گسترش فیزیکی شهرها یک فرایند پویا و پیوسته است که در آن مرزهای شهر و فضای فیزیکی در جهت های عمودی و افقی از نقاط کمی و کیفی افزایش می یابد. روش تحقیق حاضر از نوع توصیفی- تحلیلی و از نظر هدف کاربردی است تحقیق حاضر در پی ارزیابی و گسترش شهر مشهد در طی سال های ۱۳۷۹-۱۳۹۵ و سپس پیش بینی تغییرات تا سال ۱۴۰۴ است. داده های مورد نیاز پژوهش به روش اسنادی؛ و برای پی بردن به نوع و میزان تغییرات رخ داده در منطقه مورد مطالعه از تصاویر ماهواره لندست، سنجنده ETM سال های، ۱۳۸۸، ۱۳۷۹ و سنجنده OLI استفاده شده است. پس از عملیات طبقه بندی که از روش نظارت شده و الگوریتم حداکثر مشابهت استفاده شده است، در ادامه جهت پی بردن به تغییرات صورت گرفته در کاربری اراضی شهر مشهد که شامل کاربری های باغات و زمین های کشاورزی، محدوده های ساخته شده، اراضی بایر و مراتع مد نظر قرار گرفته از مدل زنجیره مارکوف استفاده شد؛ همچنین برای پیش بینی روند تغییرات تا سال ۱۴۰۴ از مدل CA استفاده شده است. همچنین در این پژوهش جهت اعتماد به طبقه بندی صورت گرفته از شاخص کاپا استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که بیشترین تغییر، در سال های ۷۹ تا ۸۸ مربوط به محدوده باغات و اراضی کشاورزی بوده است، اراضی بایر در سال ۱۳۸۸ به نسبت سال ۱۳۷۹ کاهش یافته است اما در سال ۱۳۹۵ نسبت به سال ۱۳۸۸ افزایش یافته است. مساحت مراتع در سال ۱۳۸۸ به نسبت سال ۱۳۷۹ کاهش یافته است اما در سال ۱۳۹۵ نسبت به سال ۱۳۸۸ و ۱۳۷۹ افزایش چشمگیری داشته است. همچنین در طی ۳ بازه زمانی ۱۳۹۵، ۱۳۸۸، ۱۳۷۹ بیشترین تغییر در کاربری ها مربوط به محدوده های ساخته شده است که بر اساس پیش بینی مارکوف در افق ۱۴۰۴ این کاربری حدود ۱۲۱٫۵۷% دچار تغییر خواهد شد؛ بنابراین نتایج مقاله حاضر می تواند به عنوان هشدار و تلنگری برای برنامه ریزان و مدیران شهری باشد تا با برنامه ریزی مناسب مانند سیاست های عمودی سازی و به عبارت دیگر گسترش در ارتفاع و نه در سطح، از گسترش بی رویه شهر به سمت باغات و اراضی کشاورزی جلوگیری نمایند.
