Χωρική ανάλυση για την ενίσχυση της κάλυψης φωτισμού οδών δημόσιων χώρων
Από RemoteSensing Wiki
Χωρική ανάλυση για την ενίσχυση της κάλυψης φωτισμού οδών δημόσιων χώρων
Η εφεύρεση και η ευρεία χρήση του τεχνητού φωτός άλλαξε θεμελιωδώς την ανθρώπινη δραστηριότητα και συμπεριφορά. Οι κοινότητες σε ολόκληρο τον κόσμο έχουν απενεργοποιήσει πλήρως τα φώτα του δρόμου για να αντισταθμίσουν τις ελλείψεις του προϋπολογισμού, αλλά έχουν αναζητήσει τρόπους για τη μείωση της φωτορύπανσης. Τα οφέλη του φωτισμού κατά τη διάρκεια της νύχτας είναι πολύ μεγάλα.
Η χωρική κατανομή του δημόσιου φωτισμού σε μια αστική περιοχή επηρεάζει σημαντικά τις ανθρώπινες δραστηριότητες και την ασφάλεια. Εκτός από το σημαντικό κόστος ενέργειας, η φωτεινή ρύπανση έχει σοβαρές φυσιολογικές συνέπειες για τον άνθρωπο και οικολογικές και εξελικτικές επιπτώσεις για τα ζώα και τους πληθυσμούς των φυτών και μπορεί να αναδιαμορφώσει ολόκληρα οικοσυστήματα. Η ενίσχυση των συνθέσεων των πηγών φωτισμού τη νύχτα είναι επομένως σημαντική σε πολλά μέτωπα για την αντιμετώπιση των δημοσιονομικών περιορισμών και των ανησυχιών αειφορίας.
Η δημόσια πολιτική που σχετίζεται με τον φωτισμό έχει επικεντρωθεί κυρίως σε θέματα ενεργειακής απόδοσης. Πέρα από αυτό, η εστίαση αποκλειστικά στα εξαρτήματα του φωτιστικού είναι ιδιαίτερα στενή, αγνοώντας τα θέματα της ανάγκης, της ασφάλειας, του αντίκτυπου, του συνολικού κόστους του συστήματος και της χωρικής απόδοσης, μεταξύ άλλων. Αυτό που φαίνεται χαμένο στη διαδικασία είναι μια εξέταση της πραγματικής ανάγκης και της αποτελεσματικότητας.
Αυτό το άρθρο εισάγει μια προσέγγιση για την αξιολόγηση και το σχεδιασμό του φωτισμού κατά τη διάρκεια της νύχτας, ενσωματώνοντας συστήματα γεωγραφικών πληροφοριών (GIS), χωρικές στατιστικές και μοντέλα χωρικής βελτιστοποίησης. Η προσέγγιση προσφέρει ένα συστηματικό τρόπο εξισορρόπησης των εμπορικών συναλλαγών που αποδίδονται στον φωτισμό, επιτρέποντας ταυτόχρονα να λαμβάνεται υπόψη ο σχεδιασμός, η ασφάλεια, το κόστος και οι επιπτώσεις στη διαδικασία λήψης απόφασης.
Η συστηματική αξιολόγηση και προγραμματισμός εξακολουθεί να αποτελεί κεντρικό σημείο για τη δημιουργία δομών δημόσιας οδικής υποδομής φωτισμού. Τα πρότυπα υποδηλώνουν ότι οι κατάλληλες διατάξεις φωτισμού του δρόμου εξαρτώνται από τον τύπο του δρόμου, το επίπεδο φωτισμού και την επιθυμητή ποιότητα φωτισμού και θα υπαγορεύουν το κατάλληλο φωτισμό δρόμου. Η ελαχιστοποίηση του αριθμού των απαραίτητων φωτιστικών δρόμων είναι μια σιωπηρή προσδοκία, επειδή μειώνει τα συνολικά έξοδα. Ωστόσο, τα κριτήρια απόστασης διασφαλίζουν ότι διατηρείται επαρκής φωτισμός. Ωστόσο, η αδυναμία των κριτηρίων απόστασης είναι ότι εξετάζουν μόνο το φωτισμό από τα φώτα του δρόμου, αγνοώντας το κτίριο, την σήμανση και άλλες πηγές φωτός.
Eπιδιώκεται η ταυτοποίηση της ελάχιστης διαμόρφωσης συνολικού κόστους φωτισμού, η οποία παρέχει πλήρη κάλυψη υπό την έννοια ότι όλα τα αντικείμενα λαμβάνουν το επιθυμητό επίπεδο φωτεινότητας. Ένα ερώτημα σχετικά με το κόστος αφορά καταστάσεις όπου δεν είναι δυνατή η πλήρης κάλυψη, είτε επειδή το κόστος των υπηρεσιών είναι υπερβολικό είτε ίσως επειδή τα οριακά οφέλη δεν δικαιολογούν τέτοιες δαπάνες. Στο παρόν άρθρο αναλύεται λεπτομερώς ένα πλαίσιο που αποτελείται από ψηφιακές πληροφορίες, GIS, χωρικές στατιστικές και χωρική βελτιστοποίηση . Το πλαίσιο υπογραμμίζει την αλληλεπίδραση μεταξύ της λήψης αποφάσεων, των γεωγραφικών πληροφοριών και μιας σειράς χωρικών αναλύσεων.
Η ανάλυση του δημόσιου φωτισμού του δρόμου απαιτεί λεπτομερείς χωρικές πληροφορίες, όπως δρόμους, πεζοδρόμια, διασταυρώσεις, μοτίβα ταξιδιού, χαρακτηριστικά συμπεριφοράς, ασφάλεια, ασφάλεια κ.λπ. Περαιτέρω, χαρακτηριστικά του φωτισμού, όπως το ύψος του πόλου, το μήκος του βραχίονα και το επίπεδο απόσβεσης, είναι επίσης απαραίτητα. Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης που χρησιμοποιούνται σε αυτή τη μελέτη είναι εικόνες νυχτερινής λήψης από αερομεταφερόμενη κάμερα. Διαπιστώνεται ότι το μεγαλύτερο μέρος της φωτεινότητας στους δρόμους προέρχεται από φώτα δρόμου, με μερικά από τα οποία προέρχονται από φωτισμό σπιτιού, σήματα καταστημάτων, διαφημίσεις επιχειρήσεων κ.λπ. στην περιοχή μελέτης. Οι δρόμοι που φωτίζονται κυρίως από άλλες πηγές τείνουν να έχουν ελάχιστη ή και καθόλου ανάγκη για φωτισμό δρόμου.
Το GIS διευκολύνει την ολοκλήρωση και τη διαχείριση διαφόρων ειδών δεδομένων, συμπεριλαμβανομένων των αγροτεμαχίων, των οδών, των διαδρομών / στάσεων διαμετακόμισης και των υπηρεσιών κοινής ωφέλειας. Το GIS περιλαμβάνει βασικές δυνατότητες χωρικής ανάλυσης, όπως μέτρηση του μεγέθους, του σχήματος και της διανομής της κάλυψης φωτισμού κατά μήκος των διασταυρώσεων και των οδών.
Προκειμένου να προχωρήσουμε πέρα από την απλή αξιολόγηση της διατήρησης των κριτηρίων διαχωρισμού, απαιτούνται άλλα χωρικά αναλυτικά εργαλεία. Για παράδειγμα, εάν τα θέματα αποτελεσματικότητας του συστήματος ενδιαφέρουν, τα μοντέλα βελτιστοποίησης παρέχουν την ικανότητα να εξετάζουν τις επιδόσεις και το κόστος. το μοντέλο που χρησιμοποιείται στους Murray και Feng [2016] διατηρεί τον φωτισμό μόνο ρυθμίζοντας το διάκενο μεταξύ των πόλων, χωρίς να υπολογίζει τη ζήτηση φωτισμού συνολικά. Πέρα από την αποτελεσματική ικανοποίηση των προτύπων απόστασης, η μεγιστοποίηση της ικανοποίησης της ζήτησης φωτισμού είναι βασικός στόχος μοντελοποίησης αυτού του άρθρου.
Συχνά αναμένεται μεγαλύτερη ορατότητα στις διασταυρώσεις λόγω της διασταυρούμενης κυκλοφορίας και της ασφάλειας των πεζών. Επομένως, κάθε διασταύρωση πρέπει να φωτίζεται άμεσα από ένα φως. Ωστόσο, σε άλλες περιπτώσεις, ο τύπος χαρακτηριστικών θα μπορούσε να είναι ένα τμήμα δρόμου. Δεν υπάρχει απαίτηση να φωτίζεται άμεσα και επομένως δεν επιβάλλεται ως τέτοιος στον περιορισμό αυτό.
Αυτό που το κάνει σημαντικό το μοντέλο που χρησιμοποιείται στο άρθρο, στο πλαίσιο του σχεδιασμού του φωτισμού του δρόμου, είναι η ικανότητα προσαρμογής της ασάφειας και η λιγότερο αυστηρή ερμηνεία των προτύπων απόστασης. ητήματα σχετικά με το δημόσιο φωτισμό του δρόμου εξετάστηκαν για μια γειτονιά με υπάρχοντα φώτα, με κύριο άξονα τη μεγιστοποίηση του φωτισμού. Η περιοχή μελέτης είναι περίπου 0.386 τετραγωνικά μίλια σε μέγεθος, που βρίσκεται στο Σαν Ντιέγκο, Καλιφόρνια. Τα στρώματα γεωγραφικών δεδομένων περιλάμβαναν αγροτεμάχια και δρόμους, μεταξύ άλλων, που αποκτήθηκαν από την περιφερειακή αποθήκη δεδομένων GIS της ένωσης κυβερνήσεων του Σαν Ντιέγκο. Με τη χρήση του GIS, η ανάλυση δείχνει ότι δεν τηρούνται τα πρότυπα φωτισμού του δρόμου και οι κατευθυντήριες γραμμές που καθορίζονται από την πόλη. Οι εφικτές τοποθεσίες για την τοποθέτηση ενός φωτισμού δρόμου είναι κατά μήκος ενός δρόμου, περίπου 10 πόδια από την άκρη του πλησιέστερου ορίου, εκτός από τις ράμπες πρόσβασης στο δρόμο και το πεζοδρόμιο, όπως απεικονίζεται στο σχήμα 2.
Η εξέταση της αποτελεσματικότητας του συστήματος φωτισμού ξεκινά με την κατάσταση όπου υποθέτουμε ότι τα φώτα θα μπορούσαν να τοποθετηθούν εκ νέου. Σαφώς απαιτούνται τουλάχιστον 75 φώτα δρόμου για να ικανοποιηθεί η απαίτηση φωτισμού διασταύρωσης. Επομένως, η ανάλυση ξεκινά με την τοποθέτηση 75 φώτων χρησιμοποιώντας το μοντέλο χωρικής βελτιστοποίησης.
Το παρακάτω σχήμα συνοψίζει τα σενάρια όπου 75 έως 163 τοποθετούνται στην περιοχή. Καθώς ο αριθμός των φώτων αυξάνεται, το ποσοστό κάλυψης αυξάνεται.
Συμπερασματικά, αυτό το πρότυπο πλαίσιο παρέχει τη βάση για εκτιμήσεις που εξισορροπούν το κόστος και τα οφέλη στο φωτισμό νυχτερινών ωρών. Η παροχή δημόσιου φωτισμού οδών είναι απαραίτητη λόγω της ανάγκης για φωτισμό, αλλά υπάρχουν ανταγωνιστικές ανησυχίες σχετικά με το κόστος και τον αντίκτυπο. Αυτή η μελέτη εφαρμόζει μια μεθοδολογία για τη μελέτη του φωτισμού που βασίζεται στη χρήση του GIS, των χωρικών στατιστικών και της χωρικής βελτιστοποίησης. Τα αναφερόμενα ευρήματα εξέτασαν έναν επανασχεδιασμό ολόκληρου του συστήματος του συστήματος φωτισμού για μια περιοχή μελέτης στο Σαν Ντιέγκο της Καλιφόρνια.
