برنامه‌ريزي چندهدفه‌ي كاربري اراضي شهري و مدلسازي تغييرات آنها با استفاده از الگوريتم تكاملي چند هدفه بر مبناي تجزيه

Multi-Objective land use planning and modeling its change using Multi-Objective Evolutionary Algorithm based on Decomposition algorithm

با توجه به صلب بودن طرح‌هاي جامع و تفضيلي در برنامه‌ريزي كاربري اراضي شهري، توجه به تغييرات كاربري‌ها و مدلسازي آنها كمك شاياني در برآورد تأثير تغييرات خواهد نمود. بررسي تأثير تغيير كاربري‌هاي شهري در چينش ساير كاربري‌ها و معيارهاي طراحي مانند سازگاري، وابستگي، مناسبت و سرانه‌ها به لحاظ محاسباتي مسئله‌اي چندهدفه بوده و جزء مسائل سخت رده‌بندي مي‌شود. زيرا به‌دليل تنوع بالاي كاربري ها در محيط شهري و روابط پيچيده‌ي حاكم بر انواع كاربري‌ها مي‌توان چينش‌هاي مختلفي از كاربري‌ها ارائه داد. در اين تحقيق هدف اصلي به دست آوردن تأثير تغيير يك يا چند كاربري بر روي چينش ساير كاربري‌ها با در نظر گرفتن سه تابع هدف سازگاري، وابستگي، مناسبت و سرانه‌ها به صورت همزمان مي‌باشد. به اين منظور از الگوريتم تكاملي چند هدفه بر مبناي تجزيه (MOEA/D Multi-Objective Evolutionary Algorithm based on Decomposition) كه يك الگوريتم بر مبناي تجزيه‌ي تابع بهينگي مي‌باشد، استفاده شده است. نتايج حاكي از جواب‌هاي قابل قبول اين الگوريتم از نظر تست‌هاي الگوريتم‌هاي فرا ابتكاري مي‌باشد. همچنين نتايج نشانگر بهينه بودن چينش‌ها نسبت به وضع موجود است. نكته‌ي قابل توجه در مورد نتايج اين الگوريتم اين است كه زمان اجراي الگوريتم نسبت به الگوريتم‌هاي بهينه‌سازي چندهدفه‌ي رايج در اين زمينه مانند الگوريتم ژنتيك چندهدفه با مرتب‌سازي نامغلوب يا( NSGA-II (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II به مراتب كمتر است. همچنين بازه‌ي جستجوي الگوريتم نيز بيش از الگوريتم NSGA-II مي‌باشد.

Considering rigidity in General and Detail urban plans, modeling the effects of changes mathematically would be worth in such plans. Investigating the effects of urban land use changes in the arrangement of other land uses and designing criteria such as consistency, dependency, suitability and per capita demand, always is a multi-objective and NP-hard problem. Due to the variety of urban land uses and their complex relationships with each other, many possible arrangements of land uses can be suggested. In this study, the main target is obtaining the effects of changes in one or more land uses in the arrangement of the other land uses considering three objective functions and one criteria simultaneously. These objective functions include consistency, dependency and suitability. Moreover, per capita demand assume as criteria in this research. To do so, MOEA/D algorithm is applied. Results demonstrate that the solutions are acceptable in the test of meta-heuristic algorithms. Furthermore, the results of the algorithm shows more optimized answer than current status. It is notable to say that the run time of this algorithm is considerably lower than other MOEAs like NSGA-II. Besides, the search space of MOEA/D is more expanded than NSGA-II.