پایش و تحلیل روند توسعه شهری با تلفیق سنجش از دور و یادگیری ماشین: مطالعه موردی شهرضا (۲۰۲۴-۱۹۹۰)

این پژوهش با بهره گیری از رویکردی ترکیبی شامل سنجش از دور، سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و الگوریتم های پیشرفته یادگیری ماشین، به تحلیل جامع روند توسعه شهری شهرضا در بازه زمانی ۳۴ ساله (۱۹۹۰-۲۰۲۴) پرداخته است. در این مطالعه، از تصاویر ماهواره ای چندزمانه لندست (سری های ۴ تا ۹) با قدرت تفکیک مکانی ۳۰ متر استفاده شده که پس از انجام تصحیحات اتمسفری و رادیومتریک، مورد پردازش قرار گرفتند. ورودی های مدل شامل داده های طیفی اصلی (۶ باند) به همراه پنج شاخص طیفی کلیدی (NDVI، NDBI، MNDWI، NDMI و SAVI) بود که هر یک ویژگی های خاصی از محیط شهری را برجسته می سازند. مدل پیشنهادی مبتنی بر الگوریتم جنگل تصادفی با معماری ۱۰۰ درخت تصمیم گیری طراحی شد که پس از بهینه سازی پارامترها و آموزش بر روی ۲۰۰۰ نمونه متوازن، به دقت کلی ۹۲ درصد و ضریب کاپای ۰.۸۴ دست یافت. ارزیابی مدل با معیارهای مختلف از جمله دقت کاربر (۹۳%) و دقت تولید (۹۱%) نشان دهنده عملکرد قوی آن در شناسایی تغییرات کاربری اراضی است. یافته های تحقیق حاکی از آن است که مساحت شهری شهرضا از ۵۰۰ هکتار در سال ۱۹۹۰ به ۲۰۰۰ هکتار در سال ۲۰۲۴ افزایش یافته که نشان دهنده رشد چهار برابری و میانگین نرخ رشد سالانه ۳.۵ درصد است. تحلیل روند توسعه شهری نشان می دهد که این فرآیند در چهار مرحله متمایز صورت پذیرفته است: مرحله رشد متمرکز (۱۹۹۰-۲۰۰۰) با نرخ رشد سالانه ۳ درصد، مرحله گسترش شعاعی (۲۰۰۰-۲۰۱۰) با نرخ رشد ۴ درصد، مرحله توسعه شتابان (۲۰۱۰-۲۰۲۰) با نرخ رشد ۵ درصد و نهایتا مرحله تثبیت (۲۰۲۰-۲۰۲۴) که در آن توسعه های پراکنده به بدنه اصلی شهر متصل شده اند. مهم ترین عوامل محرک این توسعه شامل رشد صنعتی منطقه، افزایش جمعیت ناشی از مهاجرت، بهبود دسترسی ها و اجرای طرح های جامع شهری بوده است. سیستم پایش یکپارچه ارائه شده در این تحقیق می تواند به عنوان الگویی کارآمد برای مدیریت هوشمند توسعه شهری در مناطق با شرایط مشابه مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

ارزیابی دقت ، توسعه شهری ، روندیابی تغییرات ، سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS).