مدلسازي توسعه شهري و تحليل اثر همسايگي با استفاده از تلفيق مدل اتوماسيون سلولي و روش Majority OWA

Modeling the Urban Development and Analysis of Neighborhood Effect Using the Integration Cellular Automata Model and Majority OWA Approach

شهرها مانند موجودات زنده از لحاظ كالبد بزرگتر و از لحاظ ساخت پيچيده‌تر مي‌شوند و به دنبال اين رشد فيزيكي، توسعه اقتصادي، اجتماعي و فرهنگي آنها نيز بتدريج دگرگون مي‌شود. همواره فضاي كالبدي شهرها تحت تاثير مكانيزم‌ها وعواملي قرار دارد كه در طي زمان با پيشرفت‌ها و تحولات اقتصادي، اجتماعي، فرهنگي، سياسي، زيست محيطي و ... متحول مي‌شوند و در ضمن اين تاثيرات، تغييرات جديدي نيز برچهره و منظر كالبدي شهر تحميل مي‌كنند. در اين ميان جلوگيري از رشد بي‌رويه و نامتوازن شهرها به دليل ارزش بالاي زمين از اهميت بسزايي برخوردار است و به همين دليل جايگاه مدلسازي و پيش‌بيني تغييرات كاربري اراضي براي مديريت شهري، بيش از پيش اهميت پيدا كرده است. مدل اتوماسيون سلولي به سبب ساختاري ساده و پويا و نيز برخورداري از ويژگي‌هاي قدرتمند مكاني، به طور گسترده در شبيه‌سازي تغييرات مكاني- زماني از جمله گسترش شهرها مورد استفاده قرار گرفته‌ است. در مقاله حاضر از اتوماسيون سلولي براي محاسبه فاكتور اثر همسايگي در مدلسازي توسعه شهري استفاده شده و با در نظر گرفتن محدوديت‌هاي موجود در الگوهاي رايج سلولي، به ارايه مدل اتوماسيون تركيبي به صورت آميزه‌اي از ساختار محاسباتي سلولي و روش تصميم‌گيري چند معياره Majority OWA پرداخته شده است. روش اتوماسيون سلولي براي تركيب نقشه‌هاي تناسب كاربري و محاسبه تناسب كلي از روش ميانگين‌گيري استفاده مي‌كند كه در بيشتر كاربردها روش مناسبي نيست؛ اما روش Majority OWA براي تركيب معيارهاي مختلف ارزيابي يك گزينه نظر اكثريت را درنظر مي‌گيرد؛ بنابراين، تلفيق دو روش ذكر شده مي‌تواند يكي از ضعف‌هاي مهم روش اتوماسيون سلولي را پوشش دهد. در اين مقاله ابتدا با به‌كارگيري داده‌هاي مورد نياز، مدل پيشنهادي براي شبيه‌سازي گسترش شهر شيراز بين سال‌هاي 1383 تا 1388 هجري خورشيدي، پياده‌سازي شده و سپس نتايج به دست آمده مورد ارزيابي قرار گرفته است. مقايسه نتايج مدلسازي اين تحقيق براي سال 1388 با داده‌هاي به‌دست آمده از تصاوير ماهواره‌اي در اين سال نشان مي‌دهد، استفاده از روش Majority OWA مي‌تواند با دقت 60% فرايند توسعه شهري را مدلسازي نمايد كه در مقايسه با دقت حدود 53% روش CA نتايج بهتري حاصل مي‌شود. نتايج تحقيق، گامي به سمت جلو است؛ زيرا مدل پيشنهادي با افزايش قابليت اتوماسيون سلولي در مدلسازي پروسه‌هاي پيچيده مكاني به دقت مطلوبتري نيز دست پيدا كرده است. نتايج حاصل از اين مدلسازي مي‌تواند به عنوان ابزاري مناسب جهت اخذ تصميم‌هاي بهينه در اختيار برنامه‌ريزان شهري قرار گيرد.

Cities like living organisms will become more complex from the structure point of view and become greater from physical view and following this physical growth, their economical, social and cultural development is changed gradually. Always the physical environment of the cities are under the effect of such mechanism and factors which will change during the time by the economical, social, cultural, political , environmental progresses and changes. Also these impacts impose new changes on the feature and physical landscape of the city. Therefore, Preventing the unbalanced and uncontrolled growth of cities has high importance because of high value of land. Therefore, modeling and forecasting of land use changes in future have become more important for urban managers and other decision makers. The Cellular Automata model has vastly been used in temporal-spatial changes simulation because of its simple and dynamic structure and the power of geospatial analysis. In this paper, with considering the existing limitations in current cellular pattern, a combined automata model has been presented which is an integration of the cellular computational structure and multi criteria decision making approach, Majority OWA. The Cellular Automata model uses average method for combining land use suitability maps and computing the total general suitability that it is not suitable in many applications. But Majority OWA approach considers opinion of majority for combining several criteria to evaluate an alternative, so incorporation the two approaches cited can rectify one of the important defects in cellular automata model. This article, at first, by implementation of the proposed model for simulation of Shiraz city’s propagation between 2004 to 2009 years and then obtained results have evaluated.Comparing the obtained results in this article for year 2009 by the data obtained from satellite photos in this year shows that using Majority OWA method can model urban development process by 60% accuracy which in comparing with accuracy 53% of CA model, better results can be achieved. The research findings is a forward step, because the proposed model by increasing the capability of Cellular Automata in modeling the complicated location processes has achieved a better accuracy. The results obtained from this modeling can be presented to the urban planners as an appropriate tool for taking optimum decisions.