Középkori út rekonstrukciója Least cost path analízissel Padányi-Gulyás Gergely Térinformatikai szoftverismeret I-II. BME Építőmérnöki Kar Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Térinformatikus szakmérnök 2009/2010. tavaszi félév
Bevezetés Az egykori középkori utak rekonstrukciója érdekes feladat a topográfiával foglalkozó régészek, térinformatikusok számára. Az első katonai felmérés még számos olyan útvonalat jelöl, melyek a későbbi térképeken már nincsenek rajta és valószínűsíthető, hogy a középkorban ezeken a mára teljes egészében sokszor nem látható utakon zajlott a közlekedés, a kereskedelem. Térinformatikai módszerekkel megpróbáltam a középkori Császár és Ondód közötti útvonalat meghatározni, mely mára már nem látható, az első katonai felmérés azonban még jelzi. Arra voltam kíváncsi, hogy pusztán térbeli elemzésekkel lehet-e modellezni az akkori emberek útvonal-választási módszereit. A két település Fejér megyében található, a mai Császár és Pusztavám között. Császár (Tzászár) középkori templomának helye pontosan ismert, ezért azt pontszerűen is lehet ábrázolni (a települések központja mindig a templom volt). Ondód (Pusztavám) temploma viszont még nincsen meg, ezért azt egy vonallal lehet csak meghatározni, mely mentén a templom elhelyezkedhetett. A feladat tehát egy pont és egy egyenes összekötése. Módszer Az elemzést 60 napos ingyenes verziójú ESRI ArcGIS 9.3.1. szoftverben végeztem el. A Least cost path analízis lényege, hogy különböző bemenő (raszter)adatok segítségével létrehozok egy ún. Cost surface állományt, mely meghatározza, hogy egy adott pontba milyen nehézségek árán lehet eljutni. A nehézség mértékét az egyes, útközben útbaejtendő pixelek értékének összege adja. A Least cost path pedig egy olyan útvonal, mely egy Cost surface felhasználásával 2 objektumot összeköt úgy, hogy a pixelértékek összege a lehető legkisebb legyen, így az egyik pontból a másikba elméletileg a minimális energiaráfordítással lehet eljutni. 1
Lejtőkategória Elkerülendő az olyan út, amin nagy szintkülönbségeket kell legyőzni. Ennek érdekében meg kell határozni a rendelkezésre álló terepmodellből (SRTM) a Spatial Analyst/Surface Analysis/Slope paranccsal generálható lejtőkategória-térképet. Újraosztályozással (Spatial analyst/reclassify) az egyes lejtőkategória-értékekhez új, 1-től 10- ig terjedő számok generálhatóak *1. ábra+. A térkép plasztikusabb megjelenítéséhez érdemes domborzatárnyékolást alkalmazni, mely a Spatial analyst/surface analysis/hillshade menüpontban érhető el. Ezek után következik a Cost distance módszer. A Spatial analyst/distance/cost weighted paranccsal létrejön egy olyan raszterkép, mely pusztán a lejtőkategória figyelembevételével készült. Azonban ha erre ráküldjük a Least cost path analízist, meglepő eredményt kapunk. A kapott nyomvonal ugyanis igen nagy kerülőt tesz (15 km hosszú, míg légvonalban a két település pusztán 10 km-re van egymástól) *2. ábra+. Valószínűtlennek tűnik, hogy ekkora kerülőt jelentő utat választottak volna a középkorban, úgyhogy célszerű keresni valami olyan tényezőt is, ami a lejtés mértéke mellett szintén fontos szerepet játszik az útvonal megválasztásában. Egyenestől való eltérés Amit érdemes még figyelembe venni az az, hogy az emberek igyekeznek nem csak minél kényelmesebben, hanem minél rövidebb úton is eljutni céljukhoz. Ha összekötjük a két települést egy egyenes vonallal a Spatial analyst/straight line paranccsal, olyan rasztert tudunk generálni, mely adott távolságokra osztja a képet. Ezt az automatikusan generált beosztást később módosítani lehet a Properties/Symbology menüben (én 1000 méterekre osztottam be a térképet *3. ábra+). Raster calculator Ezek után egyesíteni kell a két térképet a Spatial Analyst/Raster calculator paranccsal. A lejtőkategóriát 0,6-szoros szorzóval, az egyenestől való eltérést 0,4-es szorzóval vettem figyelembe *4. ábra+: Calculation = [slope_recl] * 0.6 + [egyenes_recl] * 0.4 Ha ezek után elvégezzük újra a Cost distance/least cost path folyamatsort, akkor egészen mást eredményt kapunk *5. ábra+. Ez a nyomvonal nemcsak jóval rövidebb (11,5 km, vagyis nem sokkal tér el a légvonaltól), hanem számos helyen kísértetiesen egyezik az első katonai felmérés térképével, vagyis az eredmény megfelelőnek mondható. További finomításokkal (súlyozások, újraosztályozásoknál értékek megadása) az eredmény tovább közelíthető a katonai felmérés útvonalához. A módszer tökéletesebb kidolgozása után ki lehet terjeszteni olyan régi utak rekonstrukciójára is, melyek már az első katonai felmérésen sem szerepelnek. 2
Térképmelléklet 1. ábra: újraosztályozott lejtőkategória-térkép 3
2. ábra: Cost distance és Least cost path pusztán a lejtőkategória figyelembevételével 4
3. ábra: az egyenestől való eltérés figyelembevétele 5
4. ábra: a lejtőkategória és az egyenestől való eltérés figyelembevételével generált térkép 6
5. ábra: Cost distance és Least cost path a lejtőkategória és az egyenestől való eltérés figyelembevételével 7