جانمايي ايستگاه هاي سنجش كيفيت هواي شهر مشهد با استفاده از تكنيك هاي تصميم‌گيري چند معياره

Site selection of air quality monitoring stations over city of Mashhad by multiple-criteria decision-making techniques

زمينه و هدف: از مباحث ضروري در حوزه زيست محيطي شهري مشهد، افزايش بهينه تعداد ايستگاه­ هاي سنجش كيفيت هواي شهر مشهد است. اما پايش واقعي و اطلاع درست از وضعيت كيفيت هوا، نيازمند توزيع مناسب فضايي ايستگاه ­ها در محدوده شهر مشهد است. مطالعه حاضر با هدف جانمايي و سپس اولويت ­بندي مكان احداث ايستگاه­ هاي تماس عابرين، ايستگاه ­هاي تماس عمومي، و ايستگاه ­هاي تماس ساكنين مناطق مسكوني در شهر مشهد با روش­ هاي تصميم ­گيري چند معياره مكاني انجام شد. روش بررسي: در اين مطالعه، جانمايي ايستگاه هاي مورد نظر در شهر مشهد بر مبناي استانداردهاي ارائه شده در كشور آمريكا انجام شد. بر همين اساس، معيارهاي مكاني موثر در جانمايي ايستگاه ­ها نظير، تراكم جمعيت، فاصله از ايستگاه­ هاي موجود، فاصله از فضاي سبز، تراكم خودرو و ساير عوامل در سه روش فرايند تحليل سلسله مراتبي، فازي و روش جديد تابع چگالي احتمال مورد استفاده قرار گرفت و تعدادي محل جديد پيشنهاد گرديد. يافته ­ها: ميزان تطابق نقشه­ هاي جانمايي ايستگاه‌ها با روش‌هاي تصميم­ گيري جهت بررسي اعتبار آن مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين موقعيت جغرافيايي ايستگاه­ هاي پيشنهادي توسط روش­ هاي تصميم ­گيري به كمك شاخص ­هاي آمار فضايي ميانگين نزديكترين همسايه و دواير فاصله استاندارد مورد مقايسه قرار گرفت. براساس شاخص ميانگين نزديكترين همسايه، روش فازي بهترين الگوي جانمايي (پراكنده) را با 99 درصد اطمينان نشان مي­ دهد. همچنين تابع چگالي احتمال نيز ارائه دهنده الگوي پراكنده ­اي از ايستگاه ­هاي پيشنهادي است. دايره فاصله استاندارد نيز مويد اين نكته است كه الگوي فضايي نقاط پيشنهادي در روش فازي و تابع چگالي احتمال به صورت پراكنده­ تري نسبت به روش فرايند تحليل سلسله مراتبي قرار دارد. نتايج اين مطالعه نشان­ دهنده بهينه بودن جواب­ هاي مكاني حاصل از روش­ هاي فازي و تابع چگالي احتمال نسبت به روش فرايند تحليل سلسله مراتبي است. نتيجه­ گيري: نتايج كلي روش ­هاي تصميم­ گيري مورد استفاده در اين مطالعه نشان­ دهنده نياز شديد به احداث ايستگاه ­هاي جديد در مناطقي از شهر مشهد كه عمده آن در مناطق شمال غربي است. همچنين نتايج اين تحقيق نشان­ دهنده امكان استفاده از روش تابع چگالي احتمال بعنوان روش تصميم­ گيري در سيستم اطلاعات جغرافيايي جهت جانمايي و اولويت­ بندي مكان­ هاي احداث ايستگاه­ هاي سنجش كيفيت هوا است.

Background and Objective: Optimum number of air quality monitoring stations in Mashhad is an essential task for management of the urban environment. However, real monitoring and accurate information on the status of air quality require proper spatial distribution of air quality monitoring stations in the city of Mashhad. The aim of the present study was to determine optimum site locations for air quality monitoring, including Downtown Pedestrain Exposure Station, Downtown Background Exposure Station, and Residential Population Exposure Station by three Multiple-Criteria Decision-Making (MCDM) techniques. Materials and Methods: In the precent study, sites for new air quality monitoring stations t in Mashhad were determined based on a proposed protocol in the United States. Accordingly, the criteria effective for site selection such as population density, distance from existing stations, vicinity to vegitation, vehicle density and other factors were used by applying Analytic Hierarchy Process (AHP), Fuzzy set, and Probability Density Function (PDF). Results: Location similarity of the sites proposed by decision making methods was evaluated to know its reliability. The compactness of distribution of the proposed sites were compared by applying spatial statistic methods auch as Average Nearest Neighbor (ANN) and Standard. The results from ANN indicated that fuzzy set mapped the suggested sites was fully scattered within the entire city of Mashhad and was statistically significant at 99% confidence level. The PDF method also offered the same spatial pattern as fuzzy set. Overall results of this study indicated spatial optimization of suggested sites location for fuzzy set and PDF. Conclusion: The overall results of the decision-making methods used in this study indicated that it is necessary to increase number of air quality monitoring stations at Northwest of Mashhad due to the urban growth in the city. The results also showd the possibility of using Probability Density Function (PDF) as a method of decision-making in GIS for locating and ranking of new air quality monitoring stations.