Cost Distance Analysis
Die Cost Distance Analysis berechnet die geringsten kumulierten Kosten für die Fortbewegung von jeder Zelle eines Rasters zu einem oder mehreren Ausgangsstandorten und berücksichtigt dabei Barrieren und variierende Reibung über die Landschaft hinweg. Sie wird häufig für die Modellierung der Habitatkonnektivität, Erreichbarkeitsstudien und die Korridorplanung eingesetzt.
Überblick
Die Cost Distance Analysis ist ein rasterbasiertes GISGISGeographic Information Systems (GIS) enable users to analyze and visualize spatial data to uncover patterns, relation...-Verfahren, das die kumulierten Bewegungskosten von Ausgangsstandorten zu jeder anderen Zelle eines Untersuchungsgebiets berechnet. Im Gegensatz zur einfachen euklidischen Distanz berücksichtigt die Cost Distance räumlich variable Reibung oder Widerstände, etwa Geländeneigung, Landbedeckungstyp, das Vorhandensein von Straßen oder jeden anderen Faktor, der die Fortbewegung erleichtert oder erschwert. Das Ergebnis ist eine Cost-Distance-Oberfläche, bei der jeder Zellenwert die minimalen kumulierten Kosten zum Erreichen der nächstgelegenen Quelle darstellt.
Funktionsweise
Die Analyse erfordert zwei Eingaben: eine Menge von Ausgangsstandorten und eine Kosten- beziehungsweise Reibungsoberfläche, bei der jeder Zellenwert die Kosten für das Durchqueren dieser Zelle angibt. Ein Algorithmus, der dem kürzesten Pfad nach Dijkstra ähnelt, breitet sich von den Ausgangszellen nach außen aus und akkumuliert dabei die Kosten entlang der günstigsten Pfade. Die Ausgabe umfasst ein Cost-Distance-Raster (kumulierte Kosten zur nächstgelegenen Quelle) sowie optional ein Cost-Backlink-Raster (Richtung des kostengünstigsten Pfads zurück zur Quelle), das die Rückverfolgung der optimalen Route von jeder Zelle zur nächstgelegenen Quelle ermöglicht.
Anwendungen
Wildtierbiologen nutzen die Cost Distance, um die Habitatkonnektivität zu modellieren und Bewegungskorridore für Arten zu identifizieren, indem sie unwirtlicher Landbedeckung hohe Kosten und bevorzugtem Habitat niedrige Kosten zuweisen. Verkehrsplaner modellieren die Erreichbarkeit von Einrichtungen unter Einbeziehung von Straßennetzen und Gelände. Einsatzleitungen berechnen Reaktionszeiten über Landschaften mit unterschiedlichem Widerstand. Naturschutzplaner identifizieren die kostengünstigsten Korridore zwischen Schutzgebieten. Stadtplaner bewerten die Zugangsgerechtigkeit, indem sie die Cost Distance von unterversorgten Gemeinden zu Dienstleistungen berechnen.
Vorteile und Einschränkungen
Die Cost Distance Analysis bildet die reale Komplexität der Fortbewegung über heterogene Landschaften weitaus genauer ab als die euklidische Distanz. Allerdings erfordert sie eine sorgfältige Kalibrierung der Kostenoberfläche, und die Ergebnisse reagieren äußerst empfindlich auf die den einzelnen Landbedeckungs- oder Geländeklassen zugewiesenen Reibungswerte.
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