شامل پارکهاي شهري، زمينهاي تحت کشت و زمينهاي آيش پوشش سبز
شامل بستر رودخانة تجن و زمينهاي بدون پوشش سبز باير
شامل آبندانها و پوششهاي آبي موجود در محدودة شهر آب

بيانگر نوع سلولها است، ۳) يک مجموعه از قوانين انتقال، کـه توصيفي رياضي از نحوة تغيير حالت سلولها نسبت به يکديگر است و ۴) خود آميزشي(Self-reproductive) سلولهـا کـه در آن يک سلول براساس قوانين انتقال بـه سـلول هـايي بـا حالـت ديگر تغيير ميکند، ميباشد (۲۱). بـرا ي انجـام مـدل سـلولهـايخودکار – مـارکوف بـه وروديهـا يي شـامل نقشـة مبنـا (Initial states)، نقشه هـاي شاي سـتگي حاصـل از روش ارز يـابي چنـد معيــاره (Multi-criteria decision making) و مــاتريس احتمـال انتقـال سـرزمين (Markov transition matrix)، و همچنين پارامترهايي از جمله تعداد تکرار (بيانگر تعـداد سـال -هاي مدلسازي) و فيلتر مجاورت ( بـراي اختصـاص رتبـه هـاي پايين شايستگي به سلولهاي منفرد) نياز است کـه در ادامـه بـهشرح آنها پرداخته شده است.

ماتريس احتمال انتقال سرزمين
اين ماتريس يک ماتريس m*m شامل m نوع طبقه کـاربر ي/ پوشـش زمين است. هر جز اين ماتريس نسبت سـلول هـايي کـه از هـر کاربري/ پوشش زمين به کاربري/ پوشش زمـ ين ديگـر در بـازة زماني مورد نظر تغيير ميکند را نشان ميدهد. هـم چنـين اعـدادقطري در اين ماتريس نسبت سلولهايي که در طول زمان بدون تغيير ميماند را نشان ميدهد (۲۰). بدين منظـور بـا اختصـاص نقشههاي کاربري/ پوشش زمـ ين پـردازش شـده در سـال هـاي ۱۳۷۱ و ۱۳۸۱ در ماژول Markov chain موجـود در نـرم افـزار Idrisi Kilimanjaro (۱۲) ماتريس احتمال انتقال سرزمين بـراي کاليبراسيون مدل در سال ۱۳۸۹ و با اختصاص مجدد نقشه هـاي کاربري/ پوشش سرزمين در سال هـاي ۱۳۸۱ و ۱۳۸۹، مـاتريس احتمال انتقال سرزمين براي شبيهسازي رشد شهر در سـال هـاي ۱۴۰۰ و ۱۴۱۰ بهدست آمد.

نقشههاي شايستگي سرزمين
از آنجا کـه مـاتريس احتمـال انتقـال سـرزمين مکـان تغ ييـرات کاربري/ پوشش زمين به يکديگر را مشخص نمـي کنـد؛ لـذا از روش ارزيابي چند معياره استفاده شد تا نقشـه هـاي شاي سـتگي براي هر طبقه کاربري/ پوشـش زمـين براسـاس مجموعـهاي از قوانين انتقال تهيه گردد (۱۲). ارزيابي چند معياره مجموعهاي از فاکتورهاي وزندار شده و محدوديتهايي است کـه بـهترت يـب توسط توابع عضـويت فـازي و منطـق بـولين تبـديل بـه نقشـه ميشوند. براي تهيه نقشة شاي سـتگي کـاربري سـکونتگاهي، در بخش فاکتورها، سه فاکتور نزديکي به راههاي اصلي، نزديکي به مراکز اقتصادي- تجاري شهر و کاربريهايي که احتمال شـهري شدن آنها زياد است شناسايي شدند. پس تهية نقشههاي پاية هر کدام از آنها عمل مقياسگذاري توسـط توابـع عضـويت فـازي انجام شد و اهميت نسبي هر يک از اين آنها با اختصـاص وزن بنسـ ي بـه هـر جفـت فاکتورهـا طـي فرآينـد تحليـل سلسـله
مراتبـي(Analytical Hierarchy Process (AHP)) تع ييـ ن گرديد. براي فاکتور نزديکي به جاده از تابع جي شکل معکوس، براي فاکتور نزديکي به مراکز اقتصـادي- تجـاري شـهر از تـابع خطي معکوس و براي نـوع کـاربري از مق يـاس گـذاري توسـط ماتريس احتمال انتقال و استانداردسازي اعـداد آن در محـدود ة ۰-۲۵۵ استفاده شد. هـم چنـين محـدود يت هـايي شـامل بسـتررودخانه تجن، کاربري سکونتگاهي موجود و پوششهاي آب با اس تفاده از منط ق ب ولين تب ديل ب ه نقش ه ش دند. در تعي ين محدوديتهاي رشد شهري سعي شد تا آنجا که ممکـن اسـتپوششهاي سبز و زمـ ين هـاي بـاير عمـوم ي ماننـد پـارک هـاي شهري، زمينهاي خاکي ورزشي و غ يـره شناسـا يي و از فضـاي شبيهسازي رشد شهر خارج شوند. لازم به ذکر اسـت کـه بـراي ساير طبقات کاربري/ پوشش سرزمين تنها فاکتور نـوع کـاربري سرزمين در تهية نقشههاي شايستگي بهکار گرفته شد. در نهايت مدل ارزيابي چندمعياره با مشارکت محدوديتها و فاکتورهـاي وزندهي شده اجرا گرديد تا نقشة شايستگي کـاربري مسـکوني حاصل گردد. همچنين نقشههاي شايستگي براي پوشـش سـبز،آب و زمينهاي باير نيز تنها براساس محدوديتهاي هر پوشش تهيه گرديد.

اجراي مدل
با اختصاص ماتريس احتمـال انتقـال سـرزمين در سـال ۱۳۸۹، نقشههاي شايستگي سيماي سرزمين و نقشة مبنا (نقشه کـاربري سال ۱۳۸۱)، پيشبيني کاربري سـکونتگاهي بـراي سـال ۱۳۸۹ انجام شد. تعداد تکرارها در اين مدل برابر تعداد سال هـاي بـين نقشه مبنا و سال مورد پيشبيني مدل (از سـال ۱۳۸۱ تـا ۱۳۸۹، برابر با ۸ سال) انتخاب شد. (۱۲).
براي اطمينان از صحت مدلسازي صورت گرفته در اين مطالعه از شاخص کاپا و شاخص (ROC( Relative Operating Characteristic براي ارزيابي صحت مدلهاي کـاربري پوشـش زمـين اسـتفادهگرديد. شـاخص کاپـا ، صـحت طبقـه بنـدي را نسـبت بـه يـک طبقهبندي کام ﹰلا تصادفي (حالتي که يک تصوير کام ﹰلا بهصورت تصادفي طبقهبندي شده باشد) محاسبه ميکند (۲۳) و شـاخص ROC نموداري از حدود آستانههاي احتمالي متفاوت اسـت کـه در آن پيکسلهايي که به درستي بهعنوان کاربري مـورد مطالعـه پيشبيني شدهاند در برابر پيکسلهايي که نادرست شـبيه سـازي شدهاند قرار ميگيرند و سطح زير منحني رسـم شـده براسـاس
۱۷
آن، بهعنوان شاخصي از کـارايي مـدل قلمـداد مـيشـود (۲۴). همچنين بـراي تکم يـل دوره مـورد مطالعـه، مـدل سـلول هـاي خودکار- مارکوف جهت پيشبيني رشد مکاني شـهر سـاري در سالهاي ۱۴۰۰ و ۱۴۱۰ نيز مورد استفاده قرار گرفت.

