خلاصه

داده‌های مربوط به گسترش مناطق شهری برای تحلیل پویایی رشد و پشتیبانی از برنامه‌ریزی حمل‌ونقل و ارائه خدمات مهم هستند. سنجش از دور مبتنی بر ماهواره، به ویژه در شهرهایی که رشد سریع فضایی را تجربه می‌کنند، بسیار مفید است. با این حال، رویکردهای مختلف به نقشه برداری مبتنی بر ماهواره ممکن است نتایج متفاوتی را در مورد طبقه بندی و ترسیم شهری ایجاد کند که اغلب باعث می شود مقایسه مستقیم گمراه کننده باشد. این مطالعه چهار مطالعه مختلف مبتنی بر ماهواره در مورد پوشش زمین شهری در آکرا، غنا را تحلیل می‌کند و یک نقشه پوشش زمین جدید بر اساس تفسیر بصری تصاویر تقسیم‌بندی شده Sentinel-2 ارائه می‌کند. روش ها و نتایج، و همچنین تعریف اساسی “شهری”، مقایسه و مورد بحث قرار می گیرند. یک روش منحصراً مناطقی را با سطوح غیرقابل نفوذ ساخته دست بشر شناسایی می کند. مانند جاده‌ها و ساختمان‌ها، به‌عنوان نماینده‌ای برای وسعت شهری. هدف دیگر روش‌ها شناسایی مجموعه وسیع‌تری از انواع پوشش زمین، از جمله فضاهای سبز است که به عنوان بخشی از بافت شهری ترکیبی در نظر گرفته می‌شوند. تفاوت‌های بیشتری در نحوه طبقه‌بندی مناطق حاشیه شهری در دست توسعه بسته به درجه شهرنشینی و در مقادیر آستانه فاصله مورد استفاده برای تعریف تراکم شهری یافت می‌شود. برای جدیدترین نقشه‌ها، تفاوت تقریباً 100 درصدی در اندازه اندازه‌گیری شده تجمع آکرا را شناسایی می‌کنیم. و در مقادیر آستانه فاصله استفاده شده برای تعریف تراکم شهری. برای جدیدترین نقشه‌ها، تفاوت تقریباً 100 درصدی در اندازه اندازه‌گیری شده تجمع آکرا را شناسایی می‌کنیم. و در مقادیر آستانه فاصله استفاده شده برای تعریف تراکم شهری. برای جدیدترین نقشه‌ها، تفاوت تقریباً 100 درصدی در اندازه اندازه‌گیری شده تجمع آکرا را شناسایی می‌کنیم.

کلید واژه ها:

شهری ; روش های نقشه برداری ؛ سنجش از دور ؛ اندازه تجمع ; آکرا

1. معرفی

آکرا، مانند بسیاری از شهرهای دیگر در جنوب صحرای آفریقا (SSA)، رشد شهری بسیار سریعی را از نظر مساحت و جمعیت در طول بیست تا سی سال گذشته تجربه کرده است. برای این مطالعه، رشد شهری به عنوان تبدیل مناطق روستایی با استفاده از زمین کشاورزی یا پوشش طبیعی زمین به مناطقی که با کاربری مسکونی، تجاری یا سایر انواع کاربری شهری مشخص می‌شوند، تعریف می‌شود. برای منطقه آکرا، رشد شهری عمدتاً با توسعه پراکنده و کم تراکم مشخص می شود و به نظر می رسد سرعت توسعه از ظرفیت برنامه ریزی شهری کارآمد و ارائه به موقع خدمات و زیرساخت های حمل و نقل فراتر است [ 1 ، 2 ، 3 ، 4 ]. ، 5 ، 6]. بنابراین، توسعه مسکن فردی معمولاً قبل از اجرای زیرساخت‌ها و ارائه خدمات صورت می‌گیرد [ 7 ]. اگرچه می توان فرآیندهای شهرنشینی را شناسایی کرد، به این معنا که پوشش زمین به تدریج از بافت کاملاً روستایی به بافت جدیدی با کاربری مسکونی و تجاری تبدیل می شود، بسیاری از مناطق شهرنشینی در حاشیه شهر برای مدت طولانی در حالت گذار باقی می مانند. سازندگان انفرادی معمولاً خانه‌ها را به تدریج در طول چندین سال در زمانی که بودجه در دسترس هستند، بنا می‌کنند، زیرا طرح‌های وام مسکن کمتر رایج هستند. بسیاری از این مناطق بزرگ و تازه شهرنشین آکرا به «بیابان‌های» شهری تبدیل می‌شوند که برای دوره‌های طولانی با ارائه خدمات بسیار کم، دسترسی کم، مستعد بودن به سیل‌های فصلی و غیره مشخص می‌شوند و در نتیجه گزینه‌های معیشتی ساکنانشان را محدود می‌کنند [ 8 ].]. چشم انداز بصری این مناطق شهری جدید اغلب برای چندین سال تحت سلطه درصد بالایی از قطعات با پوشش گیاهی طبیعی یا سطوح آشکار بین دیوارهای آجری نیمه کاره است [ 5 ، 9 ، 10 ].
دانش و درک بهتر از پویایی گسترش شهری در شهرهای SSA مانند آکرا به دلیل سطوح بی‌سابقه اخیر رشد فضایی مهم است. با این وجود، تعیین مرزهای شهری آکرا به دلیل ماهیت گسترده و تدریجی توسعه آن، و همچنین وسعت منطقه‌ای که در حال حاضر شهری یا شهری است، همچنان چالش برانگیز است. نقشه‌های وسعت مناطق شهری برای تحلیل پویایی رشد مهم هستند، اما از برنامه‌ریزی فضایی زیرساخت‌های حمل‌ونقل و ارائه خدمات نیز پشتیبانی می‌کنند [ 11 ، 12 ، 13 ]]. با وجود هیچ نقشه رسمی در حال حاضر، روش های نقشه برداری مبتنی بر ماهواره در ارائه نشانه هایی از گسترش فضایی شهری در فواصل زمانی نسبتاً کوتاه برای بیش از سه دهه بی رقیب بوده اند. در طول این دوره، تصاویر با جزئیات فزاینده‌ای در دسترس قرار گرفته‌اند، اگرچه اغلب با هزینه‌ی قابل‌توجهی در هر کیلومتر مربع. به طور همزمان، روش های جدید طبقه بندی توسعه یافته و به کار گرفته شده است. با این حال، مقایسه مستقیم بین نقشه‌ها اغلب مشکل‌ساز خواهد بود و بنابراین رویکردهای ماهواره‌ای ممکن است قادر به ارائه پاسخ‌های روشن به سؤالات به ظاهر ساده مانند «محدوده شهری چقدر است؟» باشند. و “آیا نرخ تبدیل روستا به شهر در حال افزایش است یا کاهش؟”
در حال حاضر، تعدادی از مطالعات نقشه‌های پوشش زمینی آکرا در سطح شهر را بر اساس تصاویر با وضوح متوسط ​​و بالا ارائه کرده‌اند ( برای نمونه‌های اخیر به [ 14 ، 15 ، 16 ، 17 ، 18 ] مراجعه کنید). تاکنون تنها چند مطالعه چالش‌های مقایسه نقشه‌های حاصل از مطالعات مختلف مبتنی بر سنجش از دور را تحلیل کرده‌اند. از جمله این موارد می توان به [ 19 ] و [ 20 ] اشاره کرد]، که بر روی مجموعه داده های جهانی مناطق شهری بر اساس داده های با وضوح متوسط ​​تمرکز می کنند. به طور خاص، مطالعه اخیر درجه پایینی از توافق بین نقشه‌ای را برای شش نقشه شهری جهانی و دو نقشه مرتبط با شهری مشخص می‌کند و به این نتیجه می‌رسد که تخمین‌های آن‌ها از وسعت کل زمین شهری ممکن است به اندازه یک مرتبه بزرگی متفاوت باشد.
هدف مطالعه حاضر، تجزیه و تحلیل نه نقشه برگرفته از ماهواره از گسترش شهری آکرا از سال 1985 تا 2017 است که شامل یک نقشه تولید شده برای این مطالعه، به منظور مقایسه نتایج، روش‌شناسی و تعاریف زیربنایی «شهری» است. پنج مطالعه ای که نقشه ها را ایجاد کردند، از نظر تمرکز جغرافیایی متفاوت هستند، از یک استراتژی جهانی نقشه برداری شهری تا یک استراتژی که ریشه در شرایط محلی منطقه آکرا دارد. بیشتر نقشه‌ها کاملاً بر اساس داده‌های تصاویر ماهواره‌ای هستند، در حالی که یک مطالعه نیز داده‌های جمعیت را در بر می‌گیرد. به طور کلی، می توان انتظار داشت که مطالعات مختلف به دلایل مختلفی از جمله تغییرات مقیاس، نتایج متفاوتی ارائه دهند. با این حال، هدف مطالعه حاضر این است که

