پیش‌‌بینی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تصاویر چند زمانه و مدل زنجیره‌‌ایMARKOV (مورد شناسی: شهر ایلام)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه جغرافیا، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تبریز، ایران

چکیده

در سال‌های اخیر، اراضی بسیاری از شهرهای ایران به‌خصوص اراضی حاشیه‌‌ای شهرها، تحت‌تأثیر روند شهرنشینی و نیاز شهروندان به مسکن جدید، تغییر کاربری داده و به اراضی ساخته‌شده تبدیل شده‌است. با توجه به اینکه شهر ایلام نیز مانند سایر شهرها در سال‌‌های اخیر با افزایش جمعیت مواجه بوده‌است، شاهد تغییر و تحولات قابل‌توجهی در کاربری اراضی شهری این شهر هستیم. در این تحقیق با استفاده از تصاویر چندزمانۀ لندست مربوط به سال‌‌های 1355، 1380 و 1386، همچنین با استفاده از تکنیک پردازش تصاویر ماهواره‌‌ای، به بررسی تغییرات کاربری اراضی در مقطع زمانی 1355 تا 1386 و مقایسۀ بعد از طبقه‌‌بندی پرداخته شده و برای پیش‌‌بینی تغییرات کاربری اراضی و به‌خصوص گسترش فضایی شهر ایلام در سال‌‌های‌‌ 1409 (2020 م) و 1419 (2030 م)، از مدل زنجیره‌‌ای مارکوف استفاده شده‌‌‌است. براساس نتایج این تحقیق، تغییرات کاربری‌‌‌ها و سطح کاربری‌‌های منطقه محاسبه و مورد مقایسه و بررسی قرار گرفته‌‌اند. نتایج طی مقطع زمانی 1355 تا 1386، افزایش 73/1905 هکتاری اراضی مسکونی و تخریب 16/2066 هکتاری کاربری جنگل را نشان می‌‌دهد و مشخص شد که گسترش شهر ایلام تا چه ابعاد و مقیاسی، به‌ترتیب «شدت عمل کاربری‌‌های اراضی مسکونی و کشاورزی» با روند افزایشی و «کاربری‌‌های جنگل، اراضی بایر و باغ» با روند کاهشی، پیرامون خود را تحت گسترش فضایی- کالبدی خود قرار داده‌است و با این روند، اراضی مسکونی در سال 1355 با 67/268 هکتار و طبق پیش‌بینی‌‌های انجام‌شده در سال 1419 به 77/2600 هکتار خواهد رسید. همچنین روند توسعۀ شهر نشان‌دهندۀ تمایل گسترش کالبدی- فضایی شهر ایلام در تمامی ابعاد است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Forecasting land use changes using multi-temporal images and the Marko chain model (Case Study: Ilam city)

نویسندگان [English]

  • dr.saleh arkhi 1
  • mohadese esfahani 2
چکیده [English]

In recent years, many lands of Iran cities, especially marginal lands of the cities affected by the process of urbanization and the citizens need to new house, has changed the  land use and converted to constructed areas. Given that, Ilam city like other cities has faced with increasing population in recent years; we are faced with considerable changes and conversions in urban land use of this city. In this study, with the use of multi-temporal Landsat images related to years of 1976, 2001 and 2007 and using satellite image processing technique , the changes in land use in the periods of 1976 up to 2007 have been investigated and post classification comparison and with emphasis on forecasting the  land use changes and especially the spatial expansion of city Ilam in 1409 (2020 AD) and 1419 (2030 AD) using Marko chain model has been made. Based on results of this research, land use changes and area of the city were calculated and compared. Results during the period 1976 to 2007shows increasing 1905/73 hectare of residential area and degradation of 2066/17 hectare of forest and it was found that the size and scale of Ilam, in order, effect intensity are: increasing residential and agricultural land use and decreasing forest, barren land and the horticulture and with this trend, residential land in 1976 with 268/67 hectare will be 2600/77 hectares in 2040 according to projections made ​​by model. It also reflects the desire to promote the physical development of Ilam city in all spatial dimensions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • land use change
  • Satellite Images
  • change forecasting
  • Marko chain
  • Ilam City
احدنژاد روشتی، محسن؛ حسینی، سید احمد. (1390). ارزیابی و پیش‌‌بینی تغییرات و پراکنش افقی شهرها با استفاده از تصاویر ماهواره‌‌ای چندزمانه و سیستم اطلاعات جغرافیایی (نمونۀ موردی: شهر تبریز در مقطع زمانی 1389-1363). مجلۀ پژوهش و برنامه‌‌‌ریزی شهری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت، سال دوم، شمارۀ چهارم، صص 20-1.

بهرام سلطانی، کامبیز. (1371). مجموعه مباحث و روش‌های شهرسازی، محیط زیستتهران: مرکز مطالعات و تحقیقات شهرسازی و معماری ایران. ۲۴۰ص

خسروی، مریم. (1383). تعیین جهت توسعۀ فیزیکی شهر اندیمشک با استفاده از داده‌های سنجش ‌از ‌دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت معلم.

خوش‌‌‌گفتار، مهدی؛ طالعی، محمد. (1389). شبیه‌‌سازی رشد شهری در تهران با استفاده از مدل CA-Markov. مجلۀ سنجش‌از‌دور و GIS ایران، انجمن سنجش از دور و GIS ایران و دانشگاه شهید بهشتی، سال دوم، شمارۀ دوم، صص 17-33.

رضازاده، راضیه؛ میراحمدی، مهرداد. (1388). مدل اتوماسیون سلولی روشی نوین در شبیه‌‌سازی رشد شهری. نشریۀ فناوری آموزش، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، جلد 4، شمارۀ 6، صص 55-47.

سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی استان ایلام. (1385). جایگاه استان ایلام در تحقق جهت‌‌گیری‌‌های آمایش سرزمین سالنامۀ آماری ایلام (جمعیت).

طاهری، غلامرضا. (1381). الگوی توسعۀ فیزیکی شهر رامشیر و ارائۀ یک الگوی مناسب. پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان و بلوچستان.

ظاهری، محمد. (1387). نقش روند گسترش کالبدی شهر تبریز در ایجاد تغییرات کاربری اراضی حومۀ شهر و روستاهای حوزۀ نفوذ (مطالعۀ موردی: روستاهای الوارسفلی، باغ معروف، شادآباد مشایخ و کندرود)، مجلۀ جغرافیا و توسعه، دانشگـاه سیستان و بلوچستان، شمارۀ 11، صص 198-181.

عبدالامیر، کرم. (1384). بررسی تحلیل تناسب زمین برای توسعۀ کالبدی در محور شمال‌غرب شیراز با استفاده از رویکرد ارزیابی چند‌معیاری (MCE) در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی (ساج-gis). پژوهش‌‌های جغرافیایی، دانشگاه تهران، شمارۀ 54، صص 106-93.

علی‌‌محمدی، عباس؛ موسیوند، علی‌‌جعفر؛ شایان، سیاوش. (1388). پیش‌‌بینی کاربری اراضی و پوشش زمین با استفاده از تصاویر ماهواره‌‌‌ای و مدل زنجیره‌‌ای مارکوف. برنامه‌‌ریزی و آمایش فضا، دانشگاه تربیت مدرس، دورۀ 14، شمارۀ 3، صص 130-117.

فیضی‌‌زاده، بختیار؛ حاجی‌‌‌میررحیمی، سید محمود. (1386). آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از روش طبقه‌‌بندی شی‌‌گرا (مطالعۀ موردی: شهرک اندیشه). نقشه‌‌برداری، انجمن علمی مهندسی نقشه برداری و ژئوماتیک ایران، سال 19، شمارۀ 99، صص 10-1.

محمد‌زاده، رحمت. (1386). بررسی زیست‌محیطی توسعۀ شتابان شهرها با تأکید بر شهرهای تهران و تبریز. مجلۀ توسعۀ ناحیه‌ای، دانشگاه فردوسی مشهد، شمارۀ نهم، پاییز و زمستان 86، صص 112-93.

میرباقری، وهب؛ آبکار، علی‌‌‌اکبر؛ اسدی راشد، هانیه. (1385). بررسی امکان تولید نقشۀ پوشش گیاهی در مقیاس 1:50000 در استان اصفهان با استفاده از تصاویر روزانۀ سنجندۀ MODIS، مجموعه مقالات همایش ژئوماتیک، سازمان نقشه‌برداری، تهران.

نجفی، اسماعیل. (1389). قابلیت‌‌ها و محدویت‌‌های ژئومورفولوژیکی توسعۀ فیزیکی شهر ایلام. پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی، دانشگاه تهران.

 

Ahadnejad Reveshty, M (2010). Evaluation and forecast of human impacts based on land use changes using multi temporal satellite imagery and GIS: a case study on Zanjan, Iran(1984-2009), proceedings of the joint international conference on theory, Data  Handling and vodeling in Geo spatial information science, Hong kong: 548-552.

Brown, D.G; Pijanowski, B.C and Duh, J.D (2000). Modeling the relationships between land use and land cover on private lands in the Upper Midwst, USA. Journal of Environment 59: 247-263.

Chavez, P.S.J.R and Mackinnon, D.J (1994). Automatic detection of vegetation changes in the southwestern United States using remotely sensed images. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 60: 571–583.

Dellepian, S.G and Smith, P.C (1999). Quality assessment of image classification algorithms for land cover mapping: A review and a proposal for a cost based approach, International Journal of Remote Sensing. 20: 1461-1486.

Du, Y; Teillet, P.M and Cihlar, J (2002). Radiometric normalization of multitemporal high-resolution satellite images with quality control for land cover change detection. Remote Sensing of Environment 82: 123–134.

Eastman, J.R; McKendry, J and Fulk, M.A (2006). Change and time series analysis. In:Explorations in Geographic Informations Systems Technology, United Nations Institute for Training and Research (UNITAR), Geneva: 325.

Hathout, S. (2002). The use of GIS for monitoring and predicting urban growth in East and West St Paul, Winnipeg, Maintoba, Canada. Journal of Environmental Management 66: 229-238.

He, C; Okada, N; Zhang, Q; Shi P and Li, J (2008). Modeling dynamic urban expansion processes incorporating a potential model with cellular automata, landscape and urban planning, No.86: 79-91.

Jenerette, G.D and Wu, J (2001). Analysis and simulation of land use change in the central Arizon Phonix region , USA", Landscape Ecology., Vol 16: 611-626.

Kaya, S and Curran, P.J (2006). Monitoring urban growth on the European side of the Tstanbul merropolitan area, International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 8: 18-25

Mc Gill, R (1998). Urban Management in Developing Countries. Cities. Vol, 1. No 6.

Mubea, K.W; Ngigi, T.G and Mundia C.N (2010). Assessing application of Markov chain analysis in predicting land cover change: A case study of Nakuru Municipality: 126-144.

Muller, M.R and Middleton, J (1994). A Markov model of landuse change dynamics in the Niagara Region, Ontario, Canada. Landscape Ecology 9: 151-157.

Rafiee, R; Mahiny A and Khorasani, N (2009). Assessment of changes in urben green spaces of mashad city using satellite data, International journal of Applied Earth Observation and Geoinformation: 431-438.

Zhang, T (2000). Urban Sprawl in China: Land Market Force and Government’s Role, cities: the international journal of urben planing and studies, Vol. 17: 123-135.