Для определения математического выражения нечеткой функции принадлежности, которая будет определять степень разграничения городской территории, выберем в качестве критерия плотность населения. Плотность населения будет использована для измерения уровня городской урбанизации ячейки xi, j в нечетком

множестве Surban . Под обозначением Surban будем понимать исследуемое градостроительное пространство.

Значение плотности населения зависит от многих других факторов, таких как плотность жилой застройки, от инженерной инфраструктуры, например, система водоотведения, система водоснабжения, система

119

газоснабжения и т.д., кроме того, от типа землепользования, информацию о котором можно получить на основании использования данных дистанционного зондирования Земли, кроме того, и от процента населения, занятого в агропромышленном секторе на исследуемой территории.

Например, если территория имеет низкую плотность населения, но высокую плотность застройки, или если на территории преобладают такие основные функциональные типы землепользования, как: селитебные; производственные; ландшафтно-рекреационные и другие, то плотность населения необходимо повысить к более высоким значениям. И наоборот, если исследуемая территория имеет относительно высокую плотность населения, однако значительная часть территории имеет сельскохозяйственное назначение, то значение плотности населения должно быть уменьшено для всей рассматриваемой территории.

Рассмотренный общий подход к определению городских территорий, разумеется, будет отличаться в разных странах. Если исследуемая территория имеет плотность населения меньше, чем определенное значение (пороговое значение), то эта территория будет считаться как не урбанизированная, и значение функции принадлежности для территории будет принимать значение 0; если исследуемая территория имеет плотность населения больше порогового значения, то территория имеет плотную застройку и функция принадлежности принимает значение 1. Пороговые значения плотности населения могут значительно изменяться от одной страны к другой или даже от одного города к другому. Поэтому, пороговые значения должны определяться индивидуально в соответствии с местоположением в различных странах или городах.

Например, таким низким порогом для Австралии является 200 человек на квадратный километр (соответственно 500 человек в квадратную милю), в то время как для Канады и Соединенных Штатов этот порог составляет 400 человек и 580 человек на квадратный километр, соответственно.

нижний порог плотности населения представлены значениями ρ0 и ρ1 , соответственно, с целью разграничения территориальных зон по показателю плотности населения. Для определения значения функции принадлежности для каждой ячейки рассматриваемого ОС-пространства

120