ارزیابی و شبیه‌سازی رشد شهری با استفاده از مدل زنجیره مارکوف (مورد مطالعه: شهر دزفول)

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 10، دوره 7، شماره 2 - شماره پیاپی 26، تیر 1397، صفحه 169-180   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geo.v7i2.64775

نویسندگان

غلامرضا سبزقبائی¹؛ فرهاد صالحی پور¹؛ سولماز دشتی^{* 2}؛ آرزو صفویان³

¹دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، بهبهان، ایران.

²دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز

³دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

چکیده

در این مقاله به ارزیابی و شبیه­سازی تغییرات کاربری اراضی شهرستان دزفول با استفاده از داده­های ماهواره­ای قبل از جنگ عراق با ایران پرداخته شده است. جنگ به همراه خود خرابی­های زیادی خصوصاً در محیط­های شهری در بر دارد. در دوران پس از جنگ توجه به رشد و توسعه شهری در جهت از بین بردن آسیب­های وارده اهمیت ویژه­ای می­یابد. امروزه مدل­سازی و شبیه­سازی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تصاویر ماهواره­ای می­تواند ابزار بسیار مفیدی برای تشریح روابط متقابل بین محیط انسان­ساخت و محیط طبیعی برای کمک به تصمیم­گیری برنامه­ریزان در شرایط پیچیده باشد. در این تحقیق مدل شبیه سازی و پیش­بینی تغییرات کاربری اراضی CA-Marcov به کاربرده شد و در این مدل از داده­های تاریخی به دست آمده از استفاده از داده­های سنجش از دور چندزمانه (Landsat ETM+) مربوط به سال­های 1985 و 2005 استفاده شد. نقشه­های کاربری و پوشش اراضی با روش طبقه نظارت شده با الگوریتم حداکثر احتمال در طی دو سال مورد نظر تهیه گردید. سپس با استفاده از نقشه­های کاربری و پوشش اراضی بدست آمده و ترکیب آن با روش­های پیش­بینی زنجیره­های مارکوف به شبیه­سازی و پیش­بینی تغییرات فیزیکی آتی در سال­های 2018 و2030 پرداخته شد. نتایج شبیه­سازی در سال­های 2018 و 2030 نشان از روند افزایشی در اراضی شهری شهر دزفول به ترتیب برابر 77/130 و 334 هکتار و روند کاهشی در اراضی کشاورزی به ترتیب برابر 22/320 و 24/273 هکتار دارد. نتایج تحقیق حاکی از کارایی بالای مدل تلفیقی CA-Marcov در پایش روند تغییرات کاربری اراضی در سال­های گذشته و پیش­بینی این تغییرات خصوصاً رشد شهری برای سال­های آتی براساس الگوی تغییرات در سال­های گذشته است.

کلیدواژه‌ها

رشدشهری؛ شبیه سازی؛ زنجیره مارکوف؛ تصاویرماهواره ای؛ دزفول

مراجع

خاکپور، براتعلی؛ ولایتی، سعدالله؛ کیانژاد، قاسم؛ 1386. الگوی تغییر کاربری اراضی شهر بابل طی سال‌های 1362- 1378. مجله جغرافیا و توسعه ناحیه‌ای، شماره 9، 64-45.

زارع گاریزی، آرش؛ ‌شیخ، عبدالواحدبردی؛ سعدالدین، امیر؛ سلمان‌ماهینی، رسول؛ 1391. شبیه‌سازی مکانی- زمانی تغییرات گستره جنگل در آبخیز چهل‌چای استان گلستان با استفاده از مدل تلفیقی سلول‌های خودکار و زنجیره مارکوف. فصلنامة علمی پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران. شماره 2، 273- 285.

شکوئی، حسین؛ 1373. دیدگاه‌های نو در جغرافیای شهری. چاپ تهران. موسسه انتشارات سمت. صدرموسوی، میرستار؛ یزدانی‌‌چهاربرج، رسول. 1392. ارزیابی و شبیه‌سازی رشد شهری میانه اندام با استفاده از مدل CA-Markov (نمونه موردی: شهر مراغه)، همایش ملی معماری پایدار و توسعه شهری، یزد.

قربانی، رسول؛ پورمحمدی، محمدرضا؛ محمودزاده، حسن. 1392. رویکرد زیست‌محیطی در مدل‌سازی تغییرات کاربری اراضی محدوده کلانشهر تبریز با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای چند زمانه‌ای، ارزیابی چند معیاری و سلول‌های خودکار مارکوف. فصلنامه علمی پژوهشی مطالعات شهری. شماره 8، 30- 23.

کامیاب، حمیدرضا؛ سلمان‌ماهینی، رسول؛ حسینی، سیدمحسن؛ غلامعلی‌فرد، مهدی؛ 1389. اتخاذ رهیافت اطلاعات محور با کاربرد روش رگرسیون لجستیک برای مدل‌سازی توسعه شهری گرگان، فصلنامه محیط‌‌شناسی. شماره 54، 96-89.

Anderson, W.P., Kanaroglou, P.S., Miller, E.J., 1996. Urban form energy and the environment, a review of issues, evidence and policy. Urban Studies 33(1), 7-35.

Arsanjania, J., Helbich, M., Kainz, K., Darvishi Boloorani, A., 2012. Integration of logistic regression, Markov chain and cellular automata models to simulate urban expansion. International Journal of Applied Earth Observation and Geo information 21, 265-275.

Barredo, I., Demicheli, L., 2003. Urban sustainability in developing countries megacities: modelling and predicting future urban growth in Lagos. Journal of Urban sustainability in developing countries’ megacities 5, 297-310.

Dongjie, G., HaiFeng, L., Takuro, I., Weici, S., Tadashi, N., Kazunori, Kazunori., 2011. Modeling urban land use change by the integration of cellular automaton and Markov model. Ecological Modeling 222 (20), 3761–3772.

Fan, F., Wang, Q., Wang, Y., 2007. land use and land cover change in Guangzhou, Chaina, from 1998 to 2003. Based on landsat TM/ETM+ imagery, Sensors, 7, 1323-1342.

Geoghegan, J. Klepeis, S., Mendoza, P.M., Yelena, O.R., Chowdhury, R. Turner, B.L. and Vance C., 2001. Modeling tropical deforestation in the southern Yucatan Peninsular region: comparing survey and satellite data Agriculture. Ecosystems and Environment 85, 25-46.

Healey, S. P., Cohen, W. B., Zhiqiang, Y., Krankina, O. N., 2005. Comparison of Tasseled Cap-based Landsat data structures for use in forest disturbance detection. Remote Sensing of Environment, 97, 301-310.

Iacono, M., Levinson, D., El-Geneidy, A., 2012. A Markov Chain Model of Land Use Change in the Twin Cities, University of Minnesota: Nexus Research Group. Working Papers 107.

Islam, Sh., Ahmed, R., 2011. Land use change prediction in Dhaka City using GIS aided markov chain modeling. J. Life Earth Sci, 6, 81-89.

Parker, D.C., Manson, S.M., Janssen, M.A., Hoffmann, M.J., Deadman, P., 2002. Multi agent systems for the simulation of land use and land cover change: A Review, 43.

Richards John A., Xiuping Jia., 2006. Remote Sensing Digital-Image Analysis. Electronics & Electrical Engineering, 439.

Rogan, J., Franklin, J., Roberts, D. A., 2002. A comparison of methods for monitoring multi-temporal vegetation change using Thematic Mapper imagery. Remote Sens. Environ, 80, 143−156.

Seto, K. C., Woodcock, C. E., Song, C., Huang, C., Lu, J., Kaufman, R.K., 2002. Monitoring, Land-use change in the Pearl River delta using Landsat TM. Int. J Remote Sens, 23, 1985-2004.

Subedi, P., Subedi, K., Thapa, K., 2013. Application of a Hybrid Cellular Automaton Markov (CA-Markov) Model in Land-Use Change Prediction: A Case Study of Saddle Creek Drainage Basin, Florida. Applied Ecology and Environmental Sciences, 6, 126-132.

Verburg, P.H., Chen, Y., Soepboer, W., and Veldkamp, A., 2000. GIS based modeling of human-environment interactions for natural resource management. Applications in Asia. Proc. 4th Int. Conf. Integrat. GIS Environ. Modeling (GIS/EM4): Problems, Prospects and Research Needs, Banff, Alberta, Canada, Sept 8, 1-18.

Wu, Q., Li, H.Q., Wang, R.S., Paulussen, J., He, Y., Wang, M., Wang, B.H., Wang, Z., 2006. Monitoring and predicting land use change in Bijing using remote sensing and GIS. Landscape and urban planning, 78, 322-333.

Xian, G., Crane, M., 2005. Assessments of urban growth in the Tampa Bay watershed using remote sensing data. Journal of Remote Sensing of Environment, 97, 203-215.