کلیدواژه:

توسعه شهری; سنجش از راه دور؛ GIS; گزینش سایت؛ تم ها فرآیند تحلیل سلسله مراتبی; سینا؛ مصر

چکیده

یکی از دغدغه‌های اصلی برنامه‌ریزی کالبدی، تعیین مکان‌های مناسب برای کاربری قابل اجرا و پایدار است. اهمیت اصلی چنین موضوعی این است که توجه را به ضرورت اتخاذ رویکرد چند رشته ای به مسئله منطقه بندی و انتخاب مکان جلب می کند. مصر اولویت اصلی را برای توسعه شبه جزیره سینا و ایجاد جوامع جدید پایدار و جذاب دارد که باید محیطی باثبات، اقتصادی و پایدار را در مناطق وسیع بیابانی تضمین کنند. با توجه به دشواری حل مشکل پهنه بندی در یک بیابان، استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) برای کشف پتانسیل های بیابانی در منطقه بود. پنج مدل فرعی برای پنج موضوع با استفاده از تجزیه و تحلیل چند معیاره فضایی (SMCA) ایجاد شد و به عنوان ورودی مدل تناسب نهایی استفاده شد. این موضوعات عبارتند از: منابع زمین، ثبات زمین، دسترسی، هزینه ساخت و ساز و حفاظت از زمین. یک مدل مبتنی بر GIS با پیروی از رویکرد توسعه پایدار طراحی شد. عوامل اقتصادی، اجتماعی و محیطی در مدل برای شناسایی و نقشه‌برداری مناطق مناسب زمین برای توسعه شهری با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) معرفی شدند. نقشه شاخص تناسب برای توسعه شهری با همپوشانی وزنی پنج مضمون زیرمدل تهیه شد. مناسب ترین مناطق برای توسعه شهری در شبه جزیره سینا 5327 کیلومتر مربع است که 17٪ از کل مساحت را نشان می دهد، در حالی که مناطق مناسب بالا به 40٪ رسیده است که نشان دهنده مناسب بودن بالای زمین های شبه جزیره سینا برای سکونت در جوامع شهری جدید است. عوامل اجتماعی و محیطی در مدل برای شناسایی و ترسیم پهنه های مناسب زمین برای توسعه شهری با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) معرفی شدند. نقشه شاخص تناسب برای توسعه شهری با همپوشانی وزنی پنج مضمون زیرمدل تهیه شد. مناسب ترین مناطق برای توسعه شهری در شبه جزیره سینا 5327 کیلومتر مربع است که 17٪ از کل مساحت را نشان می دهد، در حالی که مناطق مناسب بالا به 40٪ رسیده است که نشان دهنده مناسب بودن بالای زمین های شبه جزیره سینا برای سکونت در جوامع شهری جدید است. عوامل اجتماعی و محیطی در مدل برای شناسایی و ترسیم پهنه های مناسب زمین برای توسعه شهری با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) معرفی شدند. نقشه شاخص تناسب برای توسعه شهری با همپوشانی وزنی پنج مضمون زیرمدل تهیه شد. مناسب ترین مناطق برای توسعه شهری در شبه جزیره سینا 5327 کیلومتر مربع است که 17٪ از کل مساحت را نشان می دهد، در حالی که مناطق مناسب بالا به 40٪ رسیده است که نشان دهنده مناسب بودن بالای زمین های شبه جزیره سینا برای سکونت در جوامع شهری جدید است.

1. مقدمه

توسعه پایدار در حال تبدیل شدن به یک مفهوم محبوب در بین برنامه ریزان و محققان است، زیرا استفاده از منابع را به گونه ای هدایت می کند که هدف آن تامین نیازهای جمعیت امروزی بدون به خطر انداختن توانایی جمعیت های آینده برای برآوردن نیازهایشان باشد [ 1 ]. با استفاده از اصل توسعه پایدار، می توان اثرات زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی را مدیریت کرد تا اثرات مثبت را به حداکثر برساند و در عین حال اثرات منفی را به حداقل برساند. برنامه ریزان شهری از سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) در تحقیق و تصمیم گیری توسعه پایدار استفاده می کنند [ 2 ].

ارزیابی تناسب کاربری زمین یک کار اساسی مهم در برنامه ریزی کاربری زمین است. استفاده از فناوری سنجش از دور و GIS در ارزیابی تناسب اراضی، فناوری نوین و روشی نوین در برنامه ریزی شهری – روستایی است. چنین تکنیک هایی تجزیه و تحلیل کمی را ارائه می دهند. توسعه سریع فناوری سنجش از دور و بلوغ تدریجی کاربردهای فناوری GIS، پایه و اساس برنامه ریزی شهری- روستایی را از تحلیل کیفی تا تحلیل کمی فراهم می کند. فناوری اصلی برنامه ریزی شهری- روستایی، تناسب کاربری زمین با ارزیابی جامع است [ 3 ]. ثابت شد که تحلیل فضایی همراه با روش‌های ارزیابی چند معیاره هم برای رویارویی با مسائل اصلی مربوط به مصرف زمین و هم برای به حداقل رساندن اثرات زیست‌محیطی برنامه‌ریزی فضایی مفید است [ 4 ].]. یکی از مفیدترین کاربردهای GIS برای برنامه ریزی و مدیریت، نقشه برداری و تحلیل تناسب کاربری اراضی است [5-8]. به طور کلی تعریف شده، تجزیه و تحلیل تناسب کاربری زمین با هدف شناسایی مناسب ترین الگوی فضایی برای کاربری های آینده زمین با توجه به الزامات مشخص، ترجیحات، یا پیش بینی کننده های برخی از فعالیت ها است [6،8]. تحلیل تناسب کاربری زمین مبتنی بر GIS در موقعیت‌های مختلف از جمله رویکردهای اکولوژیکی برای تعریف تناسب زمین/زیستگاه برای گونه‌های جانوری و گیاهی [9، 10]، مطلوبیت زمین‌شناسی [ 11 ]، مناسب بودن زمین برای فعالیت‌های کشاورزی به کار گرفته شده است. [12،13]، ارزیابی و برنامه ریزی منظر [ 14 ]، ارزیابی اثرات زیست محیطی [ 15] انتخاب بهترین سایت برای امکانات بخش دولتی و خصوصی [16،17] و برنامه ریزی منطقه ای [ 18 ].

