Accessibility (Network Analysis)

In der räumlichen Analyse interessieren oft nicht nur die Eigenschaften der untersuchten Objekte selbst, sondern v. a. die Beziehungen zwischen ihnen. Wie in der Lektion "Räumliche Abfragen" ausführlich diskutiert wird, können mannigfaltige Beziehungen zwischen Objekten untersucht werden. Es können zunächst einmal thematische (oder semantische), räumliche und zeitliche Beziehungen festgestellt werden. Die räumlichen Beziehungen können unterschieden werden in: topologische Beziehungen, Richtungsbeziehungen und Distanzbeziehungen. Von diesen drei räumlichen Beziehungen interessieren in dieser Lektion vor allem die Distanzbeziehungen. Durch Methoden, die solche Distanzen oder Proximitäten ermitteln lassen, können Antworten auf Fragen gefunden werden, wie:

• Welches ist der nächste Bahnhof?
• Wie viele Apotheken gibt es im Umkreis von 300m von einem bestimmten Standort?
• Welches ist die beste Wohnlage, wenn der gesamte Weg zwischen Kindergarten, Schule und Einkaufsmöglichkeit minimal sein soll?
• Wie viele Einwohner leben im Einzugsgebiet eines Einkaufszentrums?

Die Distanzmasse, die wir bis jetzt besprochen haben, waren ungehindert in ihrer Ausdehnung und uneingeschränkt in ihrer Richtung. Die meisten Bewegungen im geographischen Raum sind jedoch auf lineare Netze beschränkt, vielfach sind Bewegungen querfeldein nicht möglich. Sogar Flugwege sind begrenzt auf Korridore. Die meisten Bewegungen fliessen entlang von fixen Kanälen: Strassenbahnen (vgl. Abbildung), Pipelines, Telefondrähte, Flusstäler usw. Netzwerke sind für alle Bereiche der Raumwissenschaften von allgemeiner Bedeutung. Vor allem im planerischen Bereich ist die Analyse von Netzwerkstrukturen eine wichtige Aufgabe. So geht es dabei beispielsweise um:

• Optimierung von Netzen: Verbesserung der Verkehrserschliessung durch zusätzliche Strecken im S-Bahnnetz
• Optimale Routenwahl: Planung von Sammeltouren im Abfuhrwesen; Einsatzplanung für Notfalldienste
• Abgrenzen von Einzugsgebieten: Abgrenzung von Feuerwehrkreisen nach Erreichbarkeit im Strassennetz
• Optimale Platzierung im Netz: Angebotszentren (Schulen, Einkaufszentren) im Netz optimal platzieren, d. h. Lokalisierung und Zuteilung von Angebot und Nachfrage.

Eine Vorbedingung für die Analyse solcher Netzwerke ist die analytische Beschreibung und Kenntnis der Netzstrukturen. Dabei geht es im Allgemeinen um die Erreichbarkeit von Objekten. Es lassen sich so Antworten auf folgende Fragen finden:

• Struktureigenschaften eines Netzes: Wie dicht (wie gut verbunden) ist ein Netz?
• Erreichbarkeit von Orten: Wie gut erschlossen ist Ort i im Vergleich zu Ort j (wie oft muss man z. B. umsteigen)?
• Lage im Netz: Welches sind zentrale Orte (d. h. geeignete Umsteigeknoten)?

Der Netzwerkanalyse und -beschreibung liegt die Graphentheorie zugrunde. Damit lassen sich Netze abstrakter und allgemeiner als sogenannte Graphen beschreiben.

Beispiel: Für viele geographische Fragestellungen oder auch im alltäglichen Leben ist es nicht nötig, die genauen Koordinaten (xi, yi) zu kennen. Um von einem Knoten zu einem anderen Knoten in einem Netzwerk zu gelangen, ist es vor allem wichtig, die Verbindungen zwischen diesen Knoten zu kennen. Die Karte (Ausschnitt) der Londoner Untergrundbahn zum Beispiel enthält alle hilfreichen Informationen, um von einer Station i zu einer Station j zu gelangen. Diese topologische Repräsentation erlaubt uns zu sehen, wie einfach es ist, zwischen Stationen zu reisen, die nicht benachbart sind, und wo umzusteigen ist.