2. پس زمینه

2.1. تعریف مناطق شهری

اگرچه هدف پشت همه نقشه‌هایی که در اینجا بررسی می‌شوند، ارائه اطلاعات به‌روز و دقیق در مورد میزان رشد شهری است، اما هیچ تعریف مورد توافق جهانی از «شهر» وجود ندارد. به گفته سازمان ملل، به دلیل تفاوت‌های ملی در ویژگی‌هایی که شهرها را از مناطق روستایی متمایز می‌کند، تمایز بین جمعیت شهری و روستایی هنوز قابل استفاده از یک تعریف واحد نیست که برای همه کشورها قابل اجرا باشد [ 21 ]. سازمان ملل همچنین بیان می کند که در مواردی که هیچ توصیه منطقه ای در این زمینه وجود ندارد، کشورها باید تعاریف خود را مطابق با نیازهای خود ارائه دهند.
اکثر کشورهای اروپای غربی دارای تعاریف آماری-فضایی دقیقی هستند که نقشه‌برداری مناطق شهری، از جمله تعیین مرزهای چند ضلعی شهر/شهر را راهنمایی می‌کند [ 22 ]. هسته اصلی این تعاریف جمعیت و آستانه تراکم است. به عنوان مثال، تعریفی است که در دانمارک استفاده می شود، جایی که یک منطقه شهری به عنوان یک منطقه ساخته شده “به طور طبیعی پیوسته” با حداقل دویست نفر ساکن تعریف می شود. اصطلاح “به طور طبیعی پیوسته” به صراحت برای مناطقی استفاده می شود که فاصله بین “خانه ها” کمتر از 200 متر در یک خط مستقیم است [ 23 ].]. واضح است که این رویکرد برای ترسیم مناطق شهری در نهایت به داده های ورودی در قالب نقشه های دقیق مکان های ساختمان و همچنین داده های جمعیتی تفکیک شده به سطح آدرس/ساختمان نیاز دارد. چنین داده هایی معمولاً در کشورهای SSA در دسترس نیستند.
در غنا، تعریف مناطق شهری تا حدودی متفاوت است. طبق گزارش اداره آمار غنا، غنا «در طول سال‌ها یک منطقه شهری را تعریف کرده است که شامل همه محلات با 5000 جمعیت یا بیشتر باشد» و سرشماری‌های ملی از این تعریف از محلات شهری استفاده می‌کنند [ 24 ].]. بنابراین، تعریف رسمی “شهری” در غنا فقط به جمعیت مربوط می شود و نه به فاصله یا آستانه تراکم خاصی از ساختمان ها یا جمعیت. در مورد خود شهر آکرا، آستانه جمعیت پنج هزار نفری سال‌ها پیش تجاوز کرده است، و بنابراین به نظر می‌رسد که تعیین مرزهای «آماری» آکرا عمدتاً مربوط به ارزیابی تراکم مسکن یا جمعیت در یک منطقه باشد. از آنجایی که تراکم در تعریف کاربردی «شهری» لحاظ نشده است، سؤال این است که ترسیم فضایی مناطق شهری تاکنون در آمارها و نقشه‌های رسمی چگونه انجام شده است. این موضوع در هیچ متن مرجعی به صراحت بیان نشده است، اما فرض بر این است که بر اساس ارزیابی های بصری است. منطقی است که بیشتر فرض کنیم که توسعه گسترده شهری اخیر در بسیاری از مناطق غنا،

2.2. اندازه گیری وسعت تراکم های شهری

تراکم شهری یا شهر-منطقه را می توان به عنوان گسترش شهری تقریباً پیوسته یک شهر بزرگ، مانند آکرا، که از گسترش و در نهایت ادغام چندین سکونتگاه شهری مجاور ناشی می شود، تعریف کرد. در سطح جهانی، یک تراکم شهری اغلب بر اساس واحدهای اداری موجود، به عنوان مثال شهرداری ها تعریف می شود. مجموعه‌ای از این واحدها برای تعریف وسعت تراکم تنها با در نظر گرفتن گسترده ساختارهای شهری زیربنایی و بالقوه برای نفوذ سیاسی انتخاب شده‌اند. با این حال، این رویکرد استفاده از آمارهای انبوه را در گزارش پویایی جمعیت آسان‌تر می‌کند. در مورد غنا، چندین تعاریف فضایی-آماری مرتبط با ساختار اداری برای منطقه آکرا ایجاد شده است. اینها شامل منطقه متروپولیتن آکرا، منطقه شهری آکرا بزرگ و منطقه آکرا بزرگ که منطقه دوم شامل مناطق روستایی قابل توجهی است. این تعاریف ممکن است اهداف متعددی را دنبال کنند، اما لزوماً وضعیت توسعه شهری را منعکس نمی کنند. Agyemang و همکاران [16 ] که گزارش گسترده ای از توسعه اخیر آکرا ارائه می دهد، خاطرنشان می کند که این شهر به یک منطقه شهر تبدیل شده است که از نظر سرزمینی، مرزهای اداری سنتی را به چالش می کشد و «شکافی بین ساختار فضایی به سرعت در حال ظهور آکرا و چارچوب حکمرانی عملیاتی» را شناسایی می کند. . به طور مشابه، Gaisie و همکاران. [ 7 ] اشاره می کند که شناخت شهر-منطقه آکرا بر اساس ساختار فضایی آن به جای تعیین مرزهای سیاسی، مزایای زیادی برای برنامه ریزی و مدیریت شهری دارد.
از نظر فنی، برای تهیه نقشه ای از تراکم آکرا که به طور دقیق وسعت واقعی پوشش زمین شهری تقریباً پیوسته را مشخص می کند، لازم است یک مقدار آستانه فاصله برای تصمیم گیری در مورد ادغام دو منطقه شهری همسایه در یک منطقه مشخص شود. مقدار آستانه می تواند صفر باشد تا نشان دهد که یک “برخورد” کامل لازم است، اما مقداری در محدوده 500-1000 متر اغلب دیده می شود، همانطور که در ادامه توضیح داده شده است. شایان ذکر است که رشد و ادغام بعدی مناطق شهری بزرگتر اغلب منجر به جهش های قابل توجه و ناگهانی در اندازه و ارقام جمعیت برای تجمع می شود.

2.3. روش های مبتنی بر ماهواره

تعدادی از مطالعات مبتنی بر سنجش از دور با هدف ترسیم مناطق شهری بر اساس انواع مختلف تصاویر و در مقیاس های مختلف انجام شده است. اخیراً، ظهور مجموعه داده‌های جهانی از مناطق و مکان‌های شهری، تمرکز بر این که چگونه نتایج مطالعات مختلف ممکن است به بهبود درک ما از فرآیندهای جاری توسعه فضایی کمک کند، افزایش داده است.
همه مطالعات مبتنی بر سنجش از دور با ویژگی‌های داده‌های ماهواره‌ای موجود محدود می‌شوند. معمولاً فرض بر این است که ترسیم دقیق مناطق شهری به حداقل تصاویر با وضوح متوسط ​​مانند Landsat-TM، به دلیل ناهمگونی صحنه شهری، نیاز دارد. تصاویر با وضوح بالا اطلاعات دقیق تری را ارائه می دهند که تجزیه و تحلیل آن نیز پیچیده تر، پرهزینه تر و زمان بر است. طیف گسترده‌ای از روش‌های تجزیه و تحلیل تصویر با تمرکز بر صحنه شهری، از جمله تحلیل بافت و بافت محله‌های محلی، که با تقسیم‌بندی یا به‌عنوان هسته‌های با اندازه ثابت تعریف می‌شوند، می‌توانند به کار گرفته شوند. روش های طبقه بندی مبتنی بر ماهواره اغلب بر شناسایی متغیرهای پروکسی مربوط به اطلاعات تصویر طیفی، بافتی یا متنی متکی هستند. با این حال این است که انتظار نمی رود که بتوان پیوند روشنی بین چنین متغیرهای پراکسی استخراج شده از یک تصویر ماهواره ای برای اهداف طبقه بندی و یک تعریف رسمی و شفاف از مناطق شهری به معنای «سنتی» توصیف شده در بالا، یعنی بر اساس جمعیت و فواصل بین آنها شناسایی کرد. خانه ها. این به دلیل این واقعیت است که رابطه بین متغیرهای پروکسی و طبقه پوشش زمین شهری معمولاً از طریق انتخاب مکان‌های آموزشی که انواع مختلف پوشش زمین شهری را پوشش می‌دهند، برقرار می‌شود. این بدان معنی است که تعریف کاربردی “شهری” برای هر مطالعه فردی ممکن است به روش و استراتژی اعمال شده برای انتخاب مکان آموزشی خاص و تا حدودی “پنهان” باشد. نقشه‌های شهری مشتق‌شده از ماهواره به‌جای اجرای تعاریف رسمی پذیرفته‌شده در سطح ملی، به نتایج انتخاب‌های روش‌شناختی و عملی تبدیل می‌شوند.
برخی از مطالعات مربوط به مناطق شهری بر روی مناطقی با سطوح غیرقابل نفوذ و ساخته دست بشر مانند جاده ها و ساختمان ها به عنوان گزینه هایی برای وسعت شهری تمرکز دارند. در لیو، هو [ 25]، اصطلاح “زمین شهری” به صراحت برای اشاره به “سطح غیر قابل نفوذ” بیان شده است که به معنای “پوشش مصنوعی” و سازه های غیر قابل نفوذ است. مطالعات دیگر با هدف شناسایی مناطق شهری پیوسته متشکل از انواع پوشش زمین که بخشی از بافت شهری مختلط در نظر گرفته می‌شود و ممکن است شامل مناطقی با ظاهر روستایی باشد که به تازگی فرآیند شهرنشینی را آغاز کرده‌اند، شناسایی شود. تعریف مرز و مقادیر مساحت حاصل برای این دو رویکرد، البته، بسیار متفاوت خواهد بود. گروه اول مطالعات منجر به چند ضلعی های کوچکتر و حذف مناطق سبز، پارک ها و دریاچه ها در مناطق شهری می شود، در حالی که گروه دوم تمایل به ایجاد چند ضلعی های کمتر و تعمیم یافته تر بدون شکاف های زیادی دارد.
سایر اختلافات بین مطالعات مختلف مربوط به مدیریت مناطقی است که در حال شهرنشینی هستند و سطح تکمیل مورد نیاز برای اختصاص یک منطقه به رده شهری. برای تراکم آکرا، یک انتهای افراطی این است که فقط زمانی که تقریباً همه خانه‌ها و جاده‌ها تکمیل شده باشند، یک منطقه حاشیه را شهری نشان می‌دهد، در حالی که انتهای دیگر انتهایی شامل منطقه‌ای است که تنها چند خانه و پایه پراکنده دارد. ، اگر یک الگوی جاده “خاکی” در حال ظهور نشان دهد که منطقه در مرحله اولیه شهری شدن است. در مورد آکرا، انتظار می رود که این انتخاب به شدت بر نتیجه تأثیر بگذارد.
همانطور که در بخش قبل توضیح داده شد، همچنین تفاوت در مقدار آستانه فاصله اعمال شده برای شناسایی توده‌های شهری “تقریباً پیوسته” ممکن است بر نقشه‌های حاصل تأثیر بگذارد و به طور بالقوه مقایسه‌های بین مطالعات مختلف را پیچیده‌تر کند.
در بخش بعدی، پنج مطالعه مختلف از گستره شهری آکرا تحلیل و مقایسه می‌شوند. همانطور که قبلاً توضیح داده شد، هیچ تعریف رسمی از “شهری” در غنا بر اساس جمعیت یا تراکم مسکن وجود ندارد که بتوان از آن به عنوان یک معیار رسمی استفاده کرد. هدف تمرکز بر ویژگی های روش شناختی و از این رو، مقایسه نقشه های حاصل است

3. مواد و روشها

لطفاً برای فهرستی از نه نقشه‌ای که تجزیه و تحلیل شده‌اند و نام‌های پنج مجموعه داده از جایی که منشأ گرفته‌اند، به جدول 1 مراجعه کنید. تمام مجموعه داده ها از تولیدکنندگان آنها به دست آمده است، به جز مجموعه داده VIS که برای این مطالعه تهیه شده است. بخش های زیر ویژگی های هر مجموعه داده را نشان می دهد.

3.1. Landsat TM-Texture (TM)

این مجموعه داده بر اساس تجزیه و تحلیل داده های Landsat-TM در سال های 1985، 1991 و 2002 است [ 26 ]. چهار نقشه ارائه شده است که وسعت مناطق شهری آکرا را برای این سه سال و همچنین وسعت “منطقه ای که در حال تبدیل به کاربری شهری بود” در سال 2002 نشان می دهد.
طبقه‌بندی بر اساس بافت محاسبه‌شده از ماتریس‌های هم‌وقوع سبک Haralick [ 29 ] است. شش معیار بافت مرتبه دوم مختلف به طور جداگانه برای چهار اندازه پنجره متحرک زیر (بر حسب پیکسل) محاسبه شد: 5 × 5، 9 × 9، 15 × 15 و 29 × 29. برای هر کلاس شهری و هر اندازه پنجره به طور جداگانه انجام می شود. نقشه طبقه بندی شده نهایی با ترکیب نقشه های جداگانه با استفاده از تابع همپوشانی وزنی مبتنی بر GIS تولید شد.
معیارهای انتخاب مکان‌های آموزشی به‌طور کلی بیان شده است: «محل‌های آموزشی در مناطقی با نسبت بالایی از خانه‌های تقریباً تکمیل‌شده («منطقه شهری») و همچنین در مناطقی که با خانه‌های در حال ساخت پراکنده مشخص می‌شوند («مناطق زیر» انتخاب شدند. تبدیل’). هدف ترسیم یک منطقه حاشیه ای در حال گذار بود که هنوز نمی توان آن را شهری تعریف کرد – اما در چند سال آینده خواهد بود.» [ 26 ]. نقشه‌های به‌دست‌آمده، منطقه مستمر ساخته‌شده و همچنین برخی از توسعه‌های شهری مجاور را مشخص می‌کنند.

3.2. ردپای جهانی شهری (GