زنجیرة مارکوف

با توجه به رشد سریع شهرها در کشورهای در حال توسعه، نیاز به مدیریت و برنامه ریزی مناسب، به پرهیز از تأثیرات مخرب زیست محیطی و اجتماعی ـ اقتصادی آن، همواره احساس می شود. در این زمینه، طراحان و برنامه ریزان شهری به اطلاعات مکانی و زمانی مرتبط با الگو و میزان رشد، به منظور درک بهتر فرایند رشد شهری و تأثیرات آن نیاز دارند. تلفیق سامانه های اطلاعات مکانی و سنجش از دور، ابزار مؤثری را برای جمع آوری و آنالیز اطلاعات زمانی ـ مکانی فراهم می سازد. این تحقیق، ضمن بررسی و مدل سازی توسعة شهری در دو دهة گذشته، به پیش بینی توسعة شهر تهران طی دو دهة آینده می پردازد تا پایه و اساسی را برای مدیریت شهری فراهم سازد. در این تحقیق، مدل شبیه سازی و پیش بینی رشد شهری CA-Markov به کار برده شد و این مدل با استفاده از داده های تاریخیِ به دست آمده از مجموعه های زمانی تصاویر ماهواره ای لندست ـ مربوط به سال های 1988، 2000 و 2006 ـ کالیبره گردید. با توجه به نقشه های پوشش / کاربری زمین به دست آمده از طبقه بندی تصاویر ماهواره ای، منطقة شهری در این مدت با 11 درصد (حدود 56 کیلومترمربع) افزایش مواجه شده است. همچنین مدل CA-Markov به منظور شبیه سازی رشد شهری برای سال های 2015 و 2025 اجرا گردید و نتایج به دست آمده بیانگر رشد 3 درصدی (حدود 15 کیلومترمربع) در مناطق شهری از سال 2006 تا 2025 است. نتایج تحقیق حاکی از کارایی بالای مدل تلفیقی CA-Markov در پایش روند توسعة شهر در سال های گذشته و پیش بینی رشد شهری برای سال های آتی براساس الگوی رشد سال های گذشته است. همچنین کاربرد روش تصمیم گیری چندمعیاره در محیط نرم افزار Idrisi برای در نظر گرفتن پارامترهای توسعه و رشد شهری، از دیگر ویژگی های این تحقیق است.

مطالعة میزان تغییرات و تخریب منابع در سال های گذشته و پیش بینی این تغییرات در سال های آتی گامی مؤثر در برنامه ریزی و کنترل تغییرات غیراصولی در آینده است. بنابراین، مقالة حاضر با هدف رویکرد آمایشی در مدل سازی تغییرات کاربری اراضی شهرستان بهبهان با به کارگیری LCM و زنجیرة مارکوف انجام گرفت. آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی با به کارگیری تصاویر ماهوارة Landsat، سنجنده های ETM+ (تصویر سال 1378) و OLI (تصویر سال 1392) انجام گرفت. مدل سازی نیروی انتقال با روش رگرسیون لجستیک و شش متغیر، مدل رقومی ارتفاع، شیب، فاصله از مناطق مسکونی، فاصله از اراضی کشاورزی، فاصله از جاده و نقشة Evidence Likelihood انجام گرفت. برای تهیة نقشه های فاصله از مناطق مسکونی، فاصله از اراضی کشاورزی و فاصله از جاده، تحلیل فاصلة اقلیدسی، و برای تعیین همبستگی بین متغیرها ضریب همبستگی کرامر به کار گرفته شد. همچنین، شاخص ROC برای ارزیابی صحت مدل بررسی شد. مقایسة مساحت های نقشة مدل سازی شده با نقشة سال 1392 نشان داد مناطق مسکونی از 3157 هکتار در سال 1392 به 4180 هکتار، و اراضی کشاورزی منطقه از 15030 هکتار به 20778 هکتار افزایش یافته اند. اما روند تخریب مراتع نه تنها بهبود نیافته است، با شدتی بیشتر از گذشته ادامه دارد.

زنجیرة مارکوف مدلی است که از آن برای پیش بینی وضعیت آینده براساس نرخ تغییرات گذشته استفاده می شود. این روش براساس احتمال تبدیل یک نوع پوشش زمین به نوع دیگر است. این احتمالات براساس تغییرات گذشته تولید می شوند و برای پیش بینی آینده به کار می روند. هدف مقالة حاضر ارزیابی مدل مارکوف برای شبیه سازی تغییرات درصد تاج پوشش گیاهی است. برای تهیة نقشة پوشش گیاهی تصاویر سنجندة TM ماهوارة لندست مربوط به سال های 1368، سال 1377 و سنجندة LISS III ماهوارة IRS برای سال 1385 از پناهگاه حیات وحش موته استفاده شد. به منظور پیش بینی وضعیت پوشش گیاهی در سال 1385 از مدل زنجیره مارکوف به وسیله نقشه های تهیه شدة مربوط به سال های 1368 و 1377 و در بازه زمانی 9ساله استفاده شد. دقت تمامی نقشه های تهیه شده در پژوهش ارزیابی شد. نقشة تهیه شده از تصویر سال 1385 برای مقایسه با نقشة تهیه شده از طریق مدل به کار گرفته شد. ضریب کاپا برای نقشة پیش بینی شده از زنجیرة مارکوف در حد متوسط 53 درصد بود. برای بررسی مناطق درست پیش بینی شده و قسمت هایی که باعث ایجاد خطای پیش بینی شده گردیدند، از روش مقایسه پس از طبقه بندی استفاده شد. نتایج نشان دادند به علت کاهش شدید درصد تاج پوشش گیاهی در اکثر مناطق و افزایش آن در مناطق قرق، این روش نتوانسته است با دقت مناسبی پیش بینی کند. اما این روش در مقیاس های کوچک، برای درک کلی از وضعیت آینده ارزشمند است. کلید واژه ها : زنجیرة مارکوف، تصاویر ماهواره، بررسی تغییرات، دقت پیش بینی.