Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fractal analysis of land development elements for spatial planning purposes

Bieda Agnieszka, Adamczyk Tomasz, Bydłosz Jarosław, Cichociński Piotr, Parzych Piotr

GIS Odyssey Journal

|

2021

|

Vol. 1, no. 1

131--145

EN

Spatial planning is a set of complex processes that aim to determine the correct location of objects in the established area subject to planning procedures. Planning documents, executed at all levels of detail, must consider the current state of land development, both in the area subject to land-use planning procedures and adjacent areas. Hence, the creation of such documents must be preceded by multiple analyses. These considerations should lead to the determination of conditions to be met by future land development elements in such a way as to take into account and use the existing ones. Because land use elements such as river network, road networks, buildings or forest areas are considered examples of random fractals, it was considered that the detection of fractal structures in area subject to land-use planning procedures could facilitate decision-making processes during creation of planning documents on a regional scale. This paper checks if it is possible to mathematically describe the clear chaos that prevails in the existing area subject to land-use planning procedures and if the use of fractal analysis in spatial planning is possible. The research was based on data from the Database of General Geographical Objects and the Bank of Local Data. Analyses were conducted within the borders of provinces.

2

FRACTALS – return to origin

Such Piotr

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 2

89--93

EN

Fractals have become fashionable. Therefore, in recent years there have been many articles in which the authors support something that they call a fractal account, including, for example, the sum of fractal dimensions. This paper is a recapitulation of what a fractal account is in the Earth sciences, what are its uses and boundaries. The definition of fractals is: it has a non trite structure in all scales, it is very hard to describe fractal structure in the Euclidean geometry, it is self-similar (directly or statistical), its Hausdorf dimension is greater than its topological dimension, it is described by recurrent formula, its dimension is not an integral number. In the face of such a wide and imprecise formula, various fields of science have introduced their definitions of fractal. It only has to meet most of the conditions included in the definition. In the analysis of geological objects in Earth sciences and in oil and gas industry, fractals are defined by the recurrence formula with its range of applicability, fractal dimension share a part of the space occupied by the fractal object, so the highest value of fractal dimension is equal to 3. Fundamental work in which the name of fractals for self- similar objects were introduced was The Fractal Geometry of Nature by Mandelbrot (1977). In the Earth sciences, statistical fractals (pseudofractals) are used. The straight line in the log-log plot is the indicator of fractal structure. In other words, the fractal structures are associated with the power patterns obtained during the analysis of geological objects. Generally, in the analysis of geological objects the Menger sponge and box methods of fractal dimension calculations are used. Fractals provide a unique opportunity to characterize complicated objects with the use of a single number, nevertheless, in order for the obtained results to be applicable and comparable with the results of other analyzes, both the model of the analyzed object and the method of calculation of the fractal dimension should be given, as well as the scope of applicability of this dimension.

PL

Fraktale stały się modne. W związku z tym w ostatnich latach obserwuje się wiele artykułów, w których autorzy wspierają się czymś, co nazywają rachunkiem fraktalowym, łącznie np. z sumowaniem wymiarów fraktalowych. Niniejszy artykuł stanowi rekapitulację tego, czym jest rachunek fraktalowy w naukach o Ziemi, jakie są jego zastosowania i granice. Co jest, a co nie jest fraktalem. Zasadniczo na definicję wymiaru fraktalnego składają się następujące warunki: nie jest prostą i taką samą strukturą we wszystkich skalach, bardzo trudno opisać go w geometrii euklidesowej, jest strukturą samopodobną (wprost lub statystycznie), jego wymiar Hausdorffa jest większy od jego wymiaru topologicznego, jest opisany formułą rekurencyjną oraz jego wymiar nie jest liczbą całkowitą. Wobec tak szerokiej i nieprecyzyjnej formuły różne dziedziny nauki wprowadziły swoje definicje fraktala. Ma on jedynie spełniać większość warunków zapisanych w definicji. W naukach o Ziemi fraktale definiowane są przez wzory rekurencyjne z analizą obszaru stosowalności. W analizie obiektów geologicznych wymiar fraktalny wskazuje na część przestrzeni zajmowaną przez dany obiekt, w związku z czym jego wartość nie może przekraczać 3. Mandelbrot w swojej fundamentalnej pracy The Fractal Geometry of Nature (1977) wprowadził nazwę fraktala jako obiektu samopodobnego. W naukach o Ziemi stosowane są fraktale statystyczne, zwane również pseudofraktalami. Wskaźnikiem struktury fraktalnej jest linia prosta na wykresie typu log-log. Inaczej mówiąc, fraktalne struktury są związane ze wzorami potęgowymi uzyskanymi podczas analizy obiektów geologicznych. Zasadniczo w analizie obiektów geologicznych stosujemy model gąbki Mengera oraz wymiar pudełkowy dla obiektów dwuwymiarowych. Fraktale dają unikalną możliwość scharakteryzowania skomplikowanych struktur za pomocą jednej liczby. Tym niemniej, aby otrzymane wyniki były stosowalne i porównywalne z wynikami innych analiz, należy zarówno podać model analizowanego obiektu i sposób wyliczenia wymiaru fraktalnego, jak też określić zakres stosowalności tego wymiaru. Tylko wtedy wymiar fraktalny będzie miał sens fizyczny.

3

Possibilities of Using Fractal Geometry to Identify Areas at Risk of Their Shoreline Becoming Outdated

Bieda A.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2016

|

Vol. 10, no. 3

39--47

PL

Wody powierzchniowe płynące to jeden z najszybciej i najbardziej nieprzewidywalnie zmieniających się elementów otoczenia człowieka, który wpływa na dane wprowadzane do baz danych Państwowego Zasobu Geodezyjnego i Kartografi cznego (przede wszystkim do ewidencji gruntów i budynków). W celu wyznaczenia obszarów narażonych na dezaktualizację ze względu na działanie wody powierzchniowej wykorzystano fakt, że linia brzegowa traktowana jest jako jeden z tz w. fraktali naturalnych. Aby sprawdzić, czy na poziomie szczegółowości bazy danych katastralnych rzeki zachowują swoje fraktalne właściwości oraz czy te właściwości mogłyby zostać wykorzystane do wykrywania obszarów narażonych na dezaktualizację linii brzegowej, przenalizowano przebieg linii brzegowej oraz zmiany w konfi guracji granic ewidencyjnych działek położonych w ich sąsiedztwie. Analizowany obszar to kilkunastokilometrowy odcinek Wisły pod Krakowem.

EN

Surface flowing water is one of the fastest-changing and most unpredictable elements of the human environment, which affects the data entered into the database of the National Geodetic and Cartographic Documentation Center (primarily to the register of land and buildings). The fact that the shoreline is regarded as one of the so-called natural fractals was used in order to identify areas at risk of becoming outdated due to the action of surface water. To verify whether, at the level of detail of the cadastral database, rivers retain their fractal properties and whether these properties could be used to identify areas at risk of the shoreline becoming outdated, the course of the shoreline was analyzed, as well as the changes in the configuration of the boundaries of cadastral parcels located in their neighborhood. The analyzed area covered a several-kilometer section of the Vistula River near Krakow.