Infrastructuurplanning/Toetsing

In de voorgaande hoofdstukken stond het ontwerpen van alternatieven op verschillende schaalniveaus centraal. Uiteindelijk zal er een voorkeursalternatief aangewezen moeten worden. Om alternatieven op objectieve gronden te kunnen vergelijken, zullen de alternatieven op systematische wijze getoetst en vergeleken moeten worden. De criteria waarom getoetst kan of moet worden, zijn dezelfde soorten criteria als genoemd in hoofdstuk 4 (Eisen en randvoorwaarden).

In dit hoofdstuk gaan we in op het toetsen van alternatieven - en meer in het bijzonder alternatieve tracés. Uitgangspunt is de verwachte toekomstige situatie, gegeven het ontworpen alternatief. Het is dus per definitie een modelmatige toetsing.

Soorten modelmatige toetsen

De modelmatige toetsing van (tracé)alternatieven is meestal het meest efficiënt te realiseren in een Geografisch Informatiesysteem. In dit hoofdstuk gaan we verder in op enkele soorten analyses die nuttig zijn bij het beoordelen van (tracé)alternatieven en die uitgevoerd kunnen worden met behulp van een GIS. Het gaat hierbij om:

• Overlay-analyses
• Diffusiemodellen en bufferanalyses
• Netwerkanalyses

Een overlay-analyse kan worden gebruikt om doorsnijdingslengtes te bepalen. Bij tracéplanningsproblemen wordt GIS in de verkenningsfase vaak gebruikt om te analyseren welke gebieden geschikter of minder geschikt zijn voor het tracé. Dit kan door alle technische en juridische belemmeringen voor het tracé in kaart te brengen: een belemmeringenkaart. Op basis van een dergelijke kaart is het mogelijk om het gebied te verdelen in geschikt of ongeschikt voor het tracé. Vervolgens kunnen we met behulp van een overlay-analyse eenvoudig toetsen in hoeverre tracés toch kwetsbare gebieden doorsnijden, hoeveel woningen worden doorsneden door het tracé, etc.

Ook complexere effecten van het tracé kunnen we beoordelen met behulp van GIS-analyses, bijvoorbeeld geluidsbelasting, verkeersintensiteiten, etc. Hiervoor wordt echter altijd ook gebruik gemaakt van 'externe' modellen. Een voorbeeld hiervan is het gebruik van diffusiemodellen voor het bepalen van de geluidsbelasting die wordt veroorzaakt door een (spoor)wegverbinding. Vervolgens kan met behulp van een bufferanalyse worden bepaald hoeveel woningen, of hoeveel natuurgebied, zich binnen een zone met een zekere (hoge) geluidsbelasting bevindt.

Ten slotte kan een netwerkanalyse onder andere worden gebruikt om omwegfactoren te bepalen. Zo kan bijvoorbeeld worden nagegaan welke omwegen wandelaars moeten maken, indien een nieuw spoorwegtracé het aantal kruisingsmogelijkheden beperkt.

Overlay-analyse

Bij een overlay-analyse worden twee kaartlagen gecombineerd tot een nieuwe kaartlaag. In principe gaat hierbij geen informatie verloren: zowel de attribuutinformatie uit kaartlaag I als de informatie uit kaartlaag II worden opgenomen in de nieuwe kaartlaag. In de nieuwe kaartlaag worden de vlakken waar nodig opgesplitst.

Bij het uitvoeren van een overlay-analyse ontstaan vaak nieuwe objecten. Bijvoorbeeld: bij een polygoon overlay van de kaartlaag 'grondgebruik' met de kaart 'gemeenten', zal een bosgebied dat zich over de gemeentegrens uitstrekt in de nieuwe kaartlaag worden opgesplitst in twee verschillende gebieden: het bos in gemeente A en het bos in gemeente B.

De drie meest gebruikte varianten verschillen enkel in manier van omgaan met de kaartgedeelten die in slechts één van beide kaartlagen voorkomen:

• Union;
• Identity;
• Intersect.

Een union overlay bewaart alle elementen (features) die in kaartlaag 1 of kaartlaag 2 voorkomen. Een identity overlay bewaart alleen de elementen die in kaartlaag 1 voorkomen, maar niet de elementen die enkel voorkomen in kaartlaag 2, de overlay feature. En ten slotte worden bij een intersection alleen de elementen opgenomen in de nieuwe kaartlaag die in kaartlaag 1 en kaartlaag 2 voorkomen.

Voorbeeld: het bepalen van doorsnijdingslengtes

Het bepalen van de doorsnijdingslengte per gebied (bijvoorbeeld een natuurgebied) kan op verschillende manieren.

We gaan ervan uit dat we beschikken over de volgende GIS-kaarten:

• een vlakkenkaart met daarin de betreffende gebieden (waaronder het natuurgebied);
• een netwerkkaart met daarin het nieuwe tracé.

De eenvoudigste manier om een GIS de doorsnijdingslengte te laten berekenen, is door een overlay (Identity of Intersect) te doen van de vlakkenkaart over het netwerk. Het netwerk wordt dan opgesplitst in tracédelen per gebied. Het GIS rekent automatisch per link de nieuwe lengte uit. Door een query naar het betreffende tracédeel kun je de lengte opvragen. Let dan wel op dat je, als zich een knooppunt van het tracé binnen het gebied bevindt, je de lengtes van beide delen opvraagt en optelt.

Als je de totale netwerklengte wilt weten in een gebied, waarbij er dus meerdere schakels zich in een gebied kunnen bevinden, is een alternatief om de overlay andersom te doen. Hiervoor heb je de meer geavanceerde functie Ruimtelijke join nodig. Indien je GIS over deze functie beschikt, kun je de som van alle lijnlengtes per gebied toevoegen aan de gebiedsinfo. Na de Ruimtelijke join query je dan het betreffende gebied naar de totale netwerklengte binnen dat gebied.

Buffer-analyse

Voorbeeld van een buffer rond een punt, een lijn en een vlak

Een buffer is een zone rondom een object (punt, lijn of vlak). Een buffer kan bijvoorbeeld worden gebruikt om aan te geven dat een zone rondom een object vrij gehouden moet worden van bepaalde functies (bijvoorbeeld een risicocontour rondom een LPG-installatie), of juist aan te geven dat een zone geschikt is voor een bepaalde functie (bijvoorbeeld door zones aan te geven waarbinnen er nog sprake is van bundeling van infrastructuur).

Voorbeeld: het bepalen van het ruimtebeslag van het tracé

Het ruimtebeslag van een tracé wordt bepaald door de tracélengte en de tracébreedte. Stel nu dat we het tracé hebben als lijn, maar dat we het totale ruimtebeslag in een vlakkenkaart willen opnemen als vlak. Zo zouden we vervolgens via een overlay het ruimteverlies per functie (wonen, recreëren, landbouw, natuur, ...) kunnen berekenen.

Allereerst moeten we per tracédeel de tracébreedte toevoegen als attribuutinformatie. Vervolgens kunnen we met behulp van een Bufferanalyse een vlak maken die voor ieder tracédeel overeenkomt met de totale oppervlakte van het tracé. Vervolgens kunnen we tracédelen samenvoegen (mergen) om overlappen van tracégedeeltes weg te werken.

De kaart van de nieuwe situatie van het grondgebruik, inclusief tracé, kunnen we nu maken door een overlay-analyse (type: Update/Paste) te doen, waarbij we het resultaat van de Bufferanalyse als het ware plakken over de bestaande kaart van grondgebruik.

Netwerkanalyse

Voorbeeld van een 'minimum spanning tree': de verzameling van schakels die samen het kortste netwerk opleveren dat alle punten verbindt.

Netwerkanalyses zijn GIS-analyses specifiek voor netwerktopologieën. Er zijn verschillende mogelijkheden, waaronder het bepalen of punten met elkaar verbonden zijn, heb bepalen van de kortste/beste route, het bepalen van het dichtstbijzijnde servicepunt (over de weg), etc.

Voorbeeld: het bepalen van omwegfactoren

Een nieuw tracé kan bestaande infrastructuur doorsnijden. De verbindingen worden niet altijd langs dezelfde route hersteld. Het is daarom interessant om te evalueren hoe groot de ontstane 'omweg' is, doordat bijvoorbeeld in het huidige plan niet alle lokale wegen een kruising met het nieuwe tracé hebben gekregen.

Om omwegen te kunnen berekenen, moeten we een vergelijking kunnen maken tussen de routelengte van een herkomst bestemmingspaar A-B in de oude en de nieuwe situatie. De routelengte kunnen we vervolgens laten berekenen door een kortste-padanalyse uit te voeren. Het GIS bepaalt dan eerst wat de kortste route is en bepaalt daarbij meteen hoe lang die route is. De 'kortste' route hoeft daarbij niet altijd werkelijk de kortste route te zijn. Het algoritme kan even goed 'reistijd' of 'reiskosten' gebruiken als maat voor de 'lengte' van een schakel, mits deze natuurlijk wel voorhanden is in het GIS-bestand.

---

Voetnoten: