توسعه مدل مكاني ريزدانه به‌منظور چينش بهينه كاربري‌هاي شهري برمبناي الگوريتم بهينه‌سازي چندهدفه تجمعي ذرات (MOPSO)

Developing a Spatial Micro-scale Model for Optimum Arrangement of Urban Land Uses based on Multi-Objective Particle Swarm Optimization Algorithm

افزايش نياز به زمين و محدوديت عرضه آن، نحوه استفاده از زمين را به چالشي اساسي در عرصه برنامه‌ريزي شهري تبديل كرده است. در اين ميان، چينش مناسب و بهينه كاربري‌ها در كنار يكديگر از چالش‌هاي اصلي برنامه‌ريزي كاربري اراضي شهري به‌شمار مي‌آيد. هدف اصلي پژوهش حاضر، به‌كارگيري الگوريتم بهينه‌سازي چندهدفه تجمعي ذرات (MOPSO) به‌منظور دستيابي به چينش بهينه كاربري‌هاي شهري در سطح ريزدانه است. در تدوين مدل پيشنهادي، از سامانه اطلاعات مكاني (GIS) به‌عنوان مولد گزينه‌ها و سناريوهاي مكاني بررسي‌شده استفاده گرديد. به اين منظور پارامترهاي روش به‌كار گرفته‌شده با كاربرد مورد نظر سازگار شدند و گزينه‌هاي تصميم‌سازي برمبناي توابع هدف و شروط مسيله ايجاد گرديد. سپس با نمايش جواب‌هاي بهينه و تفاوت ميان آنها، به كاربر امكان تصميم‌گيري داده شد. اين مدل در يك محدوده از منطقه هفت تهران اجرا شد و نتايج آن به‌دست ‌آمد، كه نشان‌دهنده تكرارپذيري و ثبات روش به‌كار گرفته‌شده است. در چينش كاربري‌ها در سطح ريزدانه با توجه به تعدد قطعات و تنوع كاربري‌ها و نياز به برآورده‌كردن هم‌زمان چند هدفِ گاه ناسازگار با هم، استفاده از MOPSO مي‌تواند تا حد زيادي پيچيدگي‌‌هاي مربوط به انتخاب و ارزيابي گزينه‌‌هاي تصميم‌‌گيري را حل كند. ريزدانه‌بودن مدل ارايه‌شده، حالت ديناميك آن در پشتيباني از تصميم‌‌گيري مكاني، و ايجاد حالت‌‌هاي گوناگون از چينش كاربري‌‌ها براي تصميم‌‌گيري براساس توابع هدف، از نوآوري‌‌هاي پژوهش حاضر است.

Optimizing of the arrangement of the land uses is one of the main goals of urban land use planning. This issue involves a variety of spatial data and analyses. Moreover, existing different arrangements for diverse land uses causes in complex and wide search space. In view of these matters, the land use arrangement can be supposed as a spatial multi-objective optimization problem. In this research, Multi-Objective Particle Swarm Optimization algorithm along with GIS is applied in the seventh distinct of Tehran to find optimum arrangement of urban land uses. GIS is used to generate and analysis different scenarios of land use arrangements for the optimization algorithm. The proposed approach provides a variety of optimized solutions, giving the possibility of choosing the most desirable results to decision-makers. A new aspect of this research is using the land parcels as the spatial unit. In addition, making dynamic decision on the different types of land uses is one advantages of this method. The test of the method shows an acceptable level of implementation speed along with a high level of repeatability and stability of the algorithm.