شبیه سازی رشد شهری با استفاده از اتوماسیون سلولی و زنجیره مارکوف (منطقه مورد مطالعه: شهر بیرجند)

درک فرآیند رشد شهری در برنامه ریزی و مدیریت شهری به منظور رسیدن به شهری پایدار، نیازمند مدل هایی است که توانایی مدل سازی تغییرات را داشته باشند. تاکنون تلاش های بسیاری در زمینه مدل سازی توسعه شهری با استفاده از اتوماسیون سلولی صورت پذیرفته است اما برای ایجاد یک مدل قابل اطمینان و معتبر هنوز برخی مسائل بصورت حل نشده باقی مانده است. شهر بیرجند در سال های اخیر دارای رشد سریعی بوده است، لذا ضروری است روند توسعه شهر شبیه سازی گردد و با اتخاذ تصمیم های مناسب، مدیریت شهری را به سمت توسعه پایدار هدایت نمود. در این تحقیق تلاش بر این بوده که با تلفیق اتوماسیون سلولی و زنجیره مارکوف مدلی مناسب جهت مدل سازی فرآیند رشد شهری ایجاد شده و با استفاده از آن به پیش بینی فرآیند توسعه شهری بیرجند بین سال های 1986 و 2010 پرداخت. بدین منظور با استفاده از تصاویر ماهواره ای چندزمانه سنجنده TM لندست 5 و تکنیک های پردازش شئ گرا، تغییرات کاربری اراضی در مقطع زمانی 2010- 1986، مورد ارزیابی قرارگرفته است. براساس نتایج حاصله، بیشترین تغییرات در محدوده مورد مطالعه در کلاس مناطق شهری دیده می شود. این کلاس نسبت به 24 سال گذشته حدود 265/66 درصد افزایش داشته است. بطوری که از 4/14 هکتار در سال 1986 به 11 هکتار در سال 2010 تغییر یافته که لزوم مدیریت توسعه آتی شهر را می طلبد. اعتبارسنجی مدل با مقایسه نقشه شبیه سازی شده با نقشه واقعی حاصل از طبقه بندی تصویر ماهواره ای سال 2010 انجام شد و در نهایت از دقت کلی و شاخص کاپا برای ارزیابی مدل استفاده شده است. بدین ترتیب دقت کلی بدست آمده برابر با 0/8230 است که نشان دهنده ی این است که 82/30 درصد سلول ها درست شبیه سازی شده اند و مقدار شاخص کاپای نهایی 0/7083 بوده که نشان دهنده ی این است که نتایج شبیه سازی 70/83 درصد بهتر از زمانی است که شبیه سازی بطور تصادفی صورت پذیرد.

کلیدواژه ها:

مدل سازی توسعه شهری ، اتوماسیون سلولی ، زنجیره مارکوف ، شاخص کاپا ، بیرجند