علیرضا صاحبقرانی

گسترش بی رویه شهر در اراضی پیرامونی از مهم ترین مسائل برای مدیران و برنامه ریزان شهرها در سطوح گوناگون است. از آن جا که امروزه بررسی روند تغییرات کاربری اراضی به کاربری شهری نقشی اساسی را در تصمیم گیری ها و برنامه ریزی های بلند مدت بازی می کند، پیش بینی روند گسترش شهر و مدل سازی آن در آینده با روش های دقیق جهت مدیریت و کنترل گسترش شهری بیش از پیش ضرورت می یابد. در این میان یکی از روش های مدل سازی گسترش و توسعه شهری مدل سلول های خودکار است. این مدل به دلیل برخورداری از ماهیت پویا، قابلیت تلفیق با سایر مدل ها، امکان اصلاح مدل و در دسترس بودن داده های مورد نیاز، به طور گسترده ای در مطالعات شهری به کار گرفته شده است. این مدل دارای محدودیت هایی نیز بوده که تلاش هایی برای رفع محدودیت های آن در تحقیقات مختلف صورت گرفته است. در این مقاله برای افزایش کارآیی مدل سلول های خودکار و رفع محدودیت های آن از تلفیق مدل سلولهای خودکار با مدل AHP استفاده شده است؛ و میزان دقت آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. مقاله حاضر از نظر هدف، کاربردی بوده که مبانی نظری آن به شیوه ی اسنادی گردآوری و جهت تحلیل موضوع از روش های کمّی و مقایسه ای استفاده شده است. در این پژوهش ابتدا عوامل تاثیر گذار در گسترش شهری تدوین شده است. سپس نقشه ی احتمالی تناسب اراضی با استفاده از روش AHP در محیط GIS تولید شده و پس از تعریف اجزا مدل سلول های خودکار، گسترش شهری در سال 1390 بر مبنای داده های سال 1385 مورد پش بینی قرار گرفته است. به منظور بررسی دقت مدل، از محاسبه ی ضریب کاپا استفاده شده است. ضریب کاپای محاسبه شده برابر با 89/0 بوده که بیانگر توافق 89 درصدی پیش بینی صورت گرفته با واقعیت است. مقایسه ی ضریب کاپای به دست آمده با مقدار استاندارد آن نشانگر دقت مناسب مدل و افزایش کارآیی مدل سلول های خودکار در صورت تلفیق با مدل AHP است.

هدف از این مطالعه، شبیه سازی تغییرات کاربری زمین در بافت های شهری با استفاده از تلفیق مدل مونت کارلو، منطق فازی و سلول های خودکار در منطقه 7 شهر اصفهان بوده است. روش تحقیق توصیفی- تحلیلی بوده و از نوآوری های این پژوهش می توان به استفاده از رهیافت مونت کارلو، تدارک تعداد بالاتر انواع کاربری ها، تعریف قوانین انتقال جامع تر و استفاده از عوامل و شاخص های کامل تر در فرایند تغییر کاربری ها اشاره نمود. در این مطالعه ابتدا چارچوب مدل سلول های خودکارِ تلفیقی با منطق فازی و رهیافت مونت کارلو تشریح گردید و پس از تنظیم پارامترهای اولیه ، این مدل برای شبیه سازی تغییرات کاربری اراضی در منطقه هفت شهر اصفهان در دو سناریویِ توسعه درونی و پیرامونی و در دو دوره زمانی 1390-1400 و 1400-1410 به کار گرفته شد. در نهایت، جهت مقایسه مدلِ توسعه یافته با مدل های سلول های خودکار تلفیق شده با منطق فازی و سلول های خودکار سنتی، سه شاخصِ سازگاری، فشردگی و تناسب زمین مورد استفاده قرار گرفت. طبق نتایج تحقیق مدل سلول های خودکار تلفیقی با منطق فازی و رهیافت مونت کارلو خروجی رضایت بخش تری نسبت به دو مدل دیگر داشته است.

برنامه ریزی کاربری زمین به دنبال تخصیص کاربری های مختلف به منبع ارزشمند و محدود زمین به طور بهینه بوده که با استفاده ی حداکثری از آن بیش ترین مطلوبیت را برآورده کرده و اهداف برنامه ریزی کاربری زمین را تا بالاترین میزان محقق سازد. با توجه به تعدد اهداف مطرح در تخصیص کاربری زمین، لازم است تا نوعی سازش میان این اهداف به وجود آمده، به گونه ای که هر یک از اهداف متناسب با اولویت خود تا حد مشخصی تحقق یابند و آرایش بهینه ی کاربری ها حاصل گردد. بهینه سازی تخصیص کاربری، روشی است که امکان حل چنین مسائلی را فراهم می آورد. به دلیل پیچیدگی بسیار بالای مسئله ی      بهینه سازی کاربری زمین، چه از نظر تعدادِ اهداف و چه از نظر اندازه و زمانِ حلِ مسئله، حل این مسئله بر الگوریتم های فراابتکاری تکیه دارد. در پژوهش حاضر، الگوریتم جست وجوی هارمونیک برای بهینه سازی تخصیص کاربری زمین توسعه یافته است. اهداف بهینه سازی سه هدف: بیشینه سازی سازگاری، بیشینه سازی فشردگی، و بیشینه سازی تناسب اراضی را در بر می گیرد. قابلیت این الگوریتم در تخصیص بهینه ی هفت گونه ی کاربری، مورد آزمون قرار گرفته و نتایج آن با الگوریتم ژنتیک مقایسه شده است. مقایسه ی انجام شده نشان می دهد که الگوریتم جست و جوی هارمونیک، از کارآیی (68 درصد) و کیفیت بالاتری (27.7 درصد) نسبت به الگوریتم ژنتیک برخوردار در حل مسئله ی طرح شده در این پژوهش برخوردار است. نتایج نشان می دهند که با به کارگیری الگوریتم پیشنهادی، میزان مطلوبیت کل در گزینه ی بهینه 54.07 درصد بالاتر از وضع موجود کاربری ها در مطالعه ی موردی می باشد.