بررسي توسعه پراکنده
پس از تکميل دورة مطالعه به منظور بررسي رشد افقي و ميـ زان توسعه پراکنده شهر ساري از شاخص آنتروپي شانون و تحليـ ل وسعت کاربري مسکوني به ازاي هر فرد استفاده شـد. آنتروپـي شانون، شاخصي براي بيان رشد فشرده يا پراکندة شهري اسـتکه از آن ميتوان در تمام موقيعتهاي جغرافيايي اسـتف اده کـرد(۲۷). در اين شاخص فرض بر آن است کـه شـهر بـهn ناحيـ ه تقسيمبندي شـده اسـت و متغيـرX در هـر ناحيـهi12, ,…,n مقدار Xi را شامل ميشود (رابطة ۱).
Hn in P log( / P )i1 i [۱]
Hn: شاخص آنتروپي مطلق شانون Pi: احتمال (يا نسبت) حضور متغير X در ناحية i يا بـه عبـارتديگر، نسبت مناطق ساخته شده در ناحيه iبه کل مناطق سـاختهشده است که از طريق رابطة ۲ محاسبه ميشود.
P Xi  i

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

nk Xk [۲]
هرچه مقادير شاخص آنتروپي مطلق شانون به عدد صفر نزديـکگردد، به معني فشردگي بيشتر در رشـد شـهري اسـت کـه در آنجمعيت و تراکم در گروههـاي داخلـي شـهر متمرکـز مـيشـوند (۱ و ۷). همچنين اگر مقـادير ايـن شـاخص بـر لگـاريتم تعـداد ناحيههاي تعريف شده (log n) تقسيم شود، مقدار آنتروپي نسـبيشانون بهدست ميآيد (۲۷) که در اينصورت مقـادير مربـوط بـهاين شاخص بين صفر تا يک تغيير خواهد کرد (رابطة ۳).
1235113-48269

Hn in P log( / P ) log(n)i1 i [۳]
Hn: شاخص آنتروپي نسبي شانون به منظور محاسـبة شـاخص آنتروپـي شـانون تعـداد ۱۳ حلقـة متحدالمرکز با نقطه کانوني واقع بر مرکز شهر ساري بـه عـرض ۵۰۰ متر ايجاد (شکل ۲) و شاخص مذکور براي هر سـه نقشـة
۱۸
کاربري سکونتگاهي حاصل از پردازش تصـاوير مـاهوارهايـي و نيز دو نقشة حاصل از پـيشبي نـي رشـد شـهر محاسـبه گرد يـد. براساس نظر يه و لي (۳۴)، ناحيههاي تعريف شده براي بررسي ميزان پراکندگي بايد بهصورت حلقـه هـايي نسـبت مرکـز شـهر (مانند رويکـرد مـورد اسـتفاده در ا يـن تحق يـق) يـا نسـبت بـه جادههاي اصلي قرار گرفته باشند، بهطوريکه با مشخص کـردن مساحت هر ناحيه براساس نظر کارشناس، کل محدودة شـهر را در بـر بگيـرد. هـمچنـين عـلاوه بـر آن سـعي شـد تـا ميـزان پراکندهروي شهر ساري با مقايسة وسعت کاربري سـکونتگاهي با ازاي هر فرد در طول دورة مورد مطالعـه نيـ ز برر سـي گـردد . براساس نظر بارنس (۹) چنانچه وسعت کاربري سکونتگاهي بـا ازاي هر فرد در طول زمان افزايش يابد، شهر با توسـعه پراکنـده مواجه شده است.
شکل ۳ نشاندهندة مدل مفهومي مراحل انجـام کـار اسـت.
کليه پردازشهاي انجام گرفتـه بـه منظـور اجـراي هـر يـ ک از مراحل پـردازش تصـاوير، مـدل سـازي رشـد شـهر و محاسـبة شاخص آنتروپي شانون با استفاده از نـرم افزارهـاي ENVI 4.8، ArcGIS 9.3 و Idrisi kilimanjaro صورت گرفت.

نتايج
پردازش تصاوير ماهوارهاي
در ابتدا به منظور پيشپردازش تصاوير مـاهواره اي، تصـح يحات هندسي و راديومتريک بر روي تصاوير صـورت گرفـت کـه درنتيجه آن کليه تصاوير با RMSE کمتر از ۳۸/۰، زمـ ينمرجـع ومقادير ارزش سلولهاي تصوير به مقادير بازتاب تبديل شـدند.
سپس با کاربرد روش طبقه بنـدي حـداکثر احتمـال نقشـه هـاي کاربري/ پوشش زمين ته يـه گرديدنـد (شـکل ۴). در ا يـن بـين تصوير سـال ۱۳۸۹ بـا ضـريب کاپـا ۹۰ و صـحت کلـي ۹۴ و تصوير سال ۱۳۸۱ با ضريب کاپا ۸۶ و صحت کلي ۸۹ بهترتيب بالاترين و پايينترين صحت پـردازش تصـاوير را نشـان دادنـد (جدول ۳). با استناد بـه تصـاوير حاصـل از پـردازش تصـاوير ماهوارهاي، وسعت کاربري مسکوني در منطقه مـورد مطالعـه در

شکل ۲. نحوة قرارگيري حلقهها جهت محاسبة شاخص آنتروپي شانون

شکل ۳. مدل مفهومي مراحل انجام تحقيق
۱۹

343002-2356936

شکل ۴. نقشههاي کاربري/ پوشش سرزمين در سال الف) ۱۳۸۹، ب) ۱۳۸۱ و ج) ۱۳۷۱

جدول ۳. مساحت کاربري/ پوشش سرزمين و نتايج ارزيابي صحت آنها
344449-18913

مساحت (هکتار) ارزيابي صحت سال
مسکوني پوشش سبز آب باير ضريب کاپا صحت کلي
۸۹ ۸۶ ۲۶۳ ۲۸ ۱۵۲۶۹ ۱۴۴۰ ۱۳۷۱
۹۱ ۸۷ ۲۸۴ ۳۲ ۱۴۸۳۱ ۱۸۵۳ ۱۳۸۱
406248219582

۹۴ ۹۰ ۸۴ ۵۶ ۱۴۷۱۳ ۲۱۴۷ ۱۳۸۹

مدت زمان مورد تحقيق روندي افزايشي داشته و وسـعت آن ازحدود ۱۴۰۰ هکتار در سال ۱۳۷۱ به بـ يش از ۲۰۰۰ هکتـار درسال ۱۳۸۹ رسيده است (جدول ۳).

پيشبيني رشد مکاني شهر ساري
به منظور اجـراي مـدل سـلول هـاي خودکـار – مـارکوف، ابتـداماتريس احتمال انتقـال سـرزمين تهيـ ه گرد يـد. پـس از آن سـهفاکتور شناسايي شده با مقايس گـذاري توسـط توابـع عضـويت فازي استاندارد شدند و وزن هر يک از آنهـا در فرآينـد تحل يـ ل سلسله مراتبي مشخص گردي د که براساس آن فاکتور نزديکي به مراکز اقتصادي- تجاري شهر با مقـدار عـددي ۴۳/۰ و فـاکتور نوع کاربري زمين با مقدار عـددي ۱۳/۰ بـهترت يـب بي شـترين و کمترين وزن را به خود اختصاص دادند. شـکل ۵ نشـان دهنـدة نقشة شايستگي کاربري سکونتگاهي است.
۲۰
در نهايت با پيشبيني نقشه کاربري/ پوشش سرزمين براي سـال۱۳۸۹ و با مقايسه آن با نقشة واقعي حاصل از پردازش تصـاو ير ماهوارهايي در همان سال، ميـ زان شـاخص کاپـاي کلـي ۸۰/۸۳ درصد و ROC برابر با ۶۹/۰ بهدست آمد. با اسـتناد بـه مقـادير صحت پيشبيني بهدست آمده، نقشـه کـاربري مسـکوني بـراي سالهاي ۱۴۰۰ و ۱۴۱۰ نيز پيشبي نـي گرديـ د کـه براسـاس آنوسعت کاربري مسـکوني شـهر سـاري در سـال هـاي ۱۴۰۰ و ۱۴۱۰ بهترتيب به ۲۵۵۰ و ۲۸۹۱ هکتار خواهد رسيد. شـکل ۶ صحت مکاني پيشبيني مدل سلولهاي خودکـار – مـارکوف درسال ۱۳۸۹ را نشان ميدهد.

شکل ۵. نقشة شايستگي کاربري سکونتگاهي

شکل ۶. صحت مکاني پيشبيني مدل سلولهاي خودکار- مارکوف

تعيين گسترش افقي و ميزان توسعه پراکنده شهر پس از پيشبيني رشـد کـاربري مسـکوني از شـاخص آنتروپـي شانون استفاده شد تا گسترش افقي شهر ساري در طول ۱۸ سال تحقيق و همچنين ۲۱ سال پيشبيني شده تعيين گردد. براسـاسمقادير بهدست آمده از شـاخص آنتروپـي شـانون، مقـادير ايـ ن شاخص در سالهاي گذشته و آينـده بـهدليـ ل افـزا يش وسـعتکاربري سکونتگاهي با سير صعودي همراه است. مقـاد ير نسـب ي اي ن ش اخص در س ال ۱۳۷۱ براب ر ب ا ۷۸/۰ ب وده و براس اس مدلسازي صورت گرفته به بيش از ۸۵/۰ در سال ۱۴۱۰ خواهـدرسيد. جدول ۴ نشاندهندة مقادير بهدست آمده از شاخص نسبي و مطل ق آنتروپ ي ش انون اس ت. ه م چن ين نت ايج حاص ل از بررسيهـاي جمعيتـي نشـان داد کـه وسـعت کـاربري مسـکونيبرحسب هکتار به ازاي هر فرد بـدون بـين مقـادير ۶۸ (در سـال۱۳۴۱۰) تا ۷۳ (در سال ۱۳۸۱) در حال نوسان است (جدول ۵).

بحث و نتيجهگيري
در اين مطالعه به بررسي توسعه پراکنده شهر سـار ي بـا کـاربرد
۲۱

فنــون ســنجش از دور، ســامان ة اطلاعــات جغرافيــايي و نيــز شاخصهاي ابداع شده براي اين منظور پرداخته شد. اسـتفاده ازشاخصهاي مختلف توسعه يافته مانند شاخص آنتروپي شـانونو پايش تغييرات آن در طول زمان، ميتوانند در فهم بهتـر مـا ازپديدة توسعه پراکنده شهري مفيد واقع شوند. شاخص آنتروپـ ي شانون (به گونهاي که در قسمت مواد و روشها توصيف شـد)،براي اولين بار در ايران توسط سروسـتان ي و همکـاران ( ۲۷) در بررسي توسعه پراکنده شهر شيراز و سپس در مطالعه حاضـر درشهر سـار ي مـورد اسـتفاده قـرار گرفـت. در ايـ ن دو مطالعـه،شاخص آنتروپي شانون بهدليـ ل افـزا يش جمعيـ ت و در نتيجـهتوسعه کاربري مسکوني رونـدي افزاي شـي را در طـول زمـان ازخود نشان داد. در مطالعه حاضر، شـاخص آنتروپـي شـانون درفاصله زماني بين سالهاي ۱۳۸۱ تا ۱۳۸۹ مقدار ساليانه بيشتري از توسعه پراکنده بين سالهاي ۱۳۷۱ تا ۱۳۸۱ را از خود نشـانداد که اين امر که حاکي از شدت بـروز سـاليانه ايـ ن پديـ ده در مقطع زماني اول نسبت به مقطع زماني دوم است.
۲۲
جدول ۴. مقادير مطلق و نسبي شاخص آنتروپي شانون
آنتروپي نسبي شانون آنتروپي مطلق شانون سال
۰/۷۸۳۱۸۵ ۰/۸۷۲۴۲۳ ۱۳۷۱
۰/۷۹۱۳۸۰ ۰/۸۸۱۵۵۳ ۱۳۸۱
۰/۸۰۱۰۶۹ ۰/۸۹۲۳۴۵ ۱۳۸۹
۰/۸۳۹۵۶۳ ۰/۹۳۵۲۲۶ ۱۴۰۰
۰/۸۵۱۴۶۳ ۰/۹۴۸۴۸۲ ۱۴۱۰
جدول ۵. وسعت سکونتگاه به ازاي هر فرد

سال

۱۳۸۹

سال


دیدگاهتان را بنویسید