تعیین ضرایب مؤثر بر رشد شهری در مدل SLEUTH برای شهرستان های علی آباد، رامیان و آزاد شهر

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 دانشیار گروه محیط ریست دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 دانشجوی دکترا محیط زیست دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

رشد سریع شهرها معمولا با نابودی مناطق کشاورزی و طبیعی همراه است. بنابراین، تحلیل تناسب زمین برای گسترش شهرها فرآیندی است که به ارزیابی‌های همه جانبه نیاز دارد. از گذشته تا کنون، مدل‌های مختلفی توسط محققان توسعه یافته است تا بتوان پیچیدگی پویایی رشد شهر را شبیه‌سازی نمود. در این پژوهش از مدلSLEUTH برای مدل‌سازی رشد شهر استفاده شد. در این مدل به کمک لایه‌های شیب، کاربری اراضی، مناطق مستثنی از توسعه، مناطق شهری در چهار دوره زمانی و جاده‌ها حداقل در دوره زمانی ضرایب رشد شهر با عناوین ضریب انتشار، ضریب زایش، ضریب پخش، ضریب مقاومت به شیب و ضریب گرایش به جاده برای منطقه مطالعاتی تعیین شد. این ضرایب در سه مرحله‌ی درشت، ریز و نهایی کالیبراسیون و به کمک ترکیبی از زنجیره‌های مارکوف و شبکه‌های خودکار به‌دست می‌آیند. پس از تعیین ضرایب رشد شهری در منطقه مورد مطالعه شامل شهرستان‌های علی‌آباد، رامیان و آزاد شهر در استان گلستان مرحله‌ی پیش‌بینی مدل با توجه به داده‌های تاریخی منطقه اجرا شد. خروجی مدل میزان و جهت رشد شهر را برای سال‌ پیش‌بینی در منطقه نشان می‌دهد. ضرایب به ‌دست آمده برای منطقه مطالعاتی نشان داد که با توجه به داده های تاریخی، ضریب گرایش به جاده بیشترین تاثیر را در رشد شهری داشته است. هم‌چنین نتایج این پژوهش نشان داد که در طول دوره پیش‌بینی مساحت کاربری شهر به طور زیادی افزایش یافته است و با توجه به کاربری‌های موجود در منطقه مطالعاتی، کاربری عمده این اراضی که به شهر تبدیل شده، کاربری کشاورزی و جنگل است. از ضرایب به‌دست آمده می‌توان برای مطالعات آینده و پیش‌بینی رشد شهر با توجه معیارهای متفاوت در منطقه استفاده کرد. هم‌چنین، نتایج به‌دست آمده می-تواند در پیش‌بینی گسترش شهر و کنترل آن در جهاتی که باعث از بین رفتن اراضی مرغوب کشاورزی و جنگل و مرتع نشود مفید باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of coefficient affecting urban growth in SLEUTH model for Ali Abad, ramiyan and Azadshahr regions

نویسنده [English]

  • Maryam Rasouli 1
چکیده [English]

Determination of coefficient affecting urban growth in SLEUTH model for Ali Abad, ramiyan and Azadshahr regions


Abstract

Rapid urban growth is usually associated with the destruction of agricultural and natural areas. Therefore, analysis of the suitability of land for urban expansion requires a comprehensive assessment. Since long time ago, various models have been developed by researchers in order to simulate the complex dynamics of urban growth. In this study, SLEUTH model was used for modeling urban growth. In this model, coefficients of urban growth including: dispersion coefficient, breed, spread, slope resistance, and road gravity was determined using different input layers i.e. slope, land use, areas resistant to urbanization layers, urban area layer in four time periods and roads layer at least in two time periods. These coefficients were obtained during three calibrations using Markov chains and cellular automata. Then, the coefficients were used to predict urban growth in the future in the study area included: Ali Abad, Ramiyan and Azadshahr. Results demonstrated a rising trend in the urban land use and a declining trend in the forest and agricultural area. The coefficients can be used for future studies and forecasting urban growth considering different criteria. Also, the results may be useful to predict urban growth and to control increasing trend of urban growth which leads degradation of agricultural land, forest and rangelands.
Determination of coefficient affecting urban growth in SLEUTH model for Ali Abad, ramiyan and Azadshahr regions

Keywords: modeling, SLEUTH, urban growth, land use.
AbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstract
Abstract
Abstract
Abstract
Abstract
Abstract

کلیدواژه‌ها [English]

  • Modeling
  • SLEUTH
  • Urban Growth
  • land use

منابع

1-احدنژادروشتی، محسن. سیداحمد حسینی. 1390. ارزیابی و پیش­بینی تغییرات و پراکنش افقی شهرها با استفاده از تصاویر ماهواره­ای چند زمانه و سیستم اطلاعات جغرافیایی (نمونه موردی: شهر تبریز در مقطع زمانی 1389-1363). پژوهش و برنامه­ریزی شهری، سال دوم، شماره چهارم.

2-رفیعی، رضا. 1386. مکان­یابی ایستگاه­های انتقال پسماند جامد شهری با توجه به روند رشد شهر (مطالعه موردی: شهر مشهد). استاد راهنما: نعمت‌اله خراسانی و عبدالرسول سلمان ماهینی. پایان­نامه کارشناسی‌ارشد محیط­زیست، دانشگاه تهران، دانشکده منابع­طبیعی.

3-روستا، طوبی. سیدمحمد حجتی. 1389. مدیریت خاک‌های جنگلی در ارتباط با ترسیب کربن، چهارمین همایش تخصصی مهندسی محیط­زیست.

