Optimized Land Use by Integrated Use of Fuzzy-LP and GIS

Fuzzy-LP와 GIS의 결합을 통한 토지의 최적 이용문제

  • 전철민 (서울시립대학교 지적정보학과)
  • Published : 2002.09.01

Abstract

Although the influence of GIS has been proved in a variety of applications, there also have been some research issues about that the coupling of GIS with other mathematical or engineering tools is necessary to meet various needs of specialized problem domains. Linear Programming, a mathematical technique used in optimal distribution of given quantity, can enhance its usability by integrating with GIS since LP basically does not include means to deal with spatial data. The limitation of the traditional LP technique is that it requires explicitly defined conditions, which is impractical or impossible in such decision making processes as in land use problems that use less crisp decision factors. This study develops a method to incorporate such fuzzy situations by integrating Fuzzy-LP that employs fuzzy logic and GIS. The GIS provides data to or displays data from the Fuzzy-LP processes in the integrated system. This methodology is illustrated to solve a land use distribution problem.

GIS는 다양한 영역에서 유용한 도구로서 자리잡고 있으나, 한편으로는, 복잡한 문제를 해결하기 위해서는 GIS가 수학, 공학적인 모델링툴과 결합되는 것이 필요하다는 견해와 연구결과가 등장하고 있다. LP(Linear Programming)는 주어진 자원을 최적으로 배분하는 문제에 사용되는 수학적인 기법이다. LP는 공간적인 표현을 포함하지 않기때문에 GIS의 기능들과 결합될 때 그 유용성이 높아질 수 있다. 그러나 전통적인 LP는 명료하게 조건이 주어질 경우에만 적합한 방법이므로, 토지이용계획과 같이 결정요소가 명확한 값으로 주어질 수 없는 경우에는 현실적으로 적용하기 어려워진다. 이 연구에서는, 이와 같이 불명료한(fuzzy) 상황을 다루기 위해 Fuzzy logic을 사용한 fuzzy-LP를 개발하고, 이를 GIS와 통합하는 방법론을 제시한다. 통합시스템에서 GIS는 Fuzzy-LP과정으로 데이터를 공급하거나 Fuzzy-LP의 결과값을 표현하는데 이용된다. 이 시스템을 토지이용배분문제에 적용하는 경우를 예시하였다.

Keywords

References

  1. Management Science v.17 Decision-making in a fuzzy environment Bellman, R. E.;L. A. Zadeh https://doi.org/10.1287/mnsc.17.4.B141
  2. Linear Programming and Extensions. Princeton Cantzig, G. B.
  3. Mathematical Programming for Natural Resources Management Dykstra, D. P.
  4. Progress in Fuzzy Sets and Systems Janko, Wolfgang H.(ed.);Marc Roubens(ed.);H.-J. Zimmermann(ed.)
  5. Fuzzy Mathematical Programming Lai, Y. J.;C. L. Hwang
  6. Approximate Reasoning in Decision Analysis Fuzzy mathematical programming Verdegay, J. L.;Gupta, M. M.(ed.);E. Sanchez(ed.)
  7. An interactive fuzzy programming system, Fuzzy Sets and Systems v.23 Werners, B.
  8. Engineering Cost and Production Economics v.10 Optimal system design with multiple criteria: De Novo programming approach Zeleny, M. https://doi.org/10.1016/0167-188X(86)90002-9
  9. International Journal of General System v.2 Description and optimization of fuzzy system Zimmermann, H.-J. https://doi.org/10.1080/03081077608547470