شبیه سازی رشد و توسعه کالبدی شهرها با بکارگیری مدل سلول‌های خودکار فازی(FCA) مطالعه موردی: شهر اهواز

جغرافیا و مطالعات محیطی

مقاله 5، دوره 7، شماره 27، آبان 1397، صفحه 77-92   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

سعید زنگنه شهرکی¹؛ مرتضی امیدی پور²؛ یوسف تازش^{* 3}؛ آتنا معین مهر⁴

¹استادیار جغرافیا و برنامه ریزی شهری، دانشگاه تهران، ایران.

²دانشجوی دکتری سنجش از دور و GIS،دانشگاه تهران، ایران.

³دانشجوی دکتری جغرافیا و برنامه ریزی شهری، دانشگاه آزاد اسلامی، یاسوج، ایران

⁴دانشجوی دکتری جغرافیا و برنامه ریزی روستایی، دانشگاه تربیت مدرس، ایران

چکیده

استفاده از مدلهای کمی برای شبیه‌سازی رشد و توسعه فیزیکی شهرها به واسطه وجود عوامل مختلف و پیچیدگی ذاتی محیط شهری همواره با چالش‌ها و عدم قطعیت‌هایی همراه است.پژوهش حاضر مدلی از توسعه شهری را بر مبنای اصول سلول‌های خودکار و رهیافت منطق فازی ارائه نموده است.دراین راستا ابتدا مهمترین شاخص‌های مؤثر بر رشدشهری و ساختار شبکه‌ای شاخص‌ها باروش دیماتل بدست آمده،سپس باکمک ساختار تهیه شده وزن هر شاخص با روش فرآیند تحلیل شبکه (ANP) محاسبه شده است.برای شبیه‌سازی رشد شهری در محدوده مورد مطالعه(شهر اهواز) برای سال 2020 از 3 تصویر ماهواره‌ای مربوط به سال‌های 2003، 2007 و 2013 استفاده شده است.بعد از انجام عملیات پیش‌پردازش، طبقه‌بندی تصاویر برای هر سه دوره باروش حداکثر شباهت صورت گرفته است.برای بررسی صحت نقشه‌ها در دو مرحله از شاخص کاپا استفاده شده،ابتدا نقشه‌های سال‌های مبدا طبقه‌بندی و صحت آنها با واقعیت بررسی شد و پس آن برای شبیه‌سازی نقشه سال‌های دیگراقدام شده است و مجددا صحت ارزیابی شده است.از آنجا که میزان صحت مدل برای دوره‌های دارای نقشه واقعیت قابل قبول ارزیابی شد، بنابراین برای شبیه‌سازی رشد شهری سال 2020 مدل رگرسیون خطی و ماتریس احتمالات تبدیل مورد استفاده قرار گرفته است.نتایج تحقیق نشان دهنده صحت قابل قبول مدل ارائه شده می‌باشد.همچنین مدل بکارگرفته شده در شبیه‌سازی شهری از واقع بینی بیشتری نسبت به مدل کلاسیک CA برخوردار بوده است.درسطح محدوده مورد مطالعه نیز نتایج گواه آن است که رشد و توسعه شهر اهواز در دوره‌های مختلف درجهت خاصی توسعه نیافته بلکه کاملا جسته و گریخته و درتمامی جهات صورت گرفته است.

کلیدواژه‌ها

سلول‌های خودکار فازی؛ مدلسازی؛ رشد شهری؛ سنجش از دور و GIS

مراجع

1. آذر، عادل و فرجی، حجت (1387)، علم مدیریت فازی، تهران، انتشارات مرکز مطالعات و بهره‌وری ‌ایران.

2. آقاابراهیمی،  بابک و همکاران(1387)،" ارزیابی چالش‌های شرکت‌های ایرانی در پروژه‌های نفت و گاز به روش” DEMATEL  "، دوره 24، شماره 45،صفحه 121-129.

3. اصغربور، محمدجواد (1377)، تصمیم‌گیری‌های چند معیاره. تهران، انتشارات دانشگاه تهران.

4. امینی فسخودی، عباس(1384)، کاربرد استنتاج منطق فازی در مطالعات برنامه ریزی و توسعه منطقه ای، شماره 17.

5. رضازاده، راضیه و میراحمدی، مهرداد(1388)؛ "مدل اتوماسیون سلولی، روشی نوین در شبیه‌سازی رشد شهری"، نشریه علمی پژوهشی فناوری آموزش، سال چهارم، جلد 4 ، شماره 1.

6. ضیائیان فیروزآبادی و همکاران(1388)،"سنجش از دور(RS)، سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) و مدل سلول‌های خودکار (CA) به عنوان ابزاری برای شبیه‌سازی تغیرات کاربری اراضی شهری"، مجله علوم محیطی سال هفتم، شماره اول.

7. عطایی، محمد(1389)، تصمیم گیری چند معیاره فازی، شاهرود، انتشارات دانشگاه صنعتی شاهرود.

8. فرجی سبکبار، حسنعلی و همکاران(1392)،" ارزیابی مکان استقرار شعب بانک‌ها و مؤسسه‌های مالی و اعتباری منطقه 6 شهر تهران با استفاده از روش دیماتیل و فرآیند تحلیل شبکه‌ای"، پژوهش‌های جغرافیای انسانی، دوره 45، شماره 3.

9. قدسی‌پور، سید حسن (1385)، فرآیند تحلیل سلسله مراتبی تهران، انتشارات دانشگاه امیر کبیر تهران، چاپ پنجم.

10. مهندسین مشاور عرصه(1389)، طرح راهبردی توسعه و عمران شهر اهواز، سازمان مسکن و شهرسازی استان خوزستان، مرحله اول، مقطع دوم، جلد سوم.

11. Alig, R.J., 1986, Econometric Analysis of the Factors Influencing Forest Acreage Trends inthe Southeast, Forest Science, 32, 119–134

12. Batty, M., Longley, M., 1994, Urban Modeling in Computer-Graphic and GeographicInformation System Environments, Environment and Planning B, 19, 663–688

13. Batty, M. 1997. Cellular automata and urban form: a primer. Journal of the American Planning Association 63: 266–74.

14. Dietzel, C. and Clarke, K. C. 2006. The effect of disaggregating land use categories in cel- lular automata during model calibration and forecasting. Computers, Environment, and Urban Systems 30: 78–101.

15. Pauchard, A., Aguayo, M., Peña, E., Urrutia. R., 2006, Multiple Effects of Urbanization onthe Biodiversity of Developing Countries: The Case of a Fast-growingMetropolitan Area (Concepción, Chile), Biological Conservation, 127:272-281.

16. Singh, A. K. (2003) Modelling land use land cover changes using cellular automata in a geo-spatial  environment. M.Sc Thesis, International institute for geo-information science and earth observation.

17. Sui, D. and Hui, Z., 2001, Modeling the Dynamics of Landscape Structure in Asia’s Emerging Desakota  egions: a Case Study in Shenzhen, Landscape and  Urban Planning 53.

18. White, R., Engelen, G. and Uljee, I. 1997. The use of constrained cellular automata for high- resolution modelling of urban land-use dynamics. Environment and Planning B 24: 323–43

19. Wolfram, S. 1994. Cellular automata and complexity: collected papers. Reading, MA:  Addison-Wesley.

20. Zadeh L.A.,1965, Fuzzy sets". Information and Control 8: 338–353.