Spatial Analysis in GIS for Sustainable Urban Form and Transport Development

Abstract

V současné době, vzhledem k rozsahu urbanizačních procesů a rostoucí městské populaci, se koncepce udržitelného rozvoje území stává aktuálnější. Její hlavní princip spočívá v efektivním a harmonickém fungování jednotlivých komponent městského prostředí. Je však nutno poznamenat, že ve fázi plánování se pozornost často zaměřuje na funkční a estetické vlastnosti prostředí, zatímco geometrická kompozice a prostorové interakce jsou někdy přehlíženy. Tato práce se soustředí na konfiguraci silniční sítě jako základního prvku urbánního prostoru, který zajišťuje mobilitu v rámci celého systému. Záměrem je nejen nabídnout komplexnější popis městských forem, ale také poskytnout jiný úhel pohledu na prostorové interakce probíhající v urbánním prostředí. S použitím moderních GIS autor provádí modelování, analýzu a porovnávání prostorových vlastností urbánních forem prostřednictvím široké škály kvantitativních ukazatelů. V rámci komplexní analýzy bude prostudován jak statický, tak dynamický model silniční sítě České republiky. Statický model je zaměřen především na detailní zkoumání geometrických a topologických vlastností silniční infrastruktury, zatímco dynamický model zohledňuje součinnost ukazatelů jako dopravní dostupnost, obyvatelstvo, využití území a zároveň jejich změny v letech 2006 až 2018. Předpokládá se, že všechny tři ukazatele jsou vzájemně propojeny, a proto by měly být zkoumány v rámci jednoho modelu. Celkově tato práce zkoumá prostřednictvím prostorových analýz topologické a geometrické charakteristiky silniční sítě České republiky, identifikuje podobnosti a rozdíly jejího prostorového uspořádání, popisuje vztahy mezi prvky systému a odhaluje některé rysy historického vývoje urbánních forem.

In the modern world, due to rapid urbanization and population growth, the concept of sustainable territorial development is becoming increasingly important. It is based on the principle of effective and harmonious operation of the various components of the urban realm. In the planning process, considerable attention is paid to the functional and aesthetic features of the built environment, while geometric composition and corresponding spatial relationships are sometimes overlooked. This thesis focuses on the configuration of the road network, as an essential element of urban layout that ensures the mobility within the system and, therefore, its viability. It is intended not only to support more complex investigation of urban patterns, but also to give another perspective on the spatial interactions taking place in the urban realm. Taking advantage of modern GIS technologies, the author performs the modeling, analysis and comparison of the spatial properties of urban forms through a wide range of quantitative indicators. In order to make the study comprehensive, both the static and dynamic model of the road network in the Czech Republic are considered and discussed. The static model is aimed at a detailed examination of the geometric and topological parameters of road infrastructure, while the dynamic model investigates the interplay of accessibility, population and land use as well as changes in these indicators in the Czech Republic between 2006 and 2018. It is assumed that all three variables are interrelated and should be considered within a single model. In general, applying spatial analysis to detailed data, this work explores the topological and geometric characteristics of Czech road networks, reveals similarities and differences in their spatial organization, describes the form of relationship between their elements and tracks some historical imprints imposed on urban forms through their evolution