در مطالعه حاضر، از تکنیک‌های سنجش از دور و GIS برای کشف پتانسیل‌های شبه جزیره سینا، مصر برای توسعه شهری استفاده شده است. هدف اصلی این کار شناسایی و ترسیم مکان‌های بهینه برای توسعه جوامع شهری جدید در چنین منطقه وسیع بیابانی است. برای دستیابی به این هدف، چندین عامل مؤثر بر تناسب زمین برای توسعه مورد نیاز بررسی می‌شود و پنج عامل اصلی مؤثر عبارتند از: دسترسی، پایداری زمین، منابع طبیعی، هزینه‌های ساخت و ساز و حفاظت از حفاظت‌های طبیعی و محوطه‌های باستانی. برای هر یک از این مضامین، یک مدل فرعی ویژه بر اساس تحلیل و تفسیر تصاویر ماهواره ای با وضوح بالا تهیه شد. سپس تمامی مدل های فرعی به صورت لایه ای در یک محیط GIS ادغام شدند.

2. شرح منطقه مطالعه

سینا شبه جزیره ای مثلثی است که مساحتی بالغ بر 61000 کیلومتر مربع در شمال شرقی مصر را پوشش می دهد و به خشکی های قاره ای بزرگ آفریقا و آسیا می پیوندد که در موقعیت جغرافیایی بین عرض های جغرافیایی 27 درجه و 43 دقیقه و 31 درجه و 19 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 32 درجه و 19 دقیقه قرار دارند. و 34 درجه و 54 دقیقه شرقی شبه جزیره بین خلیج عقبه و خلیج سوئز واقع شده است و از شمال به دریای مدیترانه محدود می شود. ( شکل 1 (الف)). این استان شامل دو استان اداری است، سینا شمالی با مساحتی حدود 27564 کیلومتر مربع و سینا جنوبی با مساحتی حدود 31272 کیلومتر مربع. بر اساس برآوردهای سال 2012، جمعیت استان های سینا شمالی و جنوبی به ترتیب به 395271 و 159029 نفر می رسد [ 19 ]] (سازمان بسیج عمومی و احصائیه). شبه جزیره همچنین بخش هایی از سه استان را پوشش می دهد. یعنی استان های پورت سعید، اسماعیلیه و سوئز ( شکل 1 (ب)). جغرافیای فیزیکی شامل دشت های بیابانی، تپه های ماسه ای و سواحل دریا، فلات ها و مناطق کوهستانی است. دریای مدیترانه از شمال با شبه جزیره همسایه است و خط ساحلی آن به 205 کیلومتر می رسد. این منطقه از نظر معادن غنی است که در آن کائولن، منگنز، زیرکون، زغال سنگ و فلدسپات وجود دارد. فعالیت های استخراج معادن مانند گچ، ماسه شیشه، سنگ مرمر، گرانیت، دولومیت و سنگ آهک در حال استخراج است [ 20 ]] (مرکز تحقیقات مسکن و ساختمان، 1386). این شبه جزیره به خاطر مناطق حفاظت شده منحصر به فرد و مکان های تاریخی و مذهبی مانند صومعه سنت کاترین و کوه موسی محبوب است. این شبه جزیره علیرغم منابع غنی آن، از نظر تراکم جمعیت در میان استان های کمترین میزان جمعیت در مصر است. دولت مصر در سال های گذشته طرح توسعه سینا را در اولویت های اصلی خود قرار داده است.

3. مواد

3.1. داده های سنجش از راه دور

سنجش از دور ابزار مهمی برای جمع‌آوری داده‌ها است، که نقشی حیاتی در ارزیابی تناسب کاربری زمین ایفا می‌کند. در پژوهش حاضر، کاربری اراضی، اراضی زیر کشت، توزیع شهری، آب‌ها، عناصر اکولوژیکی از تحلیل و تفسیر تصاویر ماهواره‌ای به دست آمده‌اند که عبارتند از:

1) تصاویر ماهواره ای Landsat ETM که در سال 2013 برای بررسی منطقه ای کل شبه جزیره سینا به دست آمد.

2) تصاویر ماهواره ای SPOT4 که در سال 2011 به دست آمد، برای تجزیه و تحلیل دقیق تر از برخی مناطق خاص.

3) داده های ماموریت توپوگرافی رادار شاتل (SRTM) [ 21 ] برای استخراج مدل رقومی ارتفاع (DEM)، شیب، جنبه و شبکه جریان.

داده ها به صورت دیجیتالی در ESRI Spatial Analyst پردازش شدند.

3.2. نقشه ها

نقشه های موضوعی مختلفی که شبه جزیره سینا را در مقیاس های مختلف پوشش می دهد از آژانس های تخصصی جمع آوری شده است. آنها شامل موارد زیر است:

1) نقشه های توپوگرافی در مقیاس 1:500000 منتشر شده توسط اداره بررسی نظامی مصر، 1995 [ 22 ].

2) نقشه های زمین شناسی در مقیاس 1:500000 به دست آمده از شرکت عمومی نفت مصر، 1987 [ 23 ].

3) نقشه مناطق حفاظت شده از آژانس امور محیط زیست مصر، [ 24 ] تهیه شده است.

4) نقشه هیدروژئولوژیک در مقیاس 1:200000 از موسسه تحقیقات آبهای زیرزمینی (RIGW) [ 25 ] به دست آمد.

5) نقشه منابع معدنی از مرکز تحقیقات مسکن و ساختمان، 1386 [ 20 ] تهیه شده است.

همه نقشه ها در نسخه های چاپی به دست آمد، اسکن، تصحیح، دیجیتالی در ESRI ArcGIS10 و به عنوان کلاس های ویژگی در یک پایگاه داده جغرافیایی برای تجزیه و تحلیل بیشتر ذخیره شد.

4. روش شناسی

انتخاب مکان‌های مناسب برای کاربری‌های خاص باید بر اساس مجموعه‌ای از معیارهای محلی باشد تا اطمینان حاصل شود که حداکثر سود و کمترین هزینه برای یک سایت/منطقه انتخاب شده است.

(الف) (ب)

شکل 1 . الف) موقعیت شبه جزیره سینا؛ ب) تقسیمات اداری شبه جزیره سینا.

بدست می آیند. مراحل تحلیل همپوشانی کلی زیر بر اساس تحلیل فضایی ESRI، [ 26 ] دنبال شد:

1) مشکل را تعریف کنید.

2) مسئله را به مدل های فرعی تقسیم کنید.

3) لایه های قابل توجه را تعیین کنید.

4) داده های درون یک لایه را به یک مقیاس مشترک تبدیل کنید (نرمال سازی).

5) لایه های ورودی را وزن کنید.

6) لایه ها را با هم ترکیب کنید.

7) تجزیه و تحلیل کنید.

یک نمودار مفهومی از تحلیل کاربردی در شکل 2 نشان داده شده است .

4.1. مشکل را تعریف کنید

در این مرحله هدف کلی مشخص شد. تمام جنبه های مراحل باقیمانده از فرآیند مدل سازی همپوشانی باید به این هدف کلی کمک کند. اطمینان از ایمنی زمین شناسی، منابع، کمترین هزینه، دسترسی و حفاظت از دارایی های طبیعی و باستان شناسی از اهداف این مطالعه است.

4.2. مشکل را به مدل های فرعی تقسیم کنید

اکثر مسائل همپوشانی پیچیده هستند و توصیه می‌شود برای وضوح، سازماندهی افکار و حل مؤثرتر مشکل همپوشانی، آنها را به مدل‌های فرعی تقسیم کنید. برای این مطالعه، عوامل متعددی که در مناسب بودن زمین ها برای اسکان جوامع شهری جدید نقش دارند، شناسایی شدند. سپس چنین عواملی در پنج مجموعه اصلی یا بهتر بگوییم درون مایه گروه بندی شدند. برای هر یک از پنج موضوع، یک مدل فرعی ارزیابی چند معیاره ایجاد شد که این مضامین عبارتند از: 1) دسترسی، 2) منابع طبیعی، 3) پایداری زمین و 4) هزینه های ساخت و ساز و 5) حفاظت از ارزش های طبیعی و فرهنگی.

4.3. تعیین لایه های مهم و تعریف تم های مرتبط

در این مرحله مشخصه های معنی دار تعریف و لایه های مربوطه ایجاد شد. عوامل مورد استفاده برای مدل سازی مدل مناسب بودن سایت توسعه شهری. شامل موضوعات اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی، علاوه بر موضوع ایمنی زمین و موضوع حفاظت از ارزش های طبیعی و فرهنگی است. برای هر یک از این مضامین یک مدل فرعی مستقل ایجاد شد. ویژگی ها و لایه هایی که بر هر مدل فرعی تأثیر می گذارد، شناسایی شد. هر عامل یک جزء از پدیده هایی را که یک مدل فرعی تعریف می کند، توصیف می کند. چنین عاملی به اهداف مدل فرعی کمک می کند و هر مدل فرعی به هدف کلی مدل همپوشانی کمک می کند. (تحلیلگر فضایی ESRI) [ 27 ]. مضامین مورد استفاده برای ایجاد مدل های فرعی در بخش زیر توضیح داده شده است:

شکل 2 . یک مدل مفهومی برای روش شناسی کاربردی.

4.3.1. موضوع منابع طبیعی

منابع زمینی بالقوه ستون فقرات اشتغال زایی است و از این رو باید در توسعه نواحی جدید شهری در اولویت و توجه قرار گیرد. نقشه‌های عاملی مورد استفاده برای مدل‌سازی منابع زمین ( جدول 1 ) شامل موارد زیر است: آب‌های زیرزمینی، دریا/دریاچه‌ها و منابع معدنی.

1) آب های زیرزمینی آب های زیرزمینی یکی از مهم ترین منابع طبیعی برای توسعه در مناطقی با خشکی شدید مانند شمال سینا است. دو نوع اصلی آب زیرزمینی وجود دارد. آبخوان کواترنر در آبرفت‌های وادی و تپه‌های ماسه‌ای ساحلی، و سفره‌های زیرزمینی منطقه شکستگی در سازندهای ماسه‌سنگ کرتاسه پایینی واحدهای هیدروژئولوژیک از نقشه‌های هیدروژئولوژیکی موجود دیجیتالی شدند (مؤسسه آب‌های زیرزمینی، 1999) [ 24 ].

2) دریا/دریاچه ها آب دریا را می توان نمک زدایی کرد و نیازهای آبی جوامع شهری در شبه جزیره سینا را تامین کرد. دریاچه برداویل یک منبع فرهنگ آبی و ماهیگیری برای بومیان فراهم می کند. نزدیکی یک سایت از خط ساحلی یک فاکتور سودمند در نظر گرفته می شود. خطوط ساحلی از تصویر Landsat ETM که در سال 2013 به دست آمد دیجیتالی شدند.

3) منابع معدنی در دسترس بودن معادن و معادن یک عامل اساسی برای فعالیت های صنعتی است. سینا با وقوع چندین نوع منابع معدنی از جمله: زغال سنگ، ماسه های سیاه، ماسه شیشه ای، کائولن و همچنین مواد اولیه ساختمانی و ساختمانی مانند مارن، دولومیت، ماسه، شن و سنگ مرمر و گرانیت مواجه است. بزرگ

جدول 1 . استانداردسازی عوامل تناسب: منابع طبیعی.

مقدار مواد اولیه صنعت سیمان (سنگ آهک، شیل و گچ) نیز موجود است. نقشه منابع معدنی به صورت فایل شکل از مرکز تحقیقات مسکن و ساختمان، 1386 [ 25 ] به دست آمد.

4.3.2. تم پایداری زمین

هدف زیرمدل پایداری زمین، جلوگیری از زمین‌های آسیب‌پذیر در اثر ریزش زمین است. اجتناب از چنین مناطق آسیب‌پذیر در انتخاب زمین‌هایی که به عنوان مناطق مسکونی شهری و جوامع جدید توسعه می‌یابند، بسیار مهم است. برای این منظور، نقشه آسیب پذیری برای خطرات ریزش زمین در سینا ایجاد شد. چنین نقشه ای زمین های بسیار آسیب پذیری را که باید از انتخاب برای سکونتگاه جدید شهری اجتناب شود، شناسایی می کند. برای تهیه نقشه پایداری زمین از عکس این نقشه استفاده شد.

نقشه شاخص پایداری زمین = 1/نقشه شاخص آسیب‌پذیری زمین نقشه شاخص آسیب‌پذیری با استفاده از عوامل زیر مدل‌سازی شد:

1) ارتفاع نواحی با ارتفاع بالاتر به دلیل نیروی گرانش در برابر فروپاشی زمین آسیب پذیرتر هستند. بنابراین مکان های با بالاترین ارتفاع کمتر مناسب هستند.

2) زمین های شیب دار با زوایای شیب تندتر در برابر ریزش زمین آسیب پذیرتر هستند. شیب بیش از 25 درجه به عنوان نامناسب طبقه بندی شده است.

3) سنگ شناسی انواع سنگ های مختلف واکنش متفاوتی به فروپاشی زمین دارند. سنگ شناسی با توجه به مقیاس مناسب طبقه بندی شد.

5) تراکم جریان هر چه تراکم جریان بیشتر باشد، آسیب پذیرتر در برابر ریزش زمین است.

6) مناطق گسل های فعال مناطق دارای گسل های فعال بیشتر در برابر ریزش زمین آسیب پذیر هستند.

7) پهنه های تراکم گسل ها با تراکم زیاد گسل ها آسیب پذیر هستند.

4.3.3. موضوع دسترسی

دسترسی عامل اصلی تعیین کننده تصمیمات افراد است. دسترسی به یک سایت می تواند یک عامل اصلی برای قطبش برای یک مکان جدید باشد. عواملی که برای مدل‌سازی موضوع دسترسی استفاده می‌شوند به صورت زیر تعریف می‌شوند:

1) جاده ها راه ها شریان های اصلی یک سایت توسعه هستند. آنها دسترسی را فراهم می کنند و مناطق دورافتاده را به هم متصل می کنند و شریان های اصلی برای نیازهای مسکونی را تشکیل می دهند. راهروهای اصلی، جاده های آسفالته و مسیرهای بیابانی در نظر گرفته شد. تمام جاده ها از نقشه توپوگرافی دیجیتالی شدند، از تصاویر SPOT-4 به روز شدند و نقشه فاصله جاده ایجاد شد.

2) بنادر مجاورت بنادر موجود عامل مهمی برای تبادل کالا و ایجاد شغل می باشد. یک تابع فاصله برای ایجاد فاصله تا نقشه پورت ها استفاده شد.

3) فرودگاه ها فرودگاه ها در خدمت رسانی به سایتی که قابلیت دسترسی را فراهم می کند و مناطق دورافتاده آن را به هم مرتبط می کند، بسیار مهم هستند. سایت های فرودگاه ها از روی نقشه توپوگرافی دیجیتالی شدند و نقشه فاصله ایجاد شد.

4.3.4. موضوع هزینه های ساخت و ساز

هزینه ساخت و ساز یک عامل اقتصادی اصلی برای تصمیم گیری در انتخاب مکان است. عواملی که برای مدل سازی هزینه ساخت و ساز استفاده می شوند به شرح زیر تعریف می شوند:

1) پوشش زمین/کاربری زمین کاربری پوششی زمین مبنای اصلی برنامه ریزی شهری است. توزیع انواع کاربری زمین محدودیت های قابل توجهی را برای برنامه ریزی شهری ایجاد می کند. به عنوان مثال حفاظت های طبیعی، زمین های زیر کشت، مناطق شهری قابل تغییر نیستند. لایه پوشش زمین با طبقه بندی نظارت شده تصاویر SPOT4 به دست آمد. شش طبقه به نام‌های سبخا و تالاب‌ها، آب‌ها، زمین‌های زیر کشت، پوشش گیاهی طبیعی، کویر، شهری و جاده‌ها شناسایی شد.

2) تامین آب تامین یک منبع آب عامل اصلی توسعه یک منطقه است. آب زیرزمینی و آب دریا (برای نمک زدایی) یک منبع آبی احتمالی در نظر گرفته شد. مجاورت از ساحل دریا و لایه های آب زیرزمینی با استفاده از ماژول فاصله تولید شد.

3) منبع تغذیه نزدیکی سایت به تاسیسات منبع تغذیه مانند خطوط برق بالا یا ایستگاه های برق یک عامل اقتصادی است. خطوط برق بالا و نیروگاه ها از نقشه توپوگرافی نقشه برداری شدند.

4) شیب شیب با استفاده از مدل ارتفاعی دیجیتال SRTM (DEM) در تحلیلگر فضایی ESRI ArcGIS 9.2 ترسیم شد.

4.3.5. موضوع حفاظت از زمین

مورد بررسی در ارزش های زیست محیطی و باستان شناسی منحصر به فرد است. حفاظت‌ها و محوطه‌های باستانی باید از هرگونه تغییر کاربری زمین محافظت شوند. مناطق حفاظت شده از آژانس امور محیط زیست مصر، EEAA، 2007 [ 24 ] به دست آمد. سایت های باستان شناسی از سازمان عمومی مصر برای برنامه ریزی فیزیکی، GOPP، 2007 [ 27 ] به دست آمد. از یک تابع دودویی برای طبقه‌بندی اراضی استفاده شد که ارزش صفر را برای حفاظت‌های ملی نشان می‌داد و 500 متر منطقه حائل در اطراف سایت‌های باستان‌شناسی ارزش صفر و پوشانده شد.

4.4. تبدیل ویژگی های معیار به یک مقیاس مشترک (هنجارسازی)

ویژگی های معیار مقیاس های اندازه گیری متفاوتی دارند. برای انجام تجزیه و تحلیل، یک استانداردسازی باید از طریق تبدیل ویژگی ها به یک تناسب مشترک انجام شود. برای هر عامل، ویژگی ها بر اساس یک مقیاس مشترک رتبه بندی شدند. بنابراین برای هر مدل فرعی، ویژگی‌های معیار از مقادیر اصلی به مقیاس مناسبی مشترک بین 1-10 تبدیل شدند. مقدار بالاتر مطلوب‌تر است. مقدار صفر به پیکسل های نامناسب داده شد (جدول 1-6).

4.5. ترکیب عوامل تم (لایه ها)

برای عوامل درون یک موضوع از وزن های مساوی استفاده شد. نقشه های موضوعی با ترکیب این عوامل با استفاده از معادله زیر ایجاد شده اند:

          (1) [ 29 ]

که در آن: S = امتیاز شایستگی ترکیبی، W j = وزن های اختصاص داده شده به هر عامل j، X ij = امتیاز ویژگی i عامل j.

4.6. محاسبه وزن تم

برخی عوامل ممکن است برای هدف کلی مهمتر از سایر عوامل باشند. اگر چنین باشد، می توان عوامل را بر اساس اهمیت نسبی آنها وزن کرد. فرآیند تحلیل سلسله مراتبی [ 30 ] برای تعیین وزن به هر معیار، عامل و در نتیجه تعیین اهمیت نسبی آنها در تصمیم نهایی اتخاذ شده در مدل استفاده شد. این روش مبتنی بر مقایسه زوجی در یک ماتریس متقابل است که در آن تعداد سطرها و ستون‌ها با تعداد معیارها تعریف می‌شود. بر این اساس، لازم است یک ماتریس مقایسه بین جفت معیارها ایجاد شود، که اهمیت هر جفت را با سایرین متضاد کند. پس از آن، یک بردار اولویت برای تعیین وزن ها محاسبه می شود (W j). این وزن ها معیار کمی برای سازگاری قضاوت های ارزشی بین جفت عوامل هستند [ 31 ]. مقیاس اندازه گیری ساتی به صورت زیر استفاده می شود:

S = {1/9، 1/8، 1/7، 1/6، 1/5، 1/4، 1/3، 1/2، 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7، 8 ، 9}.

یک ماتریس مقایسه زوجی طراحی شد. رتبه بندی های مقایسه در یک مقیاس پیوسته 9 نقطه ای ارائه شده است که توسط (Eastman, 1995) [ 29 ] پیشنهاد شد. رتبه‌بندی‌ها و عوامل مقایسه با کارشناسان مورد بحث قرار گرفت و یک ماتریس مقایسه زوجی بر اساس ( جدول 3 ) ساخته شد. اگر آن وزن را aij بنامیم و از آن مقیاس مقایسه استفاده کنیم و اگر وزن نسبی a23 = 3/1 باشد، اهمیت نسبی ویژگی 3 با توجه به 2 متقابل آن a32 = 1/3 است. این فرآیند یک ماتریس کمکی ایجاد کرد که در آن مقدار در هر سلول حاصل تقسیم هر قضاوت ارزشی (aij) بر مجموع ستون مربوطه است. در نهایت میانگین مقادیر نرمال شده سطرها به دست آمد که مطابق با بردار اولویت (W j). این با تقسیم هر مقدار بردار بر n (تعداد بردارها) نرمال شد، بنابراین بردار اولویت کلی نرمال شده به دست آمد که نشان دهنده همه وزن های عامل (W j ) است.

1) تعیین بردار جمع وزنی با ضرب ماتریس مقایسه های سمت راست در بردار اولویت ها برای به دست آوردن یک بردار ستون جدید. سپس جزء اول بردار ستون جدید را بر جزء اول بردار اولویت ها، جزء دوم بردار ستون جدید را بر جزء دوم بردار اولویت ها و غیره تقسیم کنید. در نهایت، این مقادیر را روی ردیف ها جمع کنید.

2) تعیین بردار سازگاری با تقسیم بردار مجموع وزنی بر وزن های معیار. هنگامی که بردار سازگاری محاسبه شد، لازم است مقادیر برای دو عبارت دیگر، لامبدا (λ) و شاخص سازگاری (CI) محاسبه شود. مقدار لامبدا صرفاً مقدار متوسط ​​بردار سازگاری است.

محاسبه CI بر اساس این مشاهدات است که λ همیشه بزرگتر یا برابر با تعداد معیارهای در نظر گرفته شده (n) برای ماتریس های مثبت و متقابل و λ = n است، اگر ماتریس مقایسه زوجی ماتریس سازگار باشد. بر این اساس، λ-n را می توان معیاری برای میزان ناسازگاری در نظر گرفت. این اندازه گیری را می توان به صورت زیر عادی کرد:

(2)

اصطلاح CI که به عنوان شاخص سازگاری شناخته می شود، معیاری برای انحراف از ثبات ارائه می دهد. برای تعیین خوبی CI. فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) آن را با شاخص تصادفی (RI) مقایسه می‌کند، و نتیجه چیزی است که ما CR می‌نامیم، که می‌تواند به صورت زیر تعریف شود:

(3)

شاخص تصادفی (RI) CI یک ماتریس مقایسه زوجی تصادفی از مرتبه 1 تا 10 است که با تقریب شاخص‌های تصادفی با استفاده از حجم نمونه 500 به دست می‌آید [ 31 ]، جدول 3 مقدار RI را نشان می‌دهد که بر اساس ترتیب ماتریس مرتب شده‌اند.

