چکیده

حمل و نقل ریلی سبک (LRT)، یک سیستم حمل و نقل عمومی شهری ضروری در چین، به طور قابل توجهی الگوی کاربری زمین شهری (LU) را تغییر داد. اگرچه تحلیل تاثیر LRT و تغییر کاربری زمین (LUC) نقش اساسی در سیاست برنامه ریزی شهری ایفا می کند، ناهمگونی مکانی-زمانی اثرات LRT در مطالعات شبیه سازی LUC در نظر گرفته نشده است. این مطالعه تغییر LU شهری را با در نظر گرفتن ناهمگونی مکانی-زمانی اثرات ساخت و ساز LRT بر LUC شهری شبیه‌سازی می‌کند. LUC از سال 1995 تا 2005 در نانجینگ، چین، به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده است. در ابتدا، تابع واپاشی فاصله برای تأیید تأثیر کمی ساخت و ساز LRT بر تغییر LU استفاده می شود. بر این اساس، روند تغییرات هر نوع LU در طی مراحل مختلف در زمان و مکان توصیف می‌شود. یک مدل اتوماتای ​​سلولی که توسط ضربه LRT ایجاد شده ترکیب شده است، ایجاد شده و سپس برای شبیه‌سازی اجرا می‌شود. با توجه به نتایج ارزیابی عملکرد مدل، مدل پیشنهادی می‌تواند یک الگوی شهری واقعی با آزادی حرکت (FoM) بیش از 24 درصد و خطای نسبی قابل‌توجهی کمتر از شبیه‌سازی CA بدون در نظر گرفتن تأثیر LRT ایجاد کند.

کلید واژه ها:

حمل و نقل ریلی سبک (LRT) ؛ ناهمگنی فضایی و زمانی تغییر کاربری زمین ؛ اتوماتای ​​سلولی (CA)

1. مقدمه

تغییر کاربری زمین (LUC) به طور گسترده در چند دهه گذشته مورد مطالعه قرار گرفته است [ 1 ، 2 ، 3 ، 4 ]. این مبحث به توسعه پایدار سیستم‌های طبیعی و انسانی و تأثیرات آن‌ها بر هوا، آب، خاک و زیستگاه انسان می‌پردازد. با توجه به مطالعات انجام شده، تغییرات دینامیک LUC منجر به اثرات غیر قابل برگشت فعالیت های انسانی بر محیط می شود [ 4 ]. این تغییرات منجر به فرآیند پیچیده ای می شود که توسط یک سری عوامل طبیعی و اجتماعی هدایت می شود [ 5 , 6 , 7]. علاوه بر این، تبدیل و اصلاح LUC ناشی از فعالیت های انسانی و فرآیندهای طبیعی ممکن است باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی و اکولوژیکی مختلفی شود. بر این اساس، LUC به شدت با مسائل مختلف اجتماعی-اقتصادی و محیطی مهم مرتبط است [ 8 ، 9 ، 10 ]. بنابراین، درک دقیق پویایی شهری در توسعه پایدار منطقه ای و جهانی ضروری است.
بر اساس ششمین سرشماری ملی جمعیت جمهوری خلق چین، رشد جمعیت شهری چین از 36.22 درصد به 49.68 درصد از سال 2000 تا 2010 به اوج خود رسیده است [ 11 ]. در نتیجه، رشد شدید جمعیت و توسعه سریع زمین در برخی از کلان شهرها (به عنوان مثال، شانگهای، ووهان، نانجینگ) منجر به تراکم ترافیک و بدتر شدن محیط زندگی شد [ 12 ، 13 ]. ساخت ترانزیت ریلی سبک شهری (LRT) اولویت بالایی برای دولت های چین برای غلبه بر این مشکلات است [ 14 ، 15 ]. در چین، LRT به دلیل مزایایی که دارد، از جمله راندمان بالا، ظرفیت زیاد، اشغال فضای کوچک بالای زمین و آلودگی کمتر، به جریان اصلی سیستم حمل و نقل عمومی شهری تبدیل شده است.16 ، 17 ]. توسعه LRT پایه ای برای بهینه سازی چیدمان فضای شهری و فرصتی عالی برای بازسازی الگوهای کاربری زمین شهری فراهم می کند [ 18 ، 19 ، 20 ].
تجزیه و تحلیل رابطه بین LRT و LUC نقش اساسی در سیاست های برنامه ریزی شهری و توسعه / مدیریت ایفا می کند [ 21 ، 22 ]. از سال 1960، تعاملات بین LRT و توسعه کاربری زمین به خوبی شناخته شده است. ساخت یک خط ترانزیت ریلی جدید منجر به بهبود دسترسی حمل‌ونقل و رشد منابع زمین قابل توسعه می‌شود، که نشان‌دهنده تأثیر مثبت و قابل‌توجه بر توسعه شهری (به عنوان مثال، بازار کار، میزان جرم و جنایت و گفتمان عمومی) و ارزش‌های دارایی مناطق خدماتی اطراف است [ 20 ، 23 ] ، 24 ، 25]. برخی از مطالعات نشان داده اند که LRT عمیقاً بر توسعه کاربری اراضی شهری تأثیر می گذارد و به طور مؤثر توسعه با شدت بالاتر و فشرده تر را ایجاد می کند که در نزدیکی ایستگاه های راه آهن بر اساس داده های کاربری زمین رخ می دهد [ 26 ، 27 ]. دیگران به این نتیجه رسیدند که سیستم حمل و نقل سریع تنها می تواند بر تغییر پوشش زمین در مناطق پیرامونی تأثیر بگذارد، اما نمی تواند منطقه مرکز توسعه یافته را در امتداد خطوط راه آهن و ایستگاه ها افزایش دهد [ 28 ]. با این حال، همانطور که در برخی مطالعات اشاره شد، از آنجایی که ساخت و ساز LRT معمولا چندین منبع زمین را اشغال می کند، ترانزیت ریلی ممکن است به توسعه کاربری زمین (LU) آسیب برساند [ 19 ، 27 ، 29 ، 30 ]]. در نتیجه، LRT می تواند به محیط زیست محیطی آسیب برساند و سلامت انسان را تهدید کند. علاوه بر این، مطالعات مختلفی به اثرات فضایی و زمانی ترافیک ریلی شهری بر LU اختصاص داده شده است [ 20 ، 31 ، 32 ، 33 ]. تاثیر حمل و نقل ریلی بر LU می تواند در مراحل مختلف از جمله طراحی، برنامه ریزی، ساخت و بهره برداری متفاوت باشد [ 31 ، 34 ]. همچنین بسته به مناطق شهری و انواع LU می تواند متفاوت باشد. روش‌های کمی مختلف تأثیرات ترانزیت را بر توسعه کاربری زمین در نظر گرفته‌اند، مانند مقایسه شاخص [ 22 ]، مدل‌های رگرسیون [ 35 ] و آزمون‌های معناداری آماری [ 36 ].]. با این حال، اگرچه ادبیات موجود عمدتاً بر تأثیرات LRT بر توسعه قبلی LU متمرکز است، قابل توجه است که تأثیر آنها بر رشد فضایی آینده را که برای برنامه‌ریزی منطقه‌ای حیاتی است، تجزیه و تحلیل نمی‌کند.
شبیه سازی و پیش بینی تغییرات بالقوه LU شهری با توجه به توسعه LRT ها اخیرا انجام شده است. برخی از مدل‌ها، مانند UrbanSim [ 18 ] و Cellular Automata (CA) [ 21 ، 37 ، 38 ، 39 ، 40 ]، برای بررسی تأثیر LRT در شبیه‌سازی LUC پیشنهاد شده‌اند. شبیه‌سازی قبلی LUC نشان می‌دهد که مدل CA در شبیه‌سازی LUC به خوبی عمل می‌کند، اگرچه همیشه چالش برانگیز است. CA اغلب برای شبیه‌سازی رشد تاریخی و مدل‌سازی توسعه شهری پویا مورد استفاده قرار می‌گیرد، که سادگی بیشتر و نمایش دقیق‌تری از پویایی تغییر LU را ارائه می‌دهد [ 41 ، 42]. در این مدل، قوانین انتقال با یک مسئله بهینه‌سازی انتخاب مکان توصیف می‌شوند که تناسب زمین را با تأثیر برخی از عوامل محرک انتخاب شده به حداکثر می‌رساند. معرفی تاثیر LRT در شبیه سازی به ما کمک می کند تا فرآیند LUC شهری را بهتر درک کنیم. مطالعات رایج به تعامل بین تغییر LU شهری و ایستگاه های LRT پرداخته اند. LRT می تواند توسعه زمین با تراکم بالا و کاربری مختلط در نزدیکی ایستگاه ها را تشویق کند، که منجر به الگوهای زمین پراکنده تر در نزدیکی ایستگاه های LRT نسبت به سایر مناطق می شود. برای مثال، گستره‌های مختلف تأثیر ایستگاه‌های حمل‌ونقل ریلی (مثلاً 10 دقیقه پیاده‌روی، حوضه‌های آبریز نیم مایلی) بر تغییرات LU برای رسیدگی به رابطه بین شبکه‌های حمل‌ونقل و الگوهای LU و شبیه‌سازی توسعه زمین در اطراف ایستگاه با استفاده از مدل CA پیشنهاد شده است. [ 38، 43 ]. یک رویکرد رگرسیون لجستیک چند جمله ای (LR) معمولاً برای تعیین کمیت رابطه خطی یا غیرخطی بین عوامل محرک و تغییر LU استفاده می شود. این نتایج نشان می دهد که چگونه ایستگاه های حمل و نقل ریلی اطلاعات تغییر LU در مقیاس کوچک را در منطقه کوچک مقیاس شکل می دهند [ 39 ، 40 ]. با این حال، تلاش‌های کمی بر تعامل بین تغییر LU شهری و خطوط LRT در زمان و مکان متمرکز است. اگرچه کارهای قبلی تأثیر LRT بر LUC را در نظر گرفته اند، اکثر مطالعات نتایج تجربی را در مورد تأثیر LRT بر توسعه LU شهری به دست آورده اند. گزارش شده است که ساخت و ساز LRT می تواند یک تأثیر فضایی ناهمگن بر LU شهری تحت تأثیرات مکانی متغیر با زمان ایجاد کند [ 38 ، 40 ]]. اگرچه LRT به عنوان یک عامل محرک ضروری در مدل‌سازی LUC مورد مطالعه قرار گرفته است، مطالعات کمی تداخل خارجی ناهمگن LRT را در توسعه LU در ابعاد زمانی و مکانی بررسی کرده‌اند. از سوی دیگر، تأثیرات LRT بر LUC نشان دهنده تمایل تغییر یافته با فاصله LRT در فضا است [ 44 ، 45 ، 46 ]. این ناهمگونی فضایی تغییرات فاصله از بلوک های LU تا LRT نیز به ندرت برای مطالعات شبیه سازی LUC در نظر گرفته شده است. تفاوت زمانی تأثیر LRT در ادبیات در نظر گرفته نشده است. به طور کلی، چرخه حیات LRT شامل چهار مرحله است: برنامه ریزی، ساخت، بهره برداری و مدیریت [ 31 ، 34]. از آنجایی که اثر فضایی LRT بر LU اطراف آنها بدون شک در مراحل مختلف پویا است، یک مدل LUC با در نظر گرفتن ناهمگنی مکانی – زمانی تأثیر LRT باید برای شبیه‌سازی دقیق فرآیند LUC ایجاد شود.
این مطالعه تلاش می‌کند تا LUC شهری را با توجه به ناهمگونی مکانی – زمانی تأثیر LRT، بر اساس انگیزه‌های فوق شبیه‌سازی کند. از آنجایی که تنها بر تأثیر ساخت و ساز LRT متمرکز است، توسعه شهری تاریخی در طول ساخت LRT در نظر گرفته شده است. LUC نانجینگ، چین، از سال 1995 تا 2005، دوره ساخت خط 1 نانجینگ LRT، به عنوان یک مورد مطالعه انتخاب شده است. در ابتدا، از روش تابع واپاشی فاصله برای ارزیابی کمی تاثیر LRT بر LUC استفاده می‌شود. با توجه به تغییر جهت LU و فاصله تا LRT، این تابع یک مقدار جاذبه یا دافعه را ارائه می دهد. سپس، روند ناهماهنگی هر نوع LU در زمان و مکان برای سال‌های مختلف توضیح داده می‌شود. سرانجام،

2. منطقه مطالعه و مواد

شهر نانجینگ (استان جیانگ سو، چین) به دلیل شهرنشینی سریع و افزایش جمعیت آن به عنوان مورد مطالعه انتخاب شده است [ 47 ]. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است ، نانجینگ یکی از مهم ترین شهرهای دروازه چین است که در دلتای رودخانه یانگ تسه واقع شده است که از هفت ناحیه با مساحت 6597 کیلومتر مربع تشکیل شده است. اگرچه مدل های قبلی LUC در ادبیات گزارش شده است [ 48 ، 49]، یک مدل CA ناهمگن فضایی-زمانی در این مطالعه ایجاد شده است. ساخت خط 1 نانجینگ LRT در سال 2000 آغاز شد و در 3 سپتامبر 2005 به بهره برداری رسید. این خط از مناطق جیانگینگ، مرکز شهر (ژوچنگ) و Qixia می گذرد. بنابراین، نتایج شبیه‌سازی این سه منطقه در این پژوهش مورد تأکید قرار خواهد گرفت.
همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است ، داده های LU شهری با قدرت تفکیک مکانی 30 متر در سال های 1995، 2000 و 2005 در این مطالعه استفاده شده است. این مجموعه داده توسط پلتفرم Cloud Monitoring Information Geographical منتشر شده است (در دسترس به صورت آنلاین: https://www.dsac.cn/ ، در 3 مارس 2021 قابل دسترسی است)، که توسط تفسیر دستی از تصویر Landsat TM/ETM+/OLI تولید شده است. داده های LU شامل شش نوع LU است: زمین کشاورزی، جنگل، علفزار، آب، ساخت و ساز و استفاده نشده. دقت طبقه بندی کلی زمین های کشاورزی و ساخت و ساز بالاتر از 85٪ است، در حالی که برای سایر انواع LU بالاتر از 75٪ است.
شبکه راه، مدل رقومی ارتفاع (DEM) و طرح جامع شهر نانجینگ نیز برای تحلیل و مدل‌سازی عوامل محرک LUC به کار گرفته شده‌اند. شبکه جاده‌ای که توسط مرکز داده‌های علوم سیستم ملی زمین منتشر شده است، شامل جاده‌های مختلف از جمله راه‌آهن، بزرگراه ملی، بزرگراه و جاده‌های شهرستانی و شهری است. این مجموعه داده برای تجزیه و تحلیل رابطه بین فاصله تا جاده های سطوح مختلف و LUC به کار گرفته شده است. طرح جامع شهر نانجینگ (1991-2010)، که به طور رسمی توسط دفتر مدیریت برنامه ریزی شهری نانجینگ منتشر شده است، می تواند مراکز سطح شهر/شهرستان، حفاظت از زمین های کشاورزی و مناطق حفاظت شده زیستگاه را برای تجزیه و تحلیل بیشتر ایجاد کند. SRTM DEM برای محاسبه شیب و بررسی اثرات آن بر LUC استفاده می شود.

3. روش شناسی

3.1. ایده های اساسی مدل CA پیشنهادی

به عنوان یک روش مدل‌سازی صریح فضایی، CA سیستم‌های پیچیده را با استفاده از تعاملات سلولی محلی و درایورهای جهانی شبیه‌سازی می‌کند. اجزای CA سنتی شامل وضعیت سلولی، نفوذ محله، پتانسیل انتقال شهری و محدودیت‌های ثابت [ 50 ] است. تغییرات حالت سلول بر اساس قوانین انتقالی تعریف می‌شوند که برهمکنش‌های ترکیبی این اجزا را منعکس می‌کنند. ساختار اولیه قوانین انتقال به صورت زیر مشخص می شود:

پتیoتیآل=پ(اسمنتی+1|اسمنتی،ن،تی،سیon)

جایی که پتیoتیآلکل پتانسیل انتقال است. اسمنتیو اسمنتی+1حالات سلول i در زمان t و t + 1 هستند. نتأثیر همسایگی سلول را توصیف می کند. پپتانسیل انتقال است که توسط چندین محرک تعریف شده است. سیonشامل تأثیر هر گونه محدودیت مکانی و غیر مکانی است.

در این مطالعه، یک پنجره محله مربعی 5×5 انتخاب شد که جزئیات آن در بخش 3.3.1 مورد بحث قرار خواهد گرفت . پتانسیل انتقال شهری تیو محدودیت انتقال سیonبا استفاده از 4 محرک انتخاب شده (توپوگرافی، برنامه ریزی، توسعه شهری و ساخت و ساز LRT) تعریف شده اند. جدول 1 متغیرهای فضایی بکار گرفته شده برای ساخت مدل CA را نشان می دهد. متغیر توپوگرافی عمدتاً با شیب به دست آمده از DEM محاسبه می شود. متغیرهای فاصله به عنوان فواصل اقلیدسی برای هر موجودیت تعریف می شوند که توسط تابع فاصله اقلیدسی نرم افزار ArcGIS محاسبه می شود. محدودیت برنامه ریزی عموماً مستقیماً از نقشه طرح جامع استخراج می شود. عامل LRT، یک تابع واپاشی متناسب بین فاصله تا خط LRT و LUC، انجام شد. طراحی دقیق مدل CA در قسمت بعدی معرفی خواهد شد. در مقایسه با مدل‌های کلاسیک CA، تاثیر LRT به‌عنوان یک محدودیت فضایی برای انعکاس ناهمگونی فضایی در توسعه شهری مورد استفاده قرار گرفت.
شکل 3 گردش کار ما را برای بررسی ناهمگونی مکانی-زمانی تأثیر LRT بر شبیه‌سازی LUC شهری نشان می‌دهد. ابتدا الگوهای زمین شهری 1995، 2000 و 2005 از داده های LU تولید شد و خط LRT از داده های شبکه جاده استخراج شد. مجموعه کوچکی از عوامل محرک توسعه شهری برای آموزش مدل CA تولید شد. قوانین انتقال CA بر اساس نمونه‌های انتخاب شده از الگوهای شهری تاریخی (1995-2000) و محرک‌های آنها ساخته شد. سپس مدل CA با ادغام چهار درایور ساخته شد و LU در سال 2005 اجرا شد.

3.2. ایجاد پتانسیل انتقال (T) و محدودیت (Con).

همانطور که در بالا ذکر شد، وضعیت بعدی سلول هدف در مدل CA بر اساس وضعیت فعلی و سلول های مجاور آن با استفاده از قوانین انتقال تخمین زده می شود. عوامل محرک می توانند قوانین انتقال را مدل کنند. در این مطالعه 4 عامل محرک شامل توپوگرافی، برنامه ریزی، توسعه شهری و ساخت و ساز LRT انتخاب شدند.

3.2.1. محدودیت توپوگرافی ( سیonتیoپo)

توپوگرافی محلی می تواند فرآیند LUC را کنترل کند. به عنوان مثال، زمانی که درجه شیب آن بیشتر شود، زمین دیگر برای کشاورزی مناسب نیست 15درجه. بنابراین، عامل توپوگرافی برای محدود کردن انتقال نوع LU بر اساس درجه شیب محاسبه‌شده از DEM استفاده می‌شود. به صورت زیر طراحی شد:

سیonتیoپo={سیonاسمن→جonستیrتوجتیمنon (سلoپه≤25درجه)سیonاسمن→fآrمترلآnد (سلoپه≤15درجه)سیonاسمن→wآتیهr (سلoپه≤2درجه)سیonاسمن→forهستی (سلoپه>6درجه)سیonاسمن→توnتوسهد (سلoپه>6درجه)

جایی که سیonتیoپoمحدودیت توپوگرافی است که 1 را برای یک سلول مناسب برای انتقال LU برمی گرداند. توجه داشته باشید که علفزار به دلیل حساسیت کم نسبت به درجه شیب از وضعیت مناسبی برخوردار نیست.

3.2.2. محدودیت محدودیت برنامه ریزی ( سیonپلآnnمنng)

فرآیند LUC را می توان با برنامه ریزی شهری نیز کنترل کرد. در چین، طرح جامع منتشر شده توسط دولت محلی، محدودیت مناطق خاصی را برای انتقال نوع LU تعریف می کند. عامل محدودیت برنامه ریزی را می توان بر اساس داده های طرح جامع به صورت زیر تعریف کرد:

سیonپلآnnمنng={منf اسمنتی∈(fآrمترلآnد پroتیهجتیمنon،ساعتآبمنتیآتی جonسهrvآتیمنon)تیساعتهn اسمنتی+1=U، U∈(fآrمترلآnد،forهستی،مترهآدow);منf اسمنتی∈(جonستیrتوجتیمنon پلآnnمنng آrهآ)تیساعتهn اسمنتی+1=U،U∈(جonستیrتوجتیمنon);منf اسمنتی∈(نo بتومنلدمنng پلآnnهد آrهآ)تیساعتهn اسمنتی+1=U، U∈(توnتوسهد)

جایی که سیonپلآnnمنngمحدودیت برنامه ریزی است. Uمخفف محدودیت LUC در برنامه ریزی اصلی است. به عنوان مثال، اگر سلول اسمنواقع در حفاظت از زیستگاه و مناطق حفاظت از زمین های کشاورزی در برنامه ریزی اصلی، تبدیل سلول اسمنمحدود به جنگل، علفزار و زمین های کشاورزی خواهد بود.

3.2.3. فاکتور فاصله ( پدمنستیآnجه)

فواصل مکانی تا ویژگی های جغرافیایی خاص (به عنوان مثال، آب، جاده، مرکز شهر، و غیره) نیز بر روند LUC تأثیر می گذارد. رگرسیون لجستیک (LR) معمولاً برای تعیین وزن متغیرهای فاصله فضایی مختلف برای محاسبه بازگشتی احتمال انتقال استفاده می‌شود [ 5 ]. فواصل آب، راه آهن، بزرگراه، بزرگراه سراسری، جاده استانی، جاده شهرستان، مرکز شهرداری و مرکز شهرستان در نظر گرفته شد. یک روش نمونه‌گیری تصادفی طبقه‌ای برای استخراج 20 درصد از نمونه‌ها از متغیرهای فاصله و کشف قوانین انتقال مدل CA استفاده می‌شود. مدل LR از نظر آماری مناسب بودن هر سلول را تعیین می کند، جایی که چندین متغیر با هم وزن می شوند:

پدمنستیآnجه=11+هایکسپ(-(β0+∑من=18βمن×دمن))،

جایی که پدمنستیآnجهتناسب انتقال LU را بر اساس مدل LR اندازه گیری می کند. [ د1،  د2,…,  د8] به ترتیب متغیرهای فاصله تا آب، راه آهن، بزرگراه، بزرگراه سراسری، جاده استانی، جاده شهرستان، مرکز شهرداری و مرکز شهرستان هستند. [ β0، β1,…, β8] ضرایب رگرسیون برای متغیرهای مختلف هستند.

3.2.4. فاکتور ساخت LRT ( پLآرتی)

طبق مطالعات قبلی، ساخت تسهیلات حمل و نقل می تواند زمین شهری را از نظر فضایی ناهمگن کند، در حالی که تأثیر فضایی به طور مداوم در طول زمان به صورت پویا تغییر می کند. تحلیل سنتی مبتنی بر حلقه به طور محکم در نظریه شهری کلاسیک استوار است، که یک اثر فضایی همگن را فرض می‌کند. این سوگیری توانایی آن را هنگام تجزیه و تحلیل تأثیر LRT بر LUC محدود می کند. برخی از مطالعات بر روی حوضه های آبریز نیم مایلی (804.7 متر) از مناطق ایستگاه، مربوط به حدود 10 دقیقه پیاده روی مسافت [ 51 ، 52 ] برای بررسی رابطه بین شهرنشینی و LU متمرکز شدند. کووکا و همکاران (2015) [ 53 ] اشاره کرد که 15 دقیقه پیاده روی (تقریباً 1200 متر) سوله تا ایستگاه ها تحلیل واقعی تری را ارائه می دهد. برخی از کارهای قبلی [ 21, 39 , 40 , 54 ] یک بافر چند حلقه دو طرفه برای ارزیابی اثرات LRT بر کاربری زمین شهری اطراف ساختند. در مجموعه مقالات موجود در مورد تعاملات بین LU و LRT، فاصله اقلیدسی معمولاً برای تعیین وسعت فضایی LRT و تجزیه و تحلیل انتقال تدریجی تغییرات LU در محدوده‌های مختلف استفاده شده است. بنابراین، یک روش استاندارد برای تعریف وسعت نفوذ فضایی خط LRT بر اساس پارتیشن بندی حلقه متحدالمرکز استفاده می شود. نقشه های تغییر سال به سال LU از سال 1995 تا 2000 ابتدا برای ارزیابی اثرات LRT بر تغییر LU شهری همسایه آن ایجاد شده است. نرخ تغییر نسبی کمنjسپس از طریق عملیات بافر محاسبه می شود تا تأثیر ناهمگنی مکانی-زمانی LRT را منعکس کند:

کمنj=آمنjآj×100%

جایی که آمنjنشان دهنده منطقه انتقال است منتیساعتLU (منطقه مزرعه ساخت و ساز در این مطالعه) در داخل jتیساعتمنطقه حائل، آjکل منطقه تغییر یافته LU در داخل است jتیساعتمنطقه حائل.

پیش تجزیه و تحلیل (به جزئیات در بخش 4.1.2 مراجعه کنید ) روند کاهش فاصله بین کمنjو فاصله (د) تا LRT. سپس می توان این روند را با استفاده از نرم افزار MATLAB 2014(a) با تابع واپاشی K(d) برازش داد. تابع فروپاشی برازش می‌تواند به طور کمی قانون توزیع تغییر LU شهری را در نزدیکی یا دور از LRT توصیف کند و اطلاعات مکانی را برای شبیه‌سازی دینامیک شهری ارائه دهد. در نهایت، فاکتور LRT را می توان با معادله زیر تعریف کرد:

پLآرتی=norمترآلمنzهد(ک(د)×تی-تی0تی)

جایی که خروجی پLآرتیفاکتور LRT را توصیف می کند که در محدوده [0, 1] نرمال شده است. تیطول دوره را نشان می دهد (در این مورد با سال اندازه گیری می شود). d فاصله تا خط LRT را نشان می دهد. و تی0و تیبه ترتیب سالهای ساخت اولیه و میان مدت را شرح دهید.

3.2.5. احتمال انتقال نهایی

سپس 4 عامل مختلف ذکر شده باید برای تعیین احتمال انتقال هر سلول با هم ترکیب شوند. برای دستیابی به این هدف، احتمال انتقال نهایی به صورت زیر محاسبه می شود:

پجمعتی=سیonتیoپo×سیonپلآnnمنng×پدمنستیآnجه×پLآرتی

جایی که پجمعتیامکان تغییر کاربری زمین در سلول را توضیح می دهد. سلول باید توسعه شهری جهانی و محدودیت های محله را برآورده کند در حالی که وضعیت LU آن بر این اساس تغییر می کند.

3.3. سایر تنظیمات پارامتر مدل

3.3.1. محله (N)

در این مطالعه، از یک پیکربندی همسایگی مور توسعه یافته (5×5) استفاده شد که در آن هر سلول مساحت 30 × 30 متر را بر روی زمین برای شبیه‌سازی نشان می‌دهد [ 55 ]. در همسایگی، ابتدا انواع LU سایر سلول ها، به جز سلول هدف، ثبت شد. هر چه تعداد انواع LU خاص در همسایگی بیشتر باشد، احتمال اینکه سلول هدف به این نوع LU تبدیل شود بیشتر می شود.
3.3.2. آستانه امکان انتقال ( پآستانه)
احتمال انتقال پآستانهباید قبل از اجرای مدل CA تعیین شود. با در نظر گرفتن نقشه مرجع سال 1995، تغییرات LU در سال 2000 با محاسبه احتمال انتقال شبیه سازی شد. پهر سلول با نادیده گرفتن تاثیر LRT. برای احتمال انتقال محاسبه شده پاز یک سلول، اگر پ>پآستانه، نوع LU تغییر خواهد کرد. برخی از نمونه‌های LU به‌طور تصادفی برای تخمین دامنه انتخاب شدند پآستانهاز طریق یک روش بازگشتی در طول شبیه سازی. بهینه پآستانهبا تجزیه و تحلیل عملکرد مدل سازی CA تعیین شد. شاخص آزادی حرکت (FoM) (به جزئیات در بخش 3.4 مراجعه کنید ) برای ارزیابی عملکرد مدل انتخاب شد. پآستانهمی توان تعیین کرد که چه زمانی FoM بهترین ها را به دست آورد.
3.3.3. شرط پایان تکرار
مدل CA می‌تواند پویایی تغییر LU را در چندین تکرار مدل کند، که در آن هر نوع LU معمولاً برخی از زمین‌های خود را به یک یا چند کلاس دیگر از دست می‌دهد (و همچنین ممکن است زمین را از سایر کلاس‌ها بدست آورد). برای استخراج مقادیر و درصدهای تبدیل بین هر نوع LU از LUC تاریخی (یعنی از سال 1995 تا 2000) می توان از تحلیل زنجیره مارکوف استفاده کرد. ماتریس ناحیه انتقال به عنوان راهنما برای تبدیل کمی در شبیه‌سازی تغییر LU استفاده می‌شود. کنترل محدود برای تعیین تعداد تکرار برای ارائه مساحت زمین ساخت و ساز که به مقدار کل تبدیل می رسد، اتخاذ شد.

3.4. ارزیابی عملکرد مدل

شاخص FoM پیشنهاد شده توسط پونتیوس و همکاران. (2008) می‌تواند برای ارزیابی دقت شبیه‌سازی با مقایسه مناطق مختلف و مشترک بین نتایج شبیه‌سازی و نقشه واقعی مورد استفاده قرار گیرد [ 6 ]. FoM به صورت زیر تعریف می شود:

FoM=بآ+ب+سی+D

جایی که A نشان دهنده تغییر منطقه است، در حالی که در طول شبیه سازی تغییر نمی کند، B منطقه مشترکی است که هم در نقشه واقعی و هم در شبیه سازی تغییر می کند. C نشان دهنده تغییر منطقه در هر دو نقشه واقعی و شبیه سازی شده است، در حالی که انواع تغییر LU متفاوت است. D ناحیه ای است که در نقشه واقعی تغییر نمی کند، در حالی که در طول شبیه سازی تغییر می کند. به طور معمول، زمانی که FoM تا 0.21 باشد، نتایج شبیه‌سازی رضایت‌بخشی به دست می‌آید.

4. نتایج و بحث

4.1. نتیجه قانون گذار CA

همانطور که قبلا ذکر شد، چهار عامل محرک، از جمله محدودیت توپوگرافی، محدودیت محدودیت برنامه ریزی، عامل فاصله و عامل LRT، برای ساخت احتمال انتقال هر سلول استفاده شد. بر این اساس، مدل‌های CA کالیبره و اعتبارسنجی شدند. محدودیت های توپوگرافی و محدودیت های برنامه ریزی را می توان به راحتی با طبقه بندی مجدد شطرنجی از محاسبه شیب و طرح اصلی ایجاد کرد.

4.1.1. فاکتور فاصله

برای ارزیابی پتانسیل LUC از هفت عامل فاصله مکانی (به جزئیات در بخش 3.2.3 مراجعه کنید) استفاده شد. برای تعیین وزن متغیرهای فضایی از LR استفاده شد. جدول 2 ضرایب برآورد شده و آمار مربوط به آنها را نشان می دهد. حرکت گام به گام به جلو، متغیرهای اضافی را در LR حذف می کند، مانند فاصله تا یک بزرگراه ملی و یک مرکز شهری. جدول 2 ضرایب برآورد شده برای متغیرهای مکانی را نشان می دهد.
4.1.2. فاکتور LRT
مجموعه ای از بافرهای 0.2 کیلومتری گام به گام از خط LRT برای ارزیابی اثرات آن بر LU شهری اطراف ایجاد شد. اگرچه مطالعات موردی قبلی در شهرهای چین نشان داد که یک بافر 1 تا 2 کیلومتری می‌تواند تأثیرات LRT را بر LU کمیت کند [ 38 ، 39 ]، این کارها عمدتاً بر توسعه LU شهری دقیق مانند زمین‌های صنعتی/تجاری متمرکز بودند. یانگ و همکاران (2019) از یک بافر 3.2 کیلومتری مرتبط با خط ترانزیت ریلی برای بررسی اثرات فضایی مترو بر تغییرات LU ساخت و ساز استفاده کرده است [ 40 ]]. این مطالعات در این کار برای ساخت یک بافر 3.2 کیلومتری دو طرفه و چند حلقه در فاصله 0.2 کیلومتری برای LRT در نانجینگ به کار گرفته شده است تا تأثیرات آن بر LU شهری همسایه را با در نظر گرفتن اطلاعات نوع LU و اثر مانع (به عنوان مثال، یانگزی) ارزیابی کند. رودخانه در شکل 2 ).
شکل 4 نقشه های تغییرات انواع مختلف LU مرتبط با خطوط حمل و نقل ریلی را از سال 2000 تا 2005 نشان می دهد. دو جهت تغییر LU وجود دارد، از جمله ساخت و ساز به زمین کشاورزی و زمین کشاورزی به ساخت و ساز. نتایج آماری نشان می‌دهد که زمین‌های کشاورزی جهت LUC تا ساخت و ساز بیش از 95 درصد از تمام جهت‌های LUC را تشکیل می‌دهند، که می‌توان آن را عامل اصلی در هر حلقه بافر در نظر گرفت. بنابراین، تغییر جهت مزرعه به ساخت و ساز برای ارزیابی اثرات LRT استفاده می شود.
شکل 5 نرخ تغییر نسبی را نشان می دهد کمنjبین سالهای 1995 و 2000. اثر فضایی LRT بر زمین ساخت و ساز را می توان به صورت زیر توصیف کرد: (1) LRT اثرات قابل توجهی بر توسعه زمین ساخت و ساز دارد، در حالی که مقدار کل زمین ساخت و ساز در اطراف خط به طور قابل توجهی افزایش می یابد. (2) با توجه به یک رابطه غیر خطی، دور شدن از خط LRT منجر به کاهش نامنظم در نرخ رشد تغییر LU ساخت و ساز می شود.
همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است ، برازش روند فروپاشی را می توان با یک منحنی گاوسی بین نرخ تغییر نسبی K با معادله (4) و فاصله مکانی تا خط LRT توصیف کرد. این تابع کاهش نرخ تبدیل تغییر اعمال شده توسط زمین های کشاورزی را برای توسعه به عنوان زمین ساخت و ساز با توجه به LU و فواصل آن فراهم می کند. اول، LRT منجر به اثرات قابل توجهی در بافرهای اول تا نهم (یعنی 200-1800 متر) می شود، که با بهبود تدریجی در نرخ تبدیل تغییر LU با افزایش فاصله از LRT توصیف می شود. کاهش بسیار شدید K(d) با دور شدن از مناطق موجود (1.4 کیلومتر تا 2 کیلومتر) به نقطه ای که در نهایت پس از 2 کیلومتر به آرامی کاهش می یابد مشاهده می شود.
برای تعیین تأثیر برنامه ریزی LRT از اثرات درون منطقه ای مختلف استفاده شد. سرریز به این معنی است که LRT باعث ایجاد میرایی فضایی در توسعه LU می شود. بنابراین، احتمال تبدیل LU بسیار کم خواهد بود. تجمع تولید شده نشان می دهد که LRT به صورت مکانی توسعه LU را می کشد، که احتمال تبدیل LU را افزایش می دهد. همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است ، نقشه های پتانسیل انتقال پنج ساله (یعنی از سال 2001 تا 2005) توسط تاثیر LRT ساخته شده در مدل CA مطابق با معادله (5) ایجاد شد.
احتمال انتقال نهایی توسط رابطه (6) ایجاد شد. پتانسیل های انتقال هر سال و هر نوع LU در شبیه سازی LUC مبتنی بر CA مورد استفاده قرار گرفت.

4.2. نتیجه پارامتر مدل

4.2.1. نتیجه آستانه امکان انتقال

برخی از نمونه ها به صورت تصادفی برای تعیین انتخاب شدند پآستانهاز طریق یک روش بازگشتی در شبیه سازی سال 2000 بر اساس سال 1995، که با مقایسه الگوی LU واقعی با نتایج شبیه سازی شده برای پارامترهای آستانه امکان انتقال مختلف انجام شد. تعیین از پآستانهدر این اثر را می توان به دو بخش اصلی تقسیم کرد که مطابق با ژو [به گفته ژو [ 10 ]تطابق تقریبی تغییرات در تعداد شبکه‌های هر نوع کاربری زمین را به عنوان شاخص برای تعیین محدوده آستانه اولیه در نظر می‌گیرد. شکل 8 a سلول های LUC واقعی را به تعداد و سلول های LUC شبیه سازی شده از انواع مختلف LU با متفاوت نشان می دهد. پآستانهمنحنی‌ها نتیجه خوب روش پیشنهادی را نشان می‌دهند (یعنی مقدار شبیه‌سازی شده بسیار نزدیک به مقدار واقعی است) پآستانهتقریباً 0.25-0.35. تطبیق تصفیه شده بیشتر برای به دست آوردن آستانه بهینه با تأیید صحت مدل در یک حاشیه کوچکتر استفاده می شود. دقت شبیه سازی ساخت و ساز نوع LU با استفاده از شاخص FoM برای بررسی بهینه ارزیابی می شود. پآستانه. شکل 8 ب رابطه بین پآستانه(با اندازه گام 0.02 در بازه [0.26، 0.36]) و عملکرد LU در سال 2000 از طریق مدل CA پیشنهادی تغییر می کند. مشاهده می شود که حداکثر مقدار شاخص FoM برای به دست آمده است پآستانه=0.3.
4.2.2. نتیجه شرط پایان تکرار توسط زنجیره مارکوف
جدول 3 ماتریس ناحیه گذار بین سال های 2000 و 2005 را نشان می دهد که از زنجیره مارکوف به دست آمده است. همه انواع LU اصلی دارای درجه وراثت نزدیک به یک هستند. شرایط همسایگی و ماتریس های انتقال ذکر شده برای محاسبه احتمال همسایگی محلی برای هر سلول ( نمن→j). لیو و همکاران نشان داد که نتایج شبیه‌سازی برتر را می‌توان با تعداد تکرار یک مشاهده چند عددی صحیح بدست آورد [ 4 ]. بنابراین، تعداد تکرار از سال 2000 تا 2005 به عنوان 20 انتخاب شد، در حالی که تعداد تکرارهای بازه ای در سال 4 بود. بنابراین، محدودیت LRT پس از 24 تکرار در مدل گنجانده شده است.

4.3. نتایج شبیه سازی LUC

مدل CA پیشنهادی در نهایت با استفاده از آن اجرا شد پآستانه=0.30 و شرط پایان تکرار ذکر شده در بالا. شبیه سازی در مراحل زمانی گسسته انجام شد. شکل 9 نتیجه نهایی شبیه‌سازی LU در سال 2005 را نشان می‌دهد. در مقایسه با الگوی واقعی LU در سال 2005 ( شکل 2 ج را ببینید)، روش پیشنهادی می‌تواند ساختار فضایی LU را به خوبی شبیه‌سازی کند. یک FoM کلی 0.231 است که قابل قبول است.
جدول 4 دقت FoM شبیه سازی LU را برای مناطق مختلف خلاصه می کند. همانطور که در جدول 4 نشان داده شده است، مناطق توسعه یافته، از جمله Zhucheng، Qixia، و Jiangning، دقت بالاتری نسبت به مناطق توسعه نیافته، مانند Gaochun، Liuhe، و Lishui ارائه می دهند که سازگاری با سطح توسعه شهری را نشان می دهد. دقت در جنگلداری، مراتع و آب نسبتاً پایدار بود زیرا آنها مناطق حفاظت شده اکولوژیکی در منطقه جنوبی هستند. از آنجایی که مساحت زمین استفاده نشده کوچک است، نتایج شبیه‌سازی بیشتر تحت تأثیر عوامل تصادفی دیگر قرار می‌گیرد. بنابراین، واریانس دقت در بین مناطق در زمین استفاده نشده بالا است.

4.4. مقایسه شبیه سازی CA بین با / بدون در نظر گرفتن ضریب نفوذ LRT

یک مدل CA بدون فاکتورهای LRT (یعنی فقط سیonتیoپo، سیonپلآnnمنng،و پدمنستیآnجه) همچنین برای اثبات اینکه مدل CA می تواند عملکرد برتر را هنگام در نظر گرفتن تأثیر LRT ایجاد کند. سپس دقت مدل (FoM) نواحی مختلف و انواع LU محاسبه شد. همانطور که در جدول 5 نشان داده شده است نشان داده شده است ، روش پیشنهادی عملکرد امیدوارکننده‌ای را در این سه ناحیه ارائه می‌کند، جایی که مقدار FoM بالاتر از 0.24 است. با این حال، در مقایسه با مناطق توسعه یافته موجود (Zhucheng و Qixia)، دقت کمتری را می توان برای Jiangning به عنوان یک منطقه جدید توسعه یافته به دست آورد. این ممکن است به دلیل پیچیدگی توسعه شهری باشد، به این معنی که مناطق توسعه نیافته عمدتاً ناشی از گسترش شهری هستند.
زمین شهری نیز بدون در نظر گرفتن تأثیر LRT شبیه سازی شد. با توجه به جدول 5 ، دقت شبیه سازی بالاتری را می توان در سه ناحیه ذکر شده در حضور نفوذ LRT به دست آورد. شکل 10 نتایج را به صورت کیفی مقایسه می کند. از آنجایی که LRT در نانجینگ از طریق مناطق Qixia، Zhucheng و Jiangning می گذرد، نتایج شبیه سازی این سه منطقه در این مطالعه مورد تاکید قرار خواهد گرفت. همانطور که در شکل 10 نشان داده شده است ، ساختار فضایی تکه ها در نقشه شبیه سازی شده توسط LRT بسیار شبیه به نقشه رشد واقعی است، همانطور که با تبدیل واضح تر زمین کشاورزی به زمین ساخت و ساز نشان داده شده است (کادرهای قرمز را در شکل 10 ببینید).

4.5. مقایسه شبیه‌سازی CA بین با/بدون در نظر گرفتن ناهمگونی مکانی-زمانی تأثیر LRT

مزیت ترکیب ناهمگونی مکانی-زمانی تأثیر LRT در مدل CA از طریق شبیه سازی تغییر LU با یک مطالعه مقایسه ای با رابطه خطی در فضا و زمان نشان داده شده است [ 40 ]. شکل 11 نتایج شبیه سازی شده مدل پیشنهادی را با یک مدل خطی برای مناطق بافر مختلف مقایسه می کند. در یک مقایسه ساده، هر زمین کشاورزی در هر حلقه تحت نیروی حالت خطی به زمین ساختمانی تبدیل شد. نرخ خطای نسبی بین نتایج LU شهری واقعی و شبیه سازی شده در سال 2005 برای حلقه های مختلف در جدول 6 نشان داده شده است.. می توان مشاهده کرد که نرخ رشد نسبی LU ساخت و ساز در اکثر حلقه های به دست آمده با حالت خطی بسیار بالاتر از ساختار فضایی با موارد واقعی بود، همانطور که توسط مقادیر خطای نسبی بالاتر نشان داده شد. جدول 6 همچنین نشان می دهد که مدل پیشنهادی می تواند دقت کمتری نسبت به مدل خطی در افزایش نرخ رشد تغییر LU ساخت و ساز در 1000 تا 1400 متر ارائه دهد. دلیل اصلی این امر این است که نرخ رشد LU ساخت و ساز در این مرحله ممکن است با حالت رشد خطی سازگار باشد، به این معنی که ناهمگنی مکانی-زمانی تأثیر LRT برای تغییر LU دینامیکی را می توان با توابع فروپاشی برازش چندگانه، مدل‌سازی کرد. کار مشابه روی تأثیر همسایگی تغییر LU [ 54 ، 56]. در نتیجه، نتایج اساساً نشان می‌دهد که مدل پیشنهادی ناهمگنی مکانی-زمانی تأثیر LRT را می‌توان برای شبیه‌سازی توسعه LUC ناهمگنی مورد استفاده قرار داد.
برای بیان واضح‌تر اطلاعات خطاها در جدول 6 و بررسی علل، شکل 12 (در کادرهای قرمز) نشان می‌دهد که مدل پیشنهادی نرخ رشد کمی پایین‌تر از زمین ساخت‌وساز را نسبت به واقعی در مناطق حائل مختلف ارائه می‌کند. مانند بسیاری از روش‌های سنتی [ 22 ، 31 ، 33 ]، تأثیر LRT بر توسعه LU در این مطالعه با استفاده از این فرضیه که تأثیر LRT در همان بافر یکسان است تأیید شد. تحت تأثیر تفاوت مکان فضایی، حتی اگر برخی از بلوک‌های LU فواصل مشابهی با LRT داشته باشند، تأثیر LRT ناهمگن را به دست می‌آورند. برای مثال، طبق مطالعات انجام شده توسط لیو و همکاران. [ 57] و تودس و همکاران. [ 58 ]، LRT در مرکز شهر تأثیر کمی بر شکل فضایی دارد، در حالی که گسترش فضای شهری در اطراف LRT در حاشیه شهری فعال‌تر است و توسعه زمین اطراف بخش شهری پیرامونی در فضا نامتقارن است. از این رو، حتی اگر بلوک ها فواصل مشابهی با LRT دارند، نوع اثر (تجمع یا اثر سرریز) و قدرت LRT روی آنها ممکن است هنوز متفاوت باشد. منطقه مورد مطالعه در مرحله بعدی این تحقیق به منظور دستیابی به نتایج قوی تر و گسترش در مرحله بعدی این تحقیق مورد استفاده قرار گرفت.

5. نتیجه گیری ها

این مطالعه تعاملات بین حمل‌ونقل ریلی و LUC را بررسی می‌کند تا ناهمگونی مکانی-زمانی توسعه شهری را به تصویر بکشد و تأیید کند که چگونه نتایج آنها را می‌توان به تابع اثر در اهداف مدل‌سازی و شبیه‌سازی CA ترجمه کرد. در کار فعلی، تابع واپاشی فاصله برای بررسی تاثیر LRT بر LUC مورد استفاده قرار گرفت. روند تغییر اصلی هر نوع LU (عمدتا از زمین کشاورزی تا زمین ساخت و ساز) در مراحل مختلف را می توان با زمان و مکان توضیح داد. مدل اتوماتای ​​سلولی (CA) همراه با ضربه LRT در نهایت برای شبیه‌سازی LUC در شهر نانجینگ چین ایجاد و اجرا شد.
تابع فروپاشی برازش (به عنوان مثال، توزیع گاوس) برای تجزیه و تحلیل ناهمگنی مکانی-زمانی تأثیر LRT استفاده شد. LRT منجر به اثرات قابل توجهی در محدوده 200-1800 متر می شود. زمانی که مسافت به 1.4 کیلومتر تا 2 کیلومتر رسید، می توان کاهش شدید اثر را مشاهده کرد و در نهایت پس از 2 کیلومتر به آرامی کاهش می یابد. سپس این رابطه در شبیه‌سازی LUC مبتنی بر CA در نظر گرفته شد.
روش پیشنهادی عملکرد امیدوار کننده ای را با مقادیر FoM به طور کلی بالاتر از 0.24 ارائه می دهد. مقایسه بین شبیه‌سازی CA با و بدون تأثیر LRT نشان می‌دهد که میزان خطای نسبی بین الگوی LU واقعی و شبیه‌سازی‌شده به طور قابل‌توجهی از طریق مدل LRT کاهش می‌یابد. FOM بر تغییر کاربری زمین به جای تداوم طبقات زمین تمرکز دارد. حتی اگر ارتباط آن در مدل‌سازی کاربری زمین اذعان شده باشد، انتقادات و پرسش‌ها در مورد اثربخشی آن همچنان ادامه دارد. از آنجایی که تغییرات به ندرت شدید هستند، مقادیر FOM اغلب بسیار پایین هستند (لی شویی و گائو چون در جدول 5 )، که جهت تغییر کاربری زمین را نادیده می گیرد. ارزیابی جامع باید در اندازه گیری توافق در کار آینده محاسبه شود.
این مطالعه می تواند مطالعه موجود در مورد تعاملات بین ترانزیت ریلی و تغییر LU را غنی کند و یک چارچوب روش شناسی برای انجام مداخلات برنامه ریزی فضایی فعال برای توسعه پایدار شهری ارائه دهد. با این حال، سناریوی یک خط LRT منفرد در این مطالعه در نظر گرفته شد. بنابراین، درک برتر از تعاملات بین یک شبکه LRT و تغییر LU در کارهای آینده مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

منابع

  1. کلارک، کی سی; هاپن، اس. Gaydos, L. یک مدل خودکار سلولی خود اصلاح شونده شهرنشینی تاریخی در منطقه خلیج سانفرانسیسکو. محیط زیست طرح. B طرح. دس 1997 ، 24 ، 247-261. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  2. وربورگ، پی اچ. de Nijs، TC; ون اک، جی آر. ویسر، اچ. دی جونگ، ک. روشی برای تجزیه و تحلیل ویژگی های همسایگی الگوهای کاربری زمین. محاسبه کنید. محیط زیست سیستم شهری 2004 ، 28 ، 667-690. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  3. Seto، KC; فراقیاس، م. گونرالپ، بی. ریلی، MK متاآنالیز گسترش جهانی زمین شهری. PLoS ONE 2011 ، 6 ، e23777. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ PubMed ]
  4. لیو، ایکس. لیانگ، ایکس. لی، ایکس. خو، X. او، جی. چن، ی. لی، اس. وانگ، اس. Pei, F. یک مدل شبیه‌سازی کاربری زمین در آینده (FLUS) برای شبیه‌سازی سناریوهای کاربری زمین با جفت کردن اثرات انسانی و طبیعی. Landsc. طرح شهری. 2017 ، 168 ، 94-116. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  5. Wu, F. کالیبراسیون اتوماتای ​​سلولی تصادفی: کاربرد برای تبدیل زمین روستایی به شهری. بین المللی جی. جئوگر. Inf. علمی 2002 ، 16 ، 795-818. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  6. پونتیوس، آر.جی. بوئرسما، دبلیو. کاستلا، جی.-سی. کلارک، ک. دی نیس، تی. دیتزل، سی. دوان، ز. فوتسینگ، ای. گلدشتاین، ن. Kok, K. مقایسه نقشه های ورودی، خروجی و اعتبارسنجی برای چندین مدل تغییر زمین. ان Reg. علمی 2008 ، 42 ، 11-37. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  7. لیو، ی. مدل‌سازی رشد شهری پایدار در منطقه‌ای که به سرعت در حال شهرنشینی است با استفاده از رویکرد اتوماتای ​​سلولی با محدودیت فازی. بین المللی جی. جئوگر. Inf. علمی 2012 ، 26 ، 151-167. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  8. رفیعی، ر. ماهینی، ع. خراسانی، ن. درویش صفت، ع.ا. دانکار، الف. شبیه سازی رشد شهری در شهر مشهد، ایران از طریق مدل SLEUTH (UGM). شهرها 2009 ، 26 ، 19-26. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  9. فنگ، ی. مدل‌سازی تغییر کاربری زمین شهری پویا با اتوماتای ​​سلولی جغرافیایی و قوانین بهینه‌سازی الگوی تعمیم‌یافته. بین المللی جی. جئوگر. Inf. علمی 2017 ، 31 ، 1198-1219. [ Google Scholar ]
  10. ژو، جی. سان، ی. آهنگ ها.؛ یانگ، جی. دینگ، اچ. اتوماتای ​​سلولی برای شبیه سازی تغییر کاربری زمین با نمایش فضای نامنظم محدود: مطالعه موردی در شهر نانجینگ، چین. محیط زیست طرح. ب مقعد شهری. علوم شهر 2020 . [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  11. اداره ملی آمار چین. بیانیه اداره ملی آمار جمهوری خلق چین در مورد ارقام عمده سرشماری نفوس 2010 ؛ اداره ملی آمار چین: پکن، چین، 2011.
  12. سرورو، آر. Dai, D. BRT TOD: توسعه ترانزیت محور با سرمایه گذاری های حمل و نقل سریع اتوبوس. ترانسپ سیاست 2014 ، 36 ، 127-138. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  13. یانگ، پی. وی، سی. تمرین برنامه ریزی مترو شهر: نمونه ووهان (به زبان چینی). برنامه ریزان 2016 ، 32 ، 5-10. [ Google Scholar ]
  14. وانگ، X.-F. خو، جی.-جی. لی، ی.-ف. تأثیرات بالقوه ساخت حمل و نقل ریلی بر تمایز کاربری زمین در نانجینگ هوم Geogr 2005 ، 20 ، 112-116. [ Google Scholar ]
  15. ژانگ، ام. وانگ، L. اثرات حمل و نقل انبوه بر توسعه زمین در چین: مورد پکن. Res. ترانسپ اقتصاد 2013 ، 40 ، 124-133. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  16. تاپا، RB; مورایاما، ی. محرک های رشد شهری در دره کاتماندو، نپال: بررسی اثربخشی فرآیند سلسله مراتب تحلیلی. Appl. Geogr. 2010 ، 30 ، 70-83. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  17. دورانتون، جی. ترنر، MA رشد شهری و حمل و نقل. کشیش Econ. گل میخ. 2012 ، 79 ، 1407-1440. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  18. جوشی، اچ. گوهاتاکورتا، اس. کونیوود، جی. کریتندن، جی. Li, K. شبیه سازی اثر ریل سبک بر رشد شهری در فونیکس: کاربرد محیط مدل سازی UrbanSim. J. فناوری شهری. 2006 ، 13 ، 91-111. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  19. Pacheco-Raguz، JF ارزیابی اثرات حمل و نقل ریلی سبک بر زمین شهری در مانیل. J. Transp. کاربری زمین 2010 ، 3 ، 113-138. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  20. بردکا، ای. دلگادو، ام اس; فلوراکس، RJ شناسایی علّی اصیل سازی و اثرات سرریز فضایی ناشی از حمل و نقل: مورد ریل سبک دنور. J. Transp. Geogr. 2018 ، 71 ، 15-31. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  21. وانگ، جی. فنگ، ی. بله، ز. تانگ، ایکس. وانگ، آر. گائو، سی. چن، اس. لی، ز. لیو، اس. Jin, Y. شبیه سازی اثر حمل و نقل ریلی سبک شهری بر توسعه شهری با جفت کردن اتوماتای ​​سلولی و شیب مزدوج. Geocarto Int. 2020 ، 1-19. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  22. راتنر، کالیفرنیا؛ گوتز، AR تغییر شکل کاربری زمین و شکل شهری در دنور از طریق توسعه ترانزیت محور. شهرها 2013 ، 30 ، 31-46. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  23. کالوو، اف. د اونا، جی. Arán, F. تاثیر متروی مادرید بر اسکان جمعیت و استفاده از زمین. سیاست کاربری زمین 2013 ، 31 ، 627-639. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  24. موکدی، ا. میتسوا، دی. وانگ، ایکس. پیش‌بینی تأثیرات یک سیستم تراموا پیشنهادی بر توسعه مجدد زمین هسته شهری: مورد سینسیناتی، اوهایو. شهرها 2013 ، 35 ، 136-146. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  25. کامبر، اس. Arribas-Bel, D. “در انتظار قطار”: اثرات پیش بینی کننده (علت) Crossrail در Ealing. J. Transp. Geogr. 2017 ، 64 ، 13-22. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  26. پان، اچ. ژانگ، ام. اثرات حمل و نقل ریلی بر استفاده از زمین: شواهدی از شانگهای، چین. ترانسپ Res. ضبط 2008 ، 2048 ، 16-25. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  27. باتاچارجی، اس. Goetz، AR سیستم حمل و نقل ریلی و تغییر کاربری زمین در منطقه مترو دنور. J. Transp. Geogr. 2016 ، 54 ، 440-450. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  28. احمد، س. آوتار، ر. ستی، م. سورجان، تغییر پوشش زمین دهلی در دوران پس از ترانزیت. شهرها 2016 ، 50 ، 111-118. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  29. ایاکونو، ام جی؛ Levinson، DM پیش بینی تغییر کاربری زمین: حمل و نقل چقدر اهمیت دارد؟ ترانسپ Res. ضبط 2009 ، 2119 ، 130-136. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  30. هرست، NB; حمل و نقل عمومی غرب، جنوب شرقی و توسعه مجدد شهری: تأثیر حمل و نقل ریلی سبک بر استفاده از زمین در مینیاپولیس، مینه سوتا. Reg. علمی اقتصاد شهری 2014 ، 46 ، 57-72. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  31. گلوب، ع. گوهاتاکورتا، اس. Sollapuram، B. اثرات سرمایه گذاری فضایی و زمانی راه آهن سبک در فونیکس: از مفهوم، برنامه ریزی، و ساخت و ساز تا بهره برداری. جی. پلان. آموزش. Res. 2012 ، 32 ، 415-429. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  32. Cervero، R. ارتباط حمل و نقل شهری و استفاده از زمین در کشورهای در حال توسعه. J. Transp. کاربری زمین 2013 ، 6 ، 7-24. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  33. تان، ز. لی، اس. لی، ایکس. لیو، ایکس. چن، ی. لی، دبلیو. اثرات فضایی – زمانی حمل و نقل ریلی شهری بر تغییر کاربری پیچیده زمین. Acta Geogr. Sinica 2017 ، 72 ، 850-862. [ Google Scholar ]
  34. لی، اس. لیو، ایکس. لی، ز. وو، زی. یان، ز. چن، ی. گائو، F. پویایی فضایی و زمانی گسترش شهری در امتداد کریدور حمل و نقل ریلی بین شهری گوانگژو-فوشان، چین. پایداری 2018 ، 10 ، 593. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
  35. ژانگ، اچ. لی، ایکس. لیو، ایکس. چن، ی. او، جی. نیو، ن. جین، ی. شی، اچ. آیا توسعه راه آهن سریع السیر تأثیری بر الگوهای کاربری زمین در چین خواهد داشت؟ ان صبح. دانشیار Geogr. 2019 ، 109 ، 979-1005. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  36. رودریگز، DA; ورگل توار، ای. تأثیرات توسعه زمین کامارگو، WF از BRT در نمونه ای از توقفگاه ها در کیتو و بوگوتا. ترانسپ سیاست 2016 ، 51 ، 4-14. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  37. الجوفی، م. بروکسل، ام. زویجست، ام. ون دلدن، اچ. ون مارسوین، ام. تجزیه و تحلیل یکپارچه مداخلات سیاستی استفاده از زمین و حمل و نقل. ترانسپ طرح. تکنولوژی 2016 ، 39 ، 329-357. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  38. لین، جی. چن، تی. هان، Q. شبیه سازی و پیش بینی اثرات سیستم های حمل و نقل ریلی سبک بر استفاده از زمین شهری با استفاده از اتوماتای ​​سلولی: مطالعه موردی Dongguan، چین. پایداری 2018 ، 10 ، 1293. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
  39. ژائو، ال. Shen, L. اثرات حمل و نقل ریلی بر توسعه کاربری زمین شهری در آینده: مطالعه موردی در ووهان، چین. ترانسپ سیاست 2019 ، 81 ، 396-405. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  40. یانگ، جی. شی، اف. سان، ی. Zhu، J. یک مدل اتوماتای ​​سلولی محدود شده توسط ناهمگونی مکانی-زمانی استراتژی توسعه شهری برای شبیه‌سازی تغییر کاربری زمین: مطالعه موردی در شهر نانجینگ، چین. پایداری 2019 ، 11 ، 4012. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
  41. لی، ایکس. یانگ، کیو. لیو، ایکس. کشف و ارزیابی امضاهای شهری برای شبیه سازی توسعه فشرده با استفاده از اتوماتای ​​سلولی. Landsc. طرح شهری. 2008 ، 86 ، 177-186. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  42. لی، ایکس. لین، جی. چن، ی. لیو، ایکس. Ai, B. کالیبراسیون اتوماتای ​​سلولی بر اساس معیارهای چشم انداز با استفاده از الگوریتم های ژنتیک. بین المللی جی. جئوگر. Inf. علمی 2013 ، 27 ، 594-613. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  43. ایازلی، IE; کیلیچ، اف. لاوف، اس. دمیر، ح. Kleinschmit، B. شبیه سازی رشد شهری ناشی از شبکه های حمل و نقل: مطالعه موردی پل سوم استانبول. سیاست کاربری زمین 2015 ، 49 ، 332-340. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  44. ویلیگرز، جی. Van Wee, B. راه آهن پرسرعت و انتخاب محل دفتر. یک آزمایش انتخابی اعلام شده برای هلند. J. Transp. Geogr. 2011 ، 19 ، 745-754. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  45. موراکامی، جی. سرورو، آر . ریل پرسرعت و توسعه اقتصادی: تراکم‌های تجاری و پیامدهای سیاست ؛ مرکز حمل و نقل دانشگاه کالیفرنیا: برکلی، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا، 2012. [ Google Scholar ]
  46. گارمندیا، م. رومرو، وی. Ureña، JMD; Coronado, JM; ویکرمن، آر. فرصت های راه آهن پرسرعت در اطراف مناطق شهری: مادرید و لندن. J. زیرساخت. سیستم 2012 ، 18 ، 305-313. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  47. کائو، ام. بنت، اس جی؛ شن، Q. Xu, R. یک رویکرد الهام گرفته از خفاش برای تعریف قوانین انتقال برای یک مدل خودکار سلولی که برای شبیه‌سازی گسترش شهری استفاده می‌شود. بین المللی جی. جئوگر. Inf. علمی 2016 ، 30 ، 1961-1979. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  48. لو، جی. وی، YD مدلسازی تغییرات فضایی الگوهای رشد شهری در شهرهای چین: مورد نانجینگ. Landsc. طرح شهری. 2009 ، 91 ، 51-64. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  49. شو، بی. بیکر، MM; ژانگ، اچ. لی، ی. Qin، W. Carsjens، GJ مدلسازی گسترش شهری با استفاده از اتوماتای ​​سلولی لجستیک با وزن متغیر: مطالعه موردی نانجینگ، چین. بین المللی جی. جئوگر. Inf. علمی 2017 ، 31 ، 1314–1333. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  50. عمرانی، ح. طیبی، ع. Pijanowski، B. ادغام مفهوم کاربری زمین با چند برچسب و اتوماتای ​​سلولی با مدل تبدیل زمین مبتنی بر شبکه عصبی مصنوعی: یک چارچوب مدل‌سازی یکپارچه ML-CA-LTM. GIScience Remote Sens. 2017 ، 54 ، 283-304. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  51. گوئرا، ای. سرورو، آر. Tischler, D. نیم مایل دایره: آیا بهترین نشان دهنده حوضه های ایستگاه های حمل و نقل است؟ ترانسپ Res. ضبط 2012 ، 2276 ، 101-109. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  52. کائو، XJ; پورتر-نلسون، دی. توسعه املاک و مستغلات در پیش بینی حمل و نقل ریلی سبک خط سبز در سنت پل. ترانسپ سیاست 2016 ، 51 ، 24-32. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  53. کووکا، جی. بوشمن، EE; گوتز، AR تأثیر مناطق ایستگاه حمل و نقل بر رفتارهای سفر کارگران در دنور، کلرادو. ترانسپ Res. بخش A سیاست سیاست. 2015 ، 80 ، 277-287. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  54. باریرا-گونزالس، پی. گومز-دلگادو، م. Aguilera-Benavente، F. از مدل‌های اتوماتای ​​سلولی شطرنجی تا برداری: رویکردی جدید برای شبیه‌سازی رشد شهری با کمک نظریه گراف. محاسبه کنید. محیط زیست سیستم شهری 2015 ، 54 ، 119-131. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  55. وو، اچ. ژو، ال. چی، X. لی، ی. Sun، Y. کمی سازی و تجزیه و تحلیل ویژگی های پیکربندی محله به اتوماتای ​​سلولی برای شبیه سازی استفاده از زمین با در نظر گرفتن خطای منبع داده. علوم زمین به اطلاع رساندن. 2012 ، 5 ، 77-86. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  56. فنگ، ی. تانگ، X. ادغام همسایگی با وزن ناهمگونی فضایی به اتوماتای ​​سلولی برای شبیه‌سازی رشد شهری پویا. GIScience Remote Sens. 2019 ، 56 ، 1024–1045. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  57. Jing, L. تحقیق در مورد کاربری زمین شهری در امتداد خط ترانزیت سریع ریلی با ظرفیت بالا – مطالعه موردی خط ترانزیت ریلی شماره 2 ووهان. Ph.D. پایان نامه، دانشگاه علوم فناوری Huazhong، ووهان، چین، 2005. [ Google Scholar ]
  58. Todes، A. رشد شهری و برنامه ریزی فضایی استراتژیک در ژوهانسبورگ، آفریقای جنوبی. شهرها 2012 ، 29 ، 158-165. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Ijgi 10 00308 g001 550
شکل 1. شهر نانجینگ و خط 1 نانجینگ LRT.
Ijgi 10 00308 g002 550
شکل 2. داده های LU در سال های ( الف ) 1995، ( ب ) 2000، و ( ج ) 2005.
Ijgi 10 00308 g003 550
شکل 3. گردش کار برای ارزیابی تأثیر ناهمگونی مکانی – زمانی LRT بر تغییر LU.
Ijgi 10 00308 g004 550
شکل 4. نقشه های LUC مربوط به خط LRT از سال 1995 تا 2000. حلقه های مختلف منطقه حائل از LRT را با یک منطقه 0.2 کیلومتری نشان می دهند.
Ijgi 10 00308 g005 550
شکل 5. تغییر مساحت مطلق LUC (زمین کشاورزی به ساخت و ساز) در نزدیکی خط LRT با فواصل مختلف.
Ijgi 10 00308 g006 550
شکل 6. برازش نتیجه بین نرخ تغییر نسبی و فاصله تا خط LRT.
Ijgi 10 00308 g007 550
شکل 7. نقشه های پتانسیل انتقال تولید شده توسط ضربه LRT با استفاده از روش پیشنهادی.
Ijgi 10 00308 g008 550
شکل 8. عملکرد مدل آستانه امکان انتقال مختلف پآستانهارزش های. ( الف ) رابطه بین تعداد سلول تغییر کرده است (شبیه سازی شده در مقابل واقعی) و متفاوت است پآستانه; ( ب ) رابطه بین پآستانهو FoM.
Ijgi 10 00308 g009 550
شکل 9. الگوی LU شبیه سازی شده در سال 2005 توسط مدل CA پیشنهادی.
Ijgi 10 00308 g010 550
شکل 10. مقایسه نتایج شبیه سازی شده: چپ: بدون در نظر گرفتن تأثیر LRT، سمت راست: تأثیر LRT (مدل پیشنهادی).
Ijgi 10 00308 g011 550
شکل 11. مقایسه دقیق نتایج شبیه سازی شده در نزدیکی خط LRT. ( الف ) مدل خطی کلاسیک، ( ب ) مدل پیشنهادی.
Ijgi 10 00308 g012 550
شکل 12. مقایسه نتایج شبیه سازی شده با مناطق بافر مختلف در سال 2005: چپ: نقشه واقعی، راست: نتیجه ما.

مقالات داخلی و بین المللی

مطالب مرتبط ...

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید