L’outil Superposition pondérée applique l’une des méthodes les plus utilisées pour l’analyse de superpositions afin de résoudre des problèmes faisant intervenir plusieurs critères, tels que le choix de site et les modèles d’adéquation. Dans une analyse de superposition pondérée, chacune des étapes d'analyse de superposition générales est suivie.
Comme avec toutes les analyses de superposition, dans l'analyse de superposition pondérée, vous devez définir le problème, décomposer le modèle en sous-modèles et identifier les couches en entrée.
Puisque les couches de critères en entrée sont exprimées dans des systèmes de numération différents dotés de plages différentes, pour pouvoir les associer au sein d’une seule analyse, vous devez reclasser chaque cellule de chaque critère dans une échelle de préférence commune telle que 1 à 10, 10 étant le plus favorable. Une préférence attribuée sur l’échelle commune implique la préférence du phénomène pour le critère. Les valeurs de préférence sont situées sur une échelle relative. Cela signifie qu’une valeur de préférence de 10 est deux fois plus préférée qu'une valeur de préférence de 5.
Les valeurs de préférence ne doivent pas être attribuées les unes par rapport aux autres au sein de la couche, mais elles doivent aussi avoir la même signification d'une couche à l’autre. Par exemple, si un emplacement pour un critère a une préférence de 5 attribuée, il aura la même influence sur le phénomène qu'un 5 dans un deuxième critère.
Dans un modèle d’aptitude simple, vous pouvez avoir trois critères en entrée : pente, aspect et distance par rapport aux routes. Les pentes sont reclassées sur une échelle de 1 à 10, les plus plates étant moins coûteuses. Par conséquent, elles sont les plus favorables et se voient attribuer les valeurs les plus élevées. Lorsque les pentes sont plus raides, les valeurs qui leur sont attribuées sont en diminution, les plus raides possédant la valeur 1. Vous appliquez le même processus de reclassification à l’échelle 1 à 10 pour l’aspect, les aspects les plus favorables, dans ce cas, les plus méridionaux, présentant les valeurs les plus élevées. Le même processus de reclassification est appliqué au critère de distance par rapport aux routes. Les emplacements les plus proches des routes sont plus favorables puisqu’il est moins coûteux d’y construire, car l’accès est plus facile à l’électricité et ils nécessitent des accès plus courts. Une localisation à laquelle une valeur d’adéquation de 5 a été attribuée sur la couche de pente reclassée est deux fois plus coûteuse pour la construction qu’une pente à laquelle une valeur de 10 a été attribuée. Un emplacement auquel une aptitude de 5 a été attribuée sur une couche de pente reclassée aura le même coût qu’une valeur 5 attribuée sur la couche distance par rapport aux routes reclassée.
Chacun des critères de l’analyse de superposition pondérée peut ne pas être égal en importance. Vous pouvez accorder une pondération plus forte aux critères importants qu’aux autres. Par exemple, dans notre exemple de modèle d’aptitude de logement, vous pouvez décider qu’à des fins de préservation à long terme les meilleurs aspects sont plus importants que les coûts à court terme associés aux critères de pente et de distance par rapport aux routes. Par conséquent, vous pouvez pondérer les valeurs d’exposition comme étant deux fois aussi importantes que les critères de pente et de distance par rapport aux routes.
Les critères en entrée sont multipliés par les pondérations, puis additionnés. Par exemple, dans le modèle d’adéquation pour des logements, l’exposition est multipliée par 2 et les trois critères sont additionnés ou représentés d’une autre manière, (2 * exposition) + pente + distance par rapport aux routes.
La dernière étape du processus d’analyse de superposition consiste à valider le modèle afin de s’assurer que ce qui est indiqué par le modèle se trouve bien sur le site. Une fois le modèle validé, un site est sélectionné et la maison est construite.
Utilisation de l’outil Superposition pondérée
L’outil Superposition pondérée permet d’implémenter plusieurs des étapes du processus général d’analyse de superposition au sein d’un seul outil.
L'outil associe les étapes suivantes :
- Il reclasse les valeurs contenues dans les rasters en entrée dans une échelle d’évaluation commune d’aptitude ou de préférence, de risques ou une échelle d'unification similaire
- Il multiplie les valeurs de cellules de chaque raster en entrée par la pondération de l’importance du raster
- Il additionne les valeurs des cellules résultantes pour produire le raster en sortie
L'outil accepte uniquement les rasters d’entiers en entrée, comme un raster d’utilisation du sol ou de types de sol. Les rasters continus (à virgule flottante) doivent être reclassés en entier pour pouvoir être utilisés.
En règle générale, les valeurs de rasters continus sont regroupés par plages, comme pour la pente, ou par sorties de distance euclidienne. Chaque plage doit avoir une valeur unique attribuée pour pouvoir être utilisée dans l’outil Superposition pondérée. L'outil Reclassification permet de reclasser ce type de raster. Vous pouvez soit laisser la valeur non attribuée à chaque plage (mais prenez note de la plage de valeurs à laquelle la nouvelle valeur correspond) et attribuer des pondérations aux valeurs de cellule dans l’outil Superposition pondérée ultérieurement ou vous pouvez attribuer des pondération au moment de la reclassification. Après avoir choisi l’échelle d’évaluation correcte, ajoutez le raster à l'outil Superposition pondérée. Les cellules contenues dans le raster sont déjà définies selon l’aptitude ou la préférence, le risque ou une échelle d'unification similaire. Les rasters en sortie peuvent être pondérés selon leur importance et ajoutés pour produire un raster en sortie.
Si l'outil Superposition pondérée a été utilisé pour la modélisation d’aptitude (pour localiser les zones adéquates), les valeurs plus élevées indiquent qu’un emplacement est mieux adapté. Si l’outil a été utilisé pour générer une surface de coût (par exemple, pour connaître le coût d'un déplacement dans le paysage), les valeurs élevées indiquent généralement des coûts de déplacement plus élevés. Vous devez comprendre les valeurs d’échelle que vous appliquez aux rasters en entrée afin de savoir ce que signifient les valeurs du raster en sortie.
Exécution de l’outil Superposition pondérée
La procédure d’exécution de l’outil Superposition pondérée est la suivante :
- Sélectionnez une échelle d’évaluation.
L’échelle d’évaluation représente la plage d’adéquation (ou d’autres critères), les valeurs à une extrémité de l'échelle représentent un extrême d’adéquation (ou d’autres critères) et les valeurs à l’autre extrémité représentent l’autre extrême.
L'échelle d’évaluation par défaut s’étend de 1 à 9 par incréments de 1 (par exemple, 1 étant la valeur la moins adaptée et 9 la plus adaptée). Si vos rasters en entrée sont déjà reclassés dans une échelle de mesures communes grâce à l'outil Reclassification, il est important de sélectionner une échelle d’évaluation correspondant à l’échelle utilisée pour la reclassification. Par exemple, si des rasters ont été reclassés avec une échelle de 1 à 10 (1 étant le moins adapté et 10 le plus adapté), une échelle d’évaluation de 1 à 10 par incréments de 1 doit être saisie comme échelle d’évaluation dans l’outil Superposition pondérée.
- Ajoutez des rasters en entrée.
Sélectionnez les couches dans la table des matières de la carte ou recherchez des jeux de données raster dans le fichier avec les icônes (v) ou (+) respectivement dans la table de superpositions pondérées en entrée. Sélectionnez une ligne de raster dans la table et modifiez le champ le cas échéant. 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’un de vos rasters en entrée, vous pouvez avoir un champ de description qui décrit chaque type d'utilisation du sol. Le fait d’utiliser ce champ plutôt que le champ de valeur par défaut facilite l’attribution de pondérations à ce raster.
Remarque :
Seuls les rasters d’entiers discrets peuvent être utilisés. Reclassez des rasters continus avant de les ajouter à l'outil Superposition pondérée.
- Définissez les valeurs d’échelle.
Les valeurs de cellule de chaque raster en entrée dans l’analyse sont les valeurs attribuées provenant de l’échelle d’évaluation. Cela rend possible les opérations arithmétiques sur des rasters qui contenaient au départ des types de valeurs différentes. Vous pouvez modifier les valeurs par défaut attribuées à chaque cellule selon leur importance ou leur adéquation. Par exemple, un raster d'utilisation du sol ajouté contient des valeurs représentant le type d’utilisation du sol (Forêt = 7, Eau = 3, Sol stérile = 1, Sol à arbustes = 10). Pour trouver des emplacements convenant à la construction, vous attribuez des valeurs d’échelle en fonction du degré d’adéquation de chaque type d'utilisation du sol. Par exemple, avec une échelle d’évaluation définie à 1 à 9 par 1, vous pouvez attribuer les valeurs d’échelle suivantes : Forêt = 3, Eau = Restreint, Sol stérile = 9, Sol à arbustes = 7.
- Attribuez des pondérations aux rasters en entrée.
Chaque raster en entrée peut être pondéré, ou un pourcentage d'influence peut lui être attribué, en fonction de son importance. L’influence totale de tous les rasters doit être égale à 100 %. Par exemple, il peut être plus important de construire un centre commercial sur des sols stables que de le localiser dans une zone commerciale fréquentée.
- Exécutez l’outil Superposition pondérée.
Les valeurs des cellules de chaque raster en entrée sont multipliées par la pondération du raster (ou le pourcentage d'influence). Les valeurs des cellules résultantes sont additionnées pour produire le raster en sortie final.
Utilisation de Restreint et NoData pour la valeur d'échelle
Le fait de définir une valeur d’échelle à Restreint attribue à cette cellule une valeur dans le résultat de la superposition pondérée en sortie correspondant à la valeur minimale de l’échelle d’évaluation définie, moins 1. Si aucune entrée de l’outil Superposition pondérée ne contient de cellules NoData, vous pouvez utiliser NoData comme valeur d’échelle pour exclure certaines valeurs. Il est toutefois plus sûr, et essentiel, si vous n’avez aucune cellule NoData dans aucune de vos entrées, d’utiliser une valeur Restreint à la place. Vous pourriez potentiellement obtenir un résultat de la part de l'outil Superposition pondérée contenant des cellules NoData provenant d'une ou de plusieurs entrées (NoData dans une entrée quelconque équivaut à NoData dans le résultat) et des zones restreintes que vous avez exclues intentionnellement. Les valeurs NoData et Restreint ne doivent pas être confondues, elles servent chacune un but spécifique. Certaines zones NoData dont vous ne connaissez pas la valeur peuvent en fait être adéquates. Si vous utilisez NoData plutôt que Restreint pour exclure certaines valeurs de cellules, et que des valeurs NoData sont présentes dans une ou plusieurs entrées, vous ne saurez pas si une cellule NoData signifie que la zone a une utilisation limitée ou si aucune donnée en entrée n’était disponible pour cet emplacement.
Utilisez la valeur Restreint avec parcimonie comme valeur d’échelle pour la création d'une surface de coût. Puisque l'utilisation de Restreint donne une valeur à cette cellule correspondant à la valeur minimale de l’échelle d’évaluation moins 1, vos zones restreintes apparaissent comme présentant le coût le plus bas, alors qu’elles sont en fait exclues de l’analyse. Vous devez plutôt attribuer un coût élevé ou définir la valeur d’échelle à NoData pour les zones à exclure de l’analyse.
Superposition pondérée, exemple de l’outil
Dans l’exemple suivant, un emplacement est choisi pour un nouveau parc urbain. Trois facteurs sont pris en compte : l’utilisation du sol, la densité de la population et la distance par rapport aux parcs existants. L’objectif est de trouver une zone d'utilisation du sol adéquate, comme un terrain vacant, dans un quartier à forte densité de population afin d’offrir des espaces verts à des zones densément peuplées dépourvues de parcs.
Les rasters en entrée de l’outil de superposition pondéré s’affichent dans l’image ci-dessus. Il s’agit (de gauche à droite) d'utilisation du sol, de densité de population et de distance par rapport aux parcs.
Le modèle de superposition pondérée est présenté dans l’image ci-après sous la forme d’un traitement dans ModelBuilder :
Chaque classe de valeur dans chaque raster en entrée se voit attribuer une nouvelle valeur reclassée sur une échelle d’évaluation de 1 à 5, dans laquelle 1 représente le degré d’adéquation le plus faible et 5 le plus élevé. Par exemple, dans le raster d'utilisation du sol, le terrain vacant est fortement adapté, alors que le terrain commercial ne l’est pas. Dans le raster de densité de population, les valeurs d’adéquation sont élevées pour les zones à forte densité et faible pour les zones à faible densité. Dans le raster de distance par rapport aux parcs, le degré d’adéquation augmente avec la distance par rapport aux parcs existants car les zones éloignées des parcs existants sont mal desservies.
N'importe quelle classe peut se voir attribuer une valeur Restreint, ce qui signifie que la zone correspondante est inacceptable ou inutilisable. Les zones restreintes sont exclues de l’analyse. Dans le raster d’utilisation du sol, par exemple, les aéroports et les étendues d’eau sont restreints.
Chacun des trois rasters en entrée est ensuite pondéré. Dans cette superposition pondérée, l'utilisation du sol présente une influence de 50 %, la densité de population de 15 % et la distance par rapport aux parcs de 35 %.
Les zones les plus adéquates sont représentées en rouge. Les zones oranges sont les suivantes, suivies des vertes. Les zones bleues et violettes sont les moins adaptées et les blanches sont restreintes. La modification des valeurs d’aptitude ou des pourcentages d’influence produisent des résultats différents.
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