ارزیابی تغییرات کالبدی – فضایی با استفاده از تصاویر ماهواره ای و به کارگیری روش ترکیبی زنجیره های مارکوف و سلول های خودکار (مطالعه موردی : شهر کرمانشاه )
محورهای موضوعی :رحیم سرور 1 , میترا محمودیان 2 , یوسفعلی زیاری 3
1 - دانشگاه ازاد
2 - علوم انسانی
3 - دانشگاه آزاد تهران مرکزی
کلید واژه: تصاویر ماهواره ای تغییرات کاربری اراضی زنجیره‌های مارکوف سلول‌های خودکار شهر کرمانشاه,
چکیده مقاله :
چکیده در سال‌های اخیر با رشد شهر نشینی، کاربری و پوشش اراضی شهرها مخصوصاً کاربری‌های مجاور مناطق مسکونی که در حاشیه شهرها قرار گرفته‌اند تحت تأثیر فعالیت‌های انسانی تغییر یافته‌اند. به منظور آگاهی روند تغییرات و همچنین مدیریت بهینه تغییرات کاربری در آینده و در راستای برنامه ریزی مناسب ترکیب روش زنجیره‌های مارکوف و سلول‌های خودکار یکی از بهترین روش‌ها و ابزار می‌باشد که هم تغییرات در سال‌های گذشته را نشان می‌دهد و همچنین با توجه به تغییرات گذشته، تغییرات برای آینده را پیش بینی می‌کند. با توجه به اینکه در سال‌های اخیر در حوزه استحفاظی شهر کرمانشاه تغییر و تحول قابل توجهی در کاربری اراضی اتفاق افتاده است. از این رو برای پی بردن به نوع و میزان تغییرات رخ داده در منطقه فوق تصاویر سنجنده لندست 7 و 8، سال‌های 1372،1382، 1392، 1397 مورد استفاده قرار گرفته است. پس از عملیات بارز سازی برای کشف و ارزیابی تغییرات از روش‌های فازی مبتنی بر شدت انطباق (Fuzzy Artmap) و مقایسه بعد از طبقه بندی (Crosstab) استفاده شد. همچنین برای پیش بینی روند تغییرات تا سال 1411 از روش ترکیبی زنجیرهای مارکوف و سلول‌های خودکار استفاده گردیده است. نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان داد که در طی 25 سال مورد بررسی در حدود 34.42 درصد تغییر کاربری در اراضی ساخته شده شهری منطقه مورد مطالعه صورت گرفته که عمدتاً ناشی از فعالیت‌های انسانی بوده است که از جمله می‌توان به گسترش سکونتگاه‌ها و اراضی ساخته شده در روی اراضی کشاورزی در تمامی جهات اطراف شهر کرمانشاه اشاره کرد.
Abstract In recent years, the urbanization, use and land cover of cities, especially the adjacent residential areas located on the periphery of the city, have been affected by human activities. In order to be aware of the changes process as well as to optimize the management of future user changes in order to properly plan the combination of Markov chain and automated cells is one of the best methods and tools that shows the changes in past years and also with regard to past changes. Predicts changes for the future. Considering the fact that in recent years Kermanshah City has had significant changes in land use. Therefore, in order to find out the type and extent of the changes in the area above, the Landsat 7 and 8, 1993, 2003, 2013, 2018 have been used. After visualization, Fuzzy Artmap and Crosstab comparisons were used to detect and evaluate the changes. Also, to predict the process of change, by March 2033, a combination of Markov chain and automated cells has been used. The results of this research showed that over the past 25 years, about 34.42% of the change in utilization has taken place in the studied area, mainly due to human activities, including the expansion of settlements and lands built on agricultural land In all directions around the city of Kermanshah.
احدنژاد روشتی، محسن. زلفی، علی. شکری پور دیزج، حسین (1390) "ارزیابی و پیش بینی گسترش فیزیکی شهرها با استفاده از تصاویر ماهواره ای چند زمانه و سیستم اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی شهر اردبیل 1363 - 1400)"، فصل نامه آمایش محیط، شماره 15، صص 124 – 107.
پورمحمدی، محمدرضا، جمالی، فیروز و اصغری زمانی، اکبر (1385) "ارزیابی گسترش فضایی – کالبدی شهر زنجان با تاکید بر تغییر کاربری زمین طی دوره 1384 – 1355 (1975 - 2005)"، فصلنامه پژوهش های جغرافیایی، شماره 63، صص 46-29.
رستمی، مسلم. بهمن اورامانی، مظفر. خانه باد، ناصر (1390) "تحلیل پراکنش فضایی پارک های منطقه یک شهر کرمانشاه با استفاده از GIS"، فصلنامه چشم انداز جغرافیایی (مطالعات انسانی)، سال ششم، شماره 15، صص 69-50.
زارع، محمد. تیموریان، تیمور. جوری، محمد حسن (1396) "پایش تغییرات کاربری اراضی/ پوشش با استفاده از شاخص های شدت تغییرات، درجه پویایی و مقایسه پس از طبقه بندی"، فصلنامه اکوسیستم-های طبیعی ایران، سال هشتم، شماره 27، صص 136-123.
سردشتی، ماهرخ و همکاران (1389) "آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی حوضه طالقان از سال 2002-1987 با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست و سنجش از دور"، همایش ملی ژئوماتیک 89، اردیبهشت 1389.
فتحی زاده، حسن. زارع، محمد. کریمی، حاجی. خنامانی، علی (1397) "شبیه سازي زمانی- مکانی تغییرات سیماي سرزمین با استفاده از مدل تلفیقی زنجیره مارکوف و سلول هاي خودکار (مطالعه موردي: منطقه خشک و نیمه خشک میمه دهلران)"، دو فصلنامه خشک بوم، جلد 8، شماره 1، صص 26 – 11.
فيضي زاده، بختيار. حاجي مير رحيمي، سيد محمود (1386) "آشكارسازي تغييرات كاربري اراضي با استفاده از روش طبقه بندی شی گرا (مطالعه موردی: شهرک اندیشه)"، همايش ژئوماتيك 87 ، سازمان نقشه برداري، 40- 50.
کریمی فیروزجانی، محمد. کیاورز، مجید و کلانتری، محسن (1397)"پایش و پیش بینی تغییرات کاربری اراضی و گسترش فیزیکی شهر بابل در دوره زمانی 1419 – 1364 با استفاده از تصاویر چند زمانه لندست"، نشریه علمی – پژوهشی برنامه ریزی توسعه کالبدی، سال سوم، شماره 7، صص 52 – 32.
مرکز آمار ایران (1395) سالنامه آماری استان کرمانشاه.
میرکتولی، جعفر. قدمي، مصطفي. مهديان بهنميري، معصومه. محمدي، سيده سحر (1390) "مطالعه و بررسي روند و گسترش کالبدي- فضايي شهر بابلسر با استفاده از مدل هاي آنتروپي شانون و هلدرن"، مطالعات برنامه ريزي سكونتگاه هاي انساني (چشم انداز جغرافيايي)، دوره 6، شماره 16، صص 133 – 115.
Ahadnejad, M (2002). “Environmental land use Chang detection and assessment using with multi -temporal satellite imagery”, Mapasia 2002, Bangkok, Thailand.
Ahadnejad, M., Maruyama, Y., Yamazaki, F (2009). “Evaluation and Forecast of Human Impacts based on Land Use Changes using Multi-Temporal Satellite Imagery and GIS: A Case study on Zanjan, Iran”, J. Indian Soc. Remote Sensing, No: 37:659 669.
Cheng, J. (2003). “Modelling Spatial & Temporal Urban Growth. Doctoral Dissertation Netherlands”: International Institute for Geo-Information Science and Earth Observation (ITC).
Gong, P (1993) “Change Detection Using Principal Component Analysis and Fuzzy Set Theory”, Can, J. Remote Sensing. 19(1) 22- 29.
Hathout, S. (2002) “The use of GIS for monitoring and predicting urban growth in East and West St Paul, Winnipeg, Manitoba, Canada”. Journal of Environmental Management, 66: 229-238.
Lahti, J. (2008) “Modeling urban growth using Cellular Automata: A case study of Sydney, Australia. (Msc)”. Geo-Information Science and Earth Observation.
Megahed, Y., Cabral, P., Silva, J., & Caetano, M. (2015) “Land cover mapping analysis and urban growth modeling using remote sensing techniques in Greater Cairo Region—Egypt”. ISPRS International Journal of Geo- Information, 4(3), 1750-1769.
Mishra, Monalisha, Mishra, Kamal Kant & Subudhi, A. P., (2014) "Urban sprawl mapping and land use change analysis using remote sensing and GIS (Case study of Bhubaneswar City, Orissa)". Retrieved from www.gisresources.com
Nazarnia, N., Schwick, C., & Jaeger, J. A. (2016) “Accelerated urban sprawl in Montreal, Quebec City, and Zurich: Investigating the differences using time series 1951–2011”. Ecological Indicators, 60, 1229-1251.
Norris, J.R. (1997). Markov Chains. Cambridge University Press.
Silveira, J. J., Espíndola, A. L., & Penna, T. J. P. (2006) “Agent-based model to rural– urban migration analysis”. Physical A: Statistical Mechanics and its Applications, 364, 445-456.
Sisodia, P. S., Tiwari, V., & Dahiya, A. K. (2016) “Urban Sprawl Monitoring using Remote Sensing and GIS Techniques of the City Jaipur, India”. International Journal of Applied Geospatial Research (IJAGR), 7(3), 93-104.
Sudhira, H. S. (2004) “Integration of Agent-Based And Cellular Automata Models for Simulating Urban Sprawl”, Master of Science Thesis. The Netherlands: International Institute for geo-Information Science and Earth Observation Enschede.
Wakode, Hemant Balwant, Klaus, Baier, Ramakar, Jha. & Raffig, Azzam, (2014) “Analysis of urban growth using Lands at TM/ETM data and GIS- a case study of Hyderabad, India”. Arabian Journal of Geosciences, 7(1), 109-121.
Wu, Q., Li, H.Q., Wang, R.S., Paulssen, J., He, Y., Wang, Min., Wang, B.H., & Wang, Z. (2006) “Monitoring and predicting land use change in Beijing using remote sensing and GIS”, Landscape and urban planning, Article in press.