4.7. ترکیب چهار موضوع

در تحلیل همپوشانی، مطلوب است که رابطه همه عوامل ورودی با هم برقرار شود تا مکان‌های مطلوبی که اهداف مدل را برآورده می‌کنند، شناسایی کنیم. اگر از یک جمع وزنی استفاده شود، هر چه مقدار در شطرنجی خروجی بیشتر باشد، مکان مطلوب تر خواهد بود. برای ترکیب نقشه‌های معیارها و تولید شاخص تناسب نهایی برای مناطق شهری مناسب، از روکش وزنی استفاده شد.

     (4) [28،29]

که در آن: S = امتیاز شایستگی ترکیبی، W j = وزن های اختصاص داده شده به هر عامل j، X ij = امتیاز ویژگی i برای عامل j،

جدول 2 . مقیاس وزنی نه نقطه ای ساعتی [ 31 ].

جدول 3 . شاخص تصادفی (RI) (ساعتی، 1980) [ 32 ].

جدول 4 . استانداردسازی فاکتورهای تناسب؛ ثبات زمین

جدول 5 . استانداردسازی عوامل تناسب: دسترسی

جدول 6 . استانداردسازی فاکتورهای تناسب: هزینه ساخت و ساز

Πc l شرح نقشه باینری محدودیت از نمادها است.

5. نتایج و بحث

در این بخش، نقشه های فاکتورهای حاصل که با استفاده از توابع مختلف ESRI Spatial Analyst ایجاد شده اند، ارائه می شوند. عوامل تشکیل دهنده هر موضوع برای هر یک از پنج مضمون معیار به شرح زیر گروه بندی می شوند:

5.1. نقشه های فاکتور و جداول استاندارد

نقشه های فاکتور برای تم ها در شکل های زیر نشان داده شده است. منابع زمین ( شکل 3 )، پایداری زمین ( شکل 4 )، دسترسی ( شکل 5 ) و هزینه های ساخت و ساز ( شکل 6 ) چنین نقشه هایی نتایج اولیه ای هستند که برای تولید نقشه های شاخص تم های مدل های فرعی بیشتر پردازش شدند:

شکل 3 عوامل موضوع منابع زمین و توزیع فضایی منابع بالقوه زمین را در زون های شمالی، میانی و جنوبی نشان می دهد. شکل 4 توزیع فضایی اراضی پایدار زمین شناسی و اراضی کمتر پایدار را نشان می دهد. شکل 5 عوامل موضوع دسترسی و توزیع فضایی بیشتر و کم دسترسی ترین مناطق را بر اساس شبکه راه ها نشان می دهد. عواملی برای موضوع کمترین هزینه در شکل 6 نشان داده شده است. استانداردسازی نقشه معیارها نیز در جداول 1، 4 و 5 ارائه شده است.

5.2. استخراج وزن عامل

جداول 7(a)-(c) فرآیند تحلیل سلسله مراتبی AHP را نشان می دهد که برای محاسبه وزن عامل ها استفاده می شود. جدول 7 (د) محاسبه نسبت قوام (CR) را نشان می دهد.

5.3. استخراج مدل های فرعی برای هر موضوع

چهار مضمون مدل فرعی (شکل 7(a)-(d)) با اجرای مدل ارزیابی چند معیاره معادله (1) با استفاده از وزن عامل مساوی استخراج شد. زیرمدل باینری تم حفاظت از زمین در شکل 8 نشان داده شده است .

مدل یک نقشه شاخص تناسب برای پتانسیل تولید کرد

(الف) (ب) (ج) (د)

شکل 3 . نقشه عوامل منابع زمین: (الف) سفره های زیرزمینی. (ب) فاصله تا سایت های معدن. (ج) فاصله تا سایت های معدن. (د) فاصله تا خطوط ساحلی.

(الف) (ب) (ج) (د) (ه)

شکل 4 . نقشه های عوامل استاندارد شده برای موضوع پایداری زمین: (الف) مناطق بزرگی لرزه ای. (ب) چگالی جریان. (ج) شیب؛ (د) چگالی خطا. (ه) مناطق ارتفاعی.

زمین های توسعه شهری در شبه جزیره سینا. خروجی مدل توضیح می دهد که بیشتر زمین های شبه جزیره سینا برای جوامع شهری جدید مناسب است ( جدول 8 ). مناطق با بالاترین ارزش مناسب (با مقدار شبکه 10) بالغ بر 5326 کیلومتر مربع معادل 8.9 درصد از کل منطقه مورد مطالعه شکل 9 است.. این مناطق به عنوان مناسب ترین مکان ها انتخاب شدند. آنها مناسب ترین مناطق برای توسعه شهری با رعایت معیارهای تناسب مورد استفاده در پنج موضوع هستند. توزیع فضایی مناطق بالقوه توزیع شده در شمال سینا، مناطق میانی و سینا جنوبی را نشان می دهد. چنین پهنه هایی از نظر دسترسی بالا، با زمین شناسی ایمن و دارای منابع زمینی بالقوه و هزینه ساخت پایین در ضوابط مورد مطالعه می باشند. چنین مناطقی از مناطق حفاظت شده با ارزش های طبیعی و فرهنگی دوری می کنند. مناسب ترین مناطق برای توسعه شهری در بین بخش های اداری شبه جزیره توزیع شده است. آنها به شرح زیر توصیف می شوند:

در استان سینا شمالی، مناسب ترین مناطق به 2081 کیلومتر مربع بالغ شد. در استان سینا جنوبی، مناسب ترین مناطق 3015 کیلومتر مربع بود. در بخش ریزش اراضی استان سوئز، مناسب ترین پهنه ها به وسعت 163 کیلومتر مربع بوده است. برای بخشی از اراضی که در استان پورت سعید سقوط می کند، مناسب ترین مکان ها 1.0 کیلومتر مربع است.

6. نتیجه گیری

در این مطالعه از مدل تصمیم گیری چند معیاره فضایی برای شناسایی مناسب ترین مکان ها برای توسعه شهری در شبه جزیره سینا استفاده شد. این مدل داده های سنجش از دور مختلف و لایه های اطلاعات جغرافیایی را در یک رویکرد چند رشته ای ادغام می کند. با به کارگیری چنین روشی، امکان ایجاد نقشه پهنه بندی گام به گام برای مکان های بالقوه توسعه شهری فراهم شد که هدف اصلی این مقاله پژوهشی بود. هدف دیگر این است که برخی از عوامل فضایی مورد مطالعه قرار گرفت. این روش به خوبی تثبیت شده است و یک روش قابل درک و منطقی را ارائه می دهد. اگر این تکنیک توسط دولت‌ها اتخاذ شود، باید مشارکت چند ذی‌نفع، تصمیم‌گیرندگان، دانشمندان و مشارکت عمومی در فرآیند برنامه‌ریزی سرزمین را شامل شود. چنین مشارکت عمومی باید با هدف ایجاد و حفظ درجه بالایی از

(الف) (ب) (ج)

شکل 5 . عوامل برای موضوع دسترسی: (الف) فاصله تا فرودگاه. (ب) فاصله تا جاده ها؛ (ج) فاصله تا بنادر.

(الف) (ب) (ج) (د)

شکل 6 . نقشه های عوامل برای هزینه های ساخت و ساز موضوع: (الف) فاصله تا لوله های آب. (ب) فاصله تا خطوط برق؛ (ج) طبقات پوشش زمین. د) شیب ها.

(الف) (ب) (ج) (د)

شکل 7 . مضامین نقشه های شاخص مدل های فرعی: (الف) منابع زمین. (ب) دسترسی. ج) ثبات زمین. د) هزینه های ساخت و ساز.

شکل 8 . زیرمدل باینری تم حفاظت از زمین.

شکل 9 . مناسب ترین مناطق برای توسعه شهری در شبه جزیره سینا.

شفافیت، و احساس مسئولیت مشترک برای همه طرف های درگیر در فرآیند برنامه ریزی کاربری زمین. این

جدول 7 . (a)-(c) فرآیند سلسله مراتبی تحلیلی AHP را که برای محاسبه وزن عامل ها استفاده می شود، نشان می دهد. (د) محاسبه نسبت قوام (CR) را نشان می دهد. (الف) ماتریس مقایسه زوجی. (ب) ماتریس مقایسه زوجی عادی و محاسبه وزن ها. (ج) ماتریس مقایسه زوجی عادی و وزن های محاسبه شده. (د) محاسبه نسبت قوام (CR).

(الف) (ب) (ج) (د)

جدول 8 . منطقه تحت دسته بندی های مختلف مناسب.

منابع

  1. DF Brown، “بازگشت به مبانی: تاثیر توسعه پایدار بر برنامه ریزی شهری با اشاره ویژه به مونترال”، مجله کانادایی تحقیقات شهری، جلد. 15، شماره 1، 1385، صص 99-117.  [زمان(های استناد): 1]
  2. I. Bystron, C. MacDonald and J. Stansfield, “Department of Geography,” University of Guelph, Canada, 2013. https://www.uoguelph.ca/geography/research/geog4480_w2013/index.html  [زمان(های استناد): 1]
  3. LJ Luo، Z. He و Y. Hu، “مطالعه ارزیابی تناسب کاربری اراضی برنامه ریزی شهری-روستایی بر اساس سنجش از دور – مطالعه موردی لیانگ پینگ در چونگ کینگ”، آرشیو بین المللی فتوگرامتری، سنجش از دور و علوم اطلاعات فضایی ، جلد. 37، قسمت B8، پکن، 2008.  [زمان(های استناد): 1]
  4. M. Cerreta و P. De Toro، “نقشه های تناسب شهری: سیستم پشتیبانی تصمیم گیری فضایی پویا برای استفاده پایدار از زمین”، دینامیک سیستم زمین، جلد. 3، 2012، صص 157-171. https://dx.doi.org/10.5194/esd-3-157-2012  [زمان(های استناد): 1]
  5. IL McHarg، “طراحی با طبیعت”، ویلی، نیویورک، 1969.
  6. L. Hopkins، “روش های تولید نقشه های تناسب زمین: ارزیابی مقایسه ای”، مجله موسسه آمریکایی، جلد. 34، 1977، صص 19-29.
  7. RK Brail و RE Klosterman، “Planning Support Systems”، ESRI Press، Redlands، 2001.
  8. MG Collins، FR Steiner و MJ Rushman، “تحلیل مناسب استفاده از زمین در ایالات متحده: توسعه تاریخی و دستاوردهای فناوری امیدوارکننده”، مدیریت محیطی، جلد. 28، شماره 5، 1380، صص 611-621. https://dx.doi.org/10.1007/s002670010247
  9. JMC Pereira و L. Duckstein، “رویکرد تصمیم گیری چند معیاره برای ارزیابی تناسب زمین مبتنی بر GIS”، مجله بین المللی سیستم های اطلاعات جغرافیایی، جلد. 7، شماره 5، 1372، صص 407-424. https://dx.doi.org/10.1080/02693799308901971
  10. R. Store و J. Kangas، “یکپارچه سازی ارزیابی چند معیاره فضایی و دانش تخصصی برای مدل سازی مناسب زیستگاه مبتنی بر GIS”، برنامه ریزی منظر و شهری، جلد. 55، شماره 2، 1380، صص 79-93. https://dx.doi.org/10.1016/S0169-2046(01)00120-7
  11. GF Bonham-Carter، «سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی برای دانشمندان زمین‌شناسی: مدل‌سازی با GIS»، چاپ پرگامون، نیویورک، 1994.   [Citation Time(s):1]
  12. JC Cambell, J. Radke, JT Gless and RM Whirtshafter, “An Application of Linear Programming and Geographic Information Systems: Cropland Allocation in Antigue” Environment and Planning A, Vol. 24، شماره 4، 1371، صص 535-549. https://dx.doi.org/10.1068/a240535
  13. S. Kalogirou، “سیستم های خبره و GIS: یک کاربرد ارزیابی تناسب زمین”، کامپیوتر، محیط زیست و سیستم های شهری، جلد. 26، شماره 2-3، 1381، صص 89-112. https://dx.doi.org/10.1016/S0198-9715(01)00031-X
  14. W. Miller, WMG Collins, FR Steiner and E. Cook, “An Approach for Greenway Suitability Analysis,” Landscape and Urban Planning, Vol. 42، شماره 2-4، 1377، صص 91-105. https://dx.doi.org/10.1016/S0169-2046(98)00080-2   [زمان(های) نقل قول: 1]
  15. R. Gunasekera، “استفاده از GIS برای ارزیابی اثرات زیست محیطی در رویکرد بین رشته ای”، بررسی های علوم بین رشته ای، جلد. 29، شماره 1، 1383، صص 37-48. https://dx.doi.org/10.1179/030801804225012473   [زمان(های) نقل قول: 1]
  16. JR Eastman، PAK Kyem، J. Toledano و W. Jin، “GIS و تصمیم گیری،” UNITAR، ژنو، 1993.
  17. RL Church، «سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی و علم مکان»، تحقیقات رایانه‌ها و عملیات، جلد. 29، شماره 6، 1381، صص 541-562. https://dx.doi.org/10.1016/S0305-0548(99)00104-5
  18. R. Janssen و P. Rietveld، “تجزیه و تحلیل چند معیاره و سیستم های اطلاعات جغرافیایی: یک کاربرد برای کاربری اراضی کشاورزی در هلند”، سیستم های اطلاعات جغرافیایی برای برنامه ریزی شهری و منطقه ای، ناشران آکادمیک Kluwer، دوردرخت، 1990، صفحات 1139- .   [زمان(های استناد): 1]
  19. اداره مرکزی بسیج عمومی و آمار، CAPMAS، مرکز ملی اطلاعات (NIC)، شهر نصر، قاهره، 2013.   [Citation Time(s):1]
  20. مرکز تحقیقات مسکن و ساختمان، وزارت مسکن، تاسیسات و شهرسازی، نقشه مصر، معادن و معدن مصر، 2007.   [Citation Time(s):2]
  21. ماموریت توپوگرافی رادار شاتل، سازمان زمین شناسی ایالات متحده (USGS)، 2000. https://seamless.usgs.gov   [Citation Time(s):1]
  22. بخش بررسی نظامی مصر، “نقشه توپوگرافی مصر”، 1995.   [Citation Time(s):1]
  23. شرکت عمومی نفت مصر، CONOCOCoral، “نقشه زمین شناسی مصر، مقیاس 1:500000″، مصر، قاهره، 1987.   [Citation Time(s):1]
  24. وزارت محیط زیست، آژانس امور محیط زیست مصر (EEAA)، اداره حفاظت از طبیعت، واحد ملی تنوع زیستی، مصر: “استراتژی و برنامه اقدام ملی برای حفاظت از تنوع زیستی،” 1998.   [زمان(ها):3]
  25. موسسه تحقیقات آبهای زیرزمینی (RIGW)، مرکز ملی تحقیقات آب (NWRC)، “نقشه هیدرو زمین شناسی مصر، مقیاس 1:200000″، 1999.   [Citation Time(s):2]
  26. ESRI، “کار با تحلیلگر فضایی ArcView”، موسسه تحقیقاتی سیستم‌های محیطی، شرکت، ردلندز، 1996.   [زمان(ها):1]
  27. سازمان عمومی برنامه ریزی کالبدی، GOPP، “چشم انداز زیست محیطی استراتژی توسعه شهری در مصر”، گزارش منتشر نشده، GOPP، قاهره، 2007.   [Citation Time(s):2]
  28. JR Eastman، W. Jin، PAK Kyem و J. Toledano، “روش های شطرنجی برای تصمیم گیری های چند ضوابطی/چند هدفی”، مهندسی فتوگرامتری و سنجش از دور، جلد. 61، شماره 5، 1374، صص 539-547.
  29. DT Bailey، “توسعه یک تصمیم گیری فضایی بهینه با استفاده از استدلال تقریبی”، Ph.D. پایان نامه، دانشگاه صنعتی کوئینزلند، 2005.   [Citation Time(s):2]
  30. تی. ساعتی، «روش مقیاس‌بندی برای اولویت‌ها در ساختارهای سلسله مراتبی»، مجله روان‌شناسی ریاضی، جلد. 15، شماره 3، 1376، صص 234-281. https://dx.doi.org/10.1016/0022-2496(77)90033-5   [Citation Time(s):1]
  31. TA Saaty، “تصمیم گیری برای رهبران”، ویرایش دوم، انتشارات RWS، پیتسبورگ، 1992.   [زمان(ها):3]
  32. TL Saaty، “فرآیند تحلیل سلسله مراتبی”، McGrawHill، نیویورک، 1980، صفحات 20-25.   [زمان(های استناد): 1]

مقالات داخلی و بین المللی

مطالب مرتبط ...

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید