Quantitative analysis of land suitability of Osijek-Baranja County using geospatial technologies

U ovom diplomskom radu izrađen je model pogodnosti poljoprivrednog zemljišta za uzgoj ječma na prostoru Osječko-baranjske županije. Model pogodnosti je rezultat višekriterijske GIS analize koja je izrađena na temelju 5 skupina kriterija: geomorfometrijskih (nadmorska visina, nagib i ekspozicija), pedoloških (tip tla, tekstura tla i kiselost tla), klimatskih (padaline, temperatura), hidroloških (ocjeditost i erozijski potencijal) te ograničavajućih faktora. Za određivanje težinskih koeficijenata koristila se AHP metoda koja omogućuje vrednovanje i usporedbu numeričkih i nenumeričkih vrijednosti. Pedološki kriteriji su imali najveće težinske koeficijente jer u najvećoj mjeri utječu na rast i razvoj poljoprivrednih kultura. Izrađeni model klasificiran je prema FAO klasifikaciji pogodnosti zemljišta u 5 klasa. S obzirom na to da se radi o pogodnosti poljoprivrednog zemljišta, izrađeni model je preklopljen s ograničavajućim faktorima koji čine 44,18 % površine županije. Model ukazuje na umjerenu pogodnost poljoprivrednog zemljišta, klasu S2 koja se prostire na 29,58 % površine Osječko-baranjske županije. Također, bitno je izražena visoka pogodnost, klasa S1 na području od 15,62 % površine županije, uglavnom na prostoru Baranje i istočnom dijelu županije. Glavni kriteriji koji su uvjetovali klase S1 i S2 bili su tip tla i kiselost tla. Klase nepogodnosti, N1 i N2 najviše se prostiru na zapadnom dijelu županije, prostoru oko Našica te krndijskom osojnom pobrđu. Razlog tome je što su ti prostori okarakterizirani kiselim tlima te velikim nagibima i nepogodnom teksturom tla. Višekriterijske analize i AHP metoda pokazale su se kao izrazito dobre metoda u izradi ovakvog modela pogodnosti poljoprivrednog zemljišta. S obzirom na to da se ječam koristi u tekstilnoj, prehrambenoj i najviše u pivarskoj industriji, dolazi do povećane potražnje za tom kulturom, pogotovo na prostorima koji imaju dugačku pivarsku tradiciju, poput grada Osijeka. Stoga je potrebno ojačati suradnju između znanstvenog i poljoprivrednog sektora kako bi se poljoprivreda podigla na višu razinu i tako postala vodeća gospodarska grana u Republici Hrvatskoj.In this thesis, a model of the suitability of agricultural land for the cultivation of barley in the area of Osijek-Baranja County has been made. The suitability model is the result of a multi-criteria GIS analysis based on 5 criteria groups: topographical (altitude, slope, aspect), pedological (soil type, soil texture, soil acidity), climatic (precipitation, temperature), hydrological (drainage and erosion potential) and limiting factors. The AHP method was used to determine the weighting coefficients, which allows the numerical and non-numerical values to be evaluated and compared. The pedological criteria had the highest weight coefficients because they mostly influence the growth and development of agricultural crops. The model is classified according to the FAO classification of land suitability in 5 classes. Considering that it is the land suitability of agricultural land, the model created is overlapped with limiting factors that make up 44.18 % of the county area. The model indicates moderate suitability of agricultural land, class S2, which covers 29.58 % of the area of Osijek-Baranja County. In addition, a high suitability, class S1, in the area of 15.62 % of the area of the county, mainly in the area of Baranja and the eastern part of the county, was significantly expressed. The main criteria that conditioned classes S1 and S2 were soil type and soil acidity. The N1 and N2 unsiutable classes are most spread in the western part of the county, the area around Našice and the Krndija north hillside. The reason is that these areas are characterized by acid soils and high slopes and unfavorable soil texture. Multi-criteria analyses and the AHP method have proven to be extremely good methods in developing this model of farmland suitability. Since barley is used in the textile, food and most of the brewing industries, there is an increased demand for this culture, especially in areas with a long brewing tradition, such as the city of Osijek. Therefore, it is necessary to intensify the cooperation between the scientific and agricultural sectors in order to raise agriculture to a higher level and thus become the leading industry in the Republic of Croatia

SUITABILITY MODELING OF AGRICULTURAL LAND FOR BARLEY CULTIVATION USING THE MULTICRITERIA GIS ANALYSIS

Važnost primjene višekriterijske analize primjenom Geografskoga informacijskog sustava (GIS-a) u planiranju poljoprivredne proizvodnje u porastu je zbog sve veće potrebe za boljim i održivim iskorištavanjem zemljišnih resursa. U ovome je istraživanju izrađen model izračuna pogodnosti poljoprivrednoga zemljišta Osječko-baranjske županije za uzgoj ječma primjenom višekriterijske GIS analize. Postupak istraživanja proveden je u skladu s temeljnim koracima višekriterijske GIS analize: postavljanjem cilja analize, određivanjem kriterija, standardizacijom vrijednosti, određivanjem težina kriterija, objedinjavanjem standardiziranih vrijednosti i težina kriterija te validacijom rezultata. Pri izračunu pogodnosti korišteno je pet skupina kriterija: geomorfometrijski, klimatski, pedološki, hidrološki i ograničavajući kriteriji. Težinski koeficijenti kriterija određeni su metodom analitičkoga hijerarhijskog procesa (AHP). Vrijednosti pogodnosti reklasificirane su prema standardu pogodnosti poljoprivrednoga zemljišta Organizacije za prehranu i poljoprivredu (FAO) u pet klasa. Rezultati istraživanja pokazali su da je prostor Osječko-baranjske županije dominantno umjereno pogodan (S2) za uzgoj ječma s 53,00% poljoprivrednoga zemljišta. Najviša točnost izračunane površine u odnosu na površine testnih ARKOD čestica postignuta je za vrlo pogodnu (S1) kategoriju pogodnosti u iznosu 99,82%. Izrađeni model predstavlja temelj za izračun pogodnosti ostalih kultura na području Osječko-baranjske županije, na mezo- i mikrorazini istraživanja.The importance of a multicriteria Geographic Information System (GIS) analysis in an agricultural production planning is being expanded because of an increasing necessity for a better and sustainable exploitation of land resources. In this research, a calculation model of agricultural land’s suitability for barley cultivation in Osijek-Baranja County was developed, based on a multicriteria GIS analysis. The research procedure was based on the fundamental steps of a multicriteria GIS analysis: setting the analytical goal, determining the criteria, standardizing the values, determining the criterial weights, combining the standardized values and the criteria weights, and validating the results. Five criteria groups were used for a suitability calculation: the geomorphometric, climatic, pedological, hydrological and constraint criteria. The criteria weighting coefficients were determined by the Analytical Hierarchical Process (AHP) method. The suitability values were reclassified in five classed pursuant to the agricultural land’s suitability standards stipulated by the Food and Agriculture Organization (FAO). The research results have proven that a moderately suitable (S2) class for barley cultivation is predominantly present in Osijek-Baranja County, occupying 53.00% of agricultural land. According to the test ARKOD particles, the highest suitability calculation accuracy was achieved for the very suitable (S1) suitability class, with a 99.82-percent accuracy. The developed model represents a basis for suitability calculation of other crops in the Osijek-Baranja County area at the research’s meso- and microlevels

Quantitative analysis of land suitability of Osijek-Baranja County using geospatial technologies

U ovom diplomskom radu izrađen je model pogodnosti poljoprivrednog zemljišta za uzgoj ječma na prostoru Osječko-baranjske županije. Model pogodnosti je rezultat višekriterijske GIS analize koja je izrađena na temelju 5 skupina kriterija: geomorfometrijskih (nadmorska visina, nagib i ekspozicija), pedoloških (tip tla, tekstura tla i kiselost tla), klimatskih (padaline, temperatura), hidroloških (ocjeditost i erozijski potencijal) te ograničavajućih faktora. Za određivanje težinskih koeficijenata koristila se AHP metoda koja omogućuje vrednovanje i usporedbu numeričkih i nenumeričkih vrijednosti. Pedološki kriteriji su imali najveće težinske koeficijente jer u najvećoj mjeri utječu na rast i razvoj poljoprivrednih kultura. Izrađeni model klasificiran je prema FAO klasifikaciji pogodnosti zemljišta u 5 klasa. S obzirom na to da se radi o pogodnosti poljoprivrednog zemljišta, izrađeni model je preklopljen s ograničavajućim faktorima koji čine 44,18 % površine županije. Model ukazuje na umjerenu pogodnost poljoprivrednog zemljišta, klasu S2 koja se prostire na 29,58 % površine Osječko-baranjske županije. Također, bitno je izražena visoka pogodnost, klasa S1 na području od 15,62 % površine županije, uglavnom na prostoru Baranje i istočnom dijelu županije. Glavni kriteriji koji su uvjetovali klase S1 i S2 bili su tip tla i kiselost tla. Klase nepogodnosti, N1 i N2 najviše se prostiru na zapadnom dijelu županije, prostoru oko Našica te krndijskom osojnom pobrđu. Razlog tome je što su ti prostori okarakterizirani kiselim tlima te velikim nagibima i nepogodnom teksturom tla. Višekriterijske analize i AHP metoda pokazale su se kao izrazito dobre metoda u izradi ovakvog modela pogodnosti poljoprivrednog zemljišta. S obzirom na to da se ječam koristi u tekstilnoj, prehrambenoj i najviše u pivarskoj industriji, dolazi do povećane potražnje za tom kulturom, pogotovo na prostorima koji imaju dugačku pivarsku tradiciju, poput grada Osijeka. Stoga je potrebno ojačati suradnju između znanstvenog i poljoprivrednog sektora kako bi se poljoprivreda podigla na višu razinu i tako postala vodeća gospodarska grana u Republici Hrvatskoj.In this thesis, a model of the suitability of agricultural land for the cultivation of barley in the area of Osijek-Baranja County has been made. The suitability model is the result of a multi-criteria GIS analysis based on 5 criteria groups: topographical (altitude, slope, aspect), pedological (soil type, soil texture, soil acidity), climatic (precipitation, temperature), hydrological (drainage and erosion potential) and limiting factors. The AHP method was used to determine the weighting coefficients, which allows the numerical and non-numerical values to be evaluated and compared. The pedological criteria had the highest weight coefficients because they mostly influence the growth and development of agricultural crops. The model is classified according to the FAO classification of land suitability in 5 classes. Considering that it is the land suitability of agricultural land, the model created is overlapped with limiting factors that make up 44.18 % of the county area. The model indicates moderate suitability of agricultural land, class S2, which covers 29.58 % of the area of Osijek-Baranja County. In addition, a high suitability, class S1, in the area of 15.62 % of the area of the county, mainly in the area of Baranja and the eastern part of the county, was significantly expressed. The main criteria that conditioned classes S1 and S2 were soil type and soil acidity. The N1 and N2 unsiutable classes are most spread in the western part of the county, the area around Našice and the Krndija north hillside. The reason is that these areas are characterized by acid soils and high slopes and unfavorable soil texture. Multi-criteria analyses and the AHP method have proven to be extremely good methods in developing this model of farmland suitability. Since barley is used in the textile, food and most of the brewing industries, there is an increased demand for this culture, especially in areas with a long brewing tradition, such as the city of Osijek. Therefore, it is necessary to intensify the cooperation between the scientific and agricultural sectors in order to raise agriculture to a higher level and thus become the leading industry in the Republic of Croatia

Suitability modeling of agricultural land for barley cultivation using the multicriteria GIS analysis

Važnost primjene višekriterijske analize primjenom Geografskoga informacijskog sustava (GIS-a) u planiranju poljoprivredne proizvodnje u porastu je zbog sve veće potrebe za boljim i održivim iskorištavanjem zemljišnih resursa. U ovome je istraživanju izrađen model izračuna pogodnosti poljoprivrednoga zemljišta Osječko-baranjske županije za uzgoj ječma primjenom višekriterijske GIS analize. Postupak istraživanja proveden je u skladu s temeljnim koracima višekriterijske GIS analize: postavljanjem cilja analize, određivanjem kriterija, standardizacijom vrijednosti, određivanjem težina kriterija, objedinjavanjem standardiziranih vrijednosti i težina kriterija te validacijom rezultata. Pri izračunu pogodnosti korišteno je pet skupina kriterija: geomorfometrijski, klimatski, pedološki, hidrološki i ograničavajući kriteriji. Težinski koeficijenti kriterija određeni su metodom analitičkoga hijerarhijskog procesa (AHP). Vrijednosti pogodnosti reklasificirane su prema standardu pogodnosti poljoprivrednoga zemljišta Organizacije za prehranu i poljoprivredu (FAO) u pet klasa. Rezultati istraživanja pokazali su da je prostor Osječko-baranjske županije dominantno umjereno pogodan (S2) za uzgoj ječma s 53,00% poljoprivrednoga zemljišta. Najviša točnost izračunane površine u odnosu na površine testnih ARKOD čestica postignuta je za vrlo pogodnu (S1) kategoriju pogodnosti u iznosu 99,82%. Izrađeni model predstavlja temelj za izračun pogodnosti ostalih kultura na području Osječko-baranjske županije, na mezo- i mikrorazini istraživanja.The importance of a multicriteria Geographic Information System (GIS) analysis in an agricultural production planning is being expanded because of an increasing necessity for a better and sustainable exploitation of land resources. In this research, a calculation model of agricultural land’s suitability for barley cultivation in Osijek-Baranja County was developed, based on a multicriteria GIS analysis. The research procedure was based on the fundamental steps of a multicriteria GIS analysis: setting the analytical goal, determining the criteria, standardizing the values, determining the criterial weights, combining the standardized values and the criteria weights, and validating the results. Five criteria groups were used for a suitability calculation: the geomorphometric, climatic, pedological, hydrological and constraint criteria. The criteria weighting coefficients were determined by the Analytical Hierarchical Process (AHP) method. The suitability values were reclassified in five classed pursuant to the agricultural land’s suitability standards stipulated by the Food and Agriculture Organization (FAO). The research results have proven that a moderately suitable (S2) class for barley cultivation is predominantly present in Osijek-Baranja County, occupying 53.00% of agricultural land. According to the test ARKOD particles, the highest suitability calculation accuracy was achieved for the very suitable (S1) suitability class, with a 99.82-percent accuracy. The developed model represents a basis for suitability calculation of other crops in the Osijek-Baranja County area at the research’s meso- and microlevels