4-سلمان ماهینی، ع. فضلی، ح. دریانبرد، ر. کامیاب، ح. فندرسکی، ف. داور، ل. آذرم دل، ح. مهری، الف. و خیرآبادی، و. 1390. پهنه­بندی و تعیین درجه حساسیت اکولوژیکی نواحی ساحلی، سازمان حفاظت محیط­زیست.

5-سلمان ماهینی، عبدالرسول. حمیدرضا کامیاب. 1390. سنجش از دور و سامانه­های اطلاعات جغرافیایی کاربردی با نرم­افزار ایدریسی. چاپ دوم، انتشارات مهرمهدیس.

6-عباس‌زاده، غلامرضا. 1384. الگوسازی رشد کالبدی بافت شهری در راستای توسعه پایدار (نمونه موردی: شهر مشهد). استاد راهنما: محمدرحیم رهنما. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی مشهد.

7-علیمحمدی سراب، عباس. علی اکبر متکان و بابک میرباقری. 1387. ارزیابی کارایی مدل سلول­های خودکار در شبیه­سازی گسترش اراضی شهری در حومه جنوب غرب تهران.  

8-کامیاب، حمیدرضا. عبدالرسول سلمان ماهینی و سیدمحسن حسینی و مهدی غلامعلی فرد. 1390. کاربرد شبکه عصبی مصنوعی در مدل­سازی توسعه شهری (مطالعه موردی: شهرگرگان). پژوهش­های جغرافیای انسانی، شماره 76.

9-مبرقعی، نغمه. 1389. لزوم تحقق مدیریت یکپارچه محیط­­­زیست شهری. نخستین همایش توسعه شهری پایدار.

10.Bozkaya, A.Gonca., Balcik, Filiz Bektas., Goksel, Cigdem., and Esban, Hayria. 2015. Forecasting land-cover growth using remotely sensed data: a case study of the Igneada protection area in Turkey, Environ. Monit. Assess, DOI:11.1007/s10661-0154322-z.

12.Candau, Jeannette Therese. 2002. Temporal calibration senility of the SLEUTH urban growth model, University of California, Santa Barbara, 1-130.

13.Chen, J.P., Gong, C., He, W., Luo, M., Torrens, P.M., and Osullivan, D. 2002  Cellular automata and urban simulation: where do we go from here, Environment   and   planning B-Planning & Design, 28(2): 163-168.

14.Dietzel, Charle, and Clarke, Keith. C. 2007. Toward Optimal Calibration of the SLEUTH Land Use Change Model, Transactions in GIS, 11(1): 29–45.        

15.DongJie, Guan, HaiFeng, Li, Takuro, Inohae, Weici, Su, Tadashi, Nagaie, and Kazunori, Hokao. 2011. Modeling urban land use change by the integration of cellular automaton and Markov mode, Ecological Modelling, 222 (20-22): 3761–3772.

16.Fengming, Xi, He, Hong S., He, Clark, Keith C., Hu, Yuanman, Wu, Xiaoqing; Miao, Lia, Tiemao, Shi, Yong, Geng, and Chang, Gao. 2012. The potential impacts of sprawl on farmland in Northeast China—Evaluating a new strategy for rural development, Landscape and urban planning: an international journal of landscape ecology,104(1): 34-47.

17.Hadly, C.C. 2000. Urban sprawl indicators, causes and solution. www.city.blomington.

18.Hess, G.R. 2001. Just what is Sprawl, Anyway? www4.ncsu.edu/grhess.

19.Junfeng, Jiao. 2003. Transition rule elicitation for urban cellular automata models, Case study: Wuhan, China: master’s thesis, Institute for Geo-Information Science and Earth, 1-121.

20.Lamdal, S., Bliss, C.M. and Graetz, D.A. 2009.Geospatial Mapping of Soil Nitrate-Nitrogen Distribution under a Mixed-Land Use System. Soil Science Society of China.19(4):434-445.

21.Lathi, J. 2008. Modelling urban growth using cellular automata: a case study of Sydney, Australia, Master Thesis, Geo-information Science and Earth Observation for Environmental Modelling and Management, International Institute for Geo-information Science and Earth Observation, Enschede, The Netherlands.

22.Mahiny, Abodrassoul, and Gholamalifard, Mehdi. 2007.Dynamic Spatial Modeling of Urban Growth through Cellular Automata in a GIS Environ.Int. J. Environ. Res. 1(3): 272-279.

23.Mccol, Chris. and Aggett, Graeme. 2007. Land use forecasting and hydrologic model  integration for improved land use decision support, J. Environ Manage, 84(4): 494-512.

24.Salmanmahiny, Abdolrassoul and Karimi, Sahebe. 2011. Linking Urban Sprawl to Surface Runoff  Potential for Soil Erosion through SLEUTH, L-THIA and RUSLE  models-The  Case of Gorgan Township in North East of Iran, Ecosystem Services:  integrating science and practice, 4th ESP International Conference. Wagening, the Netherlands.

25.Samat, N. 2009. Integrating GIS and CA-Markov Model in Evaluating Urban Spatial Growth. Malaysian Journal of Environmental Management, 10(1):83-99.

26.Syphard, A.D., Clarke, K.C., Franklin, J., Regan, H.M. and Mcginnis, M. 2011. Forecasts of habitat loss and fragmentation due to urban growth are sensitive to source of input data, J. Environ Manage, 92: 1882-1893.

27.Xiaoqing, Wu., Yuanman, Hu., Hong, He., Fengming, Xi. and Rencang, Bu. 2010. Future Urban Growth in Shenyang City Based on SLEUTH Model. Geo-spatial Information Science.13(1):32-39.

28.Zhu, Yuanhong and Day, Rick. 2005. Using SLEUTH Model for Forecastin Urban Growth, Department of Crop and Soil Sciences, the Pennsylvania State University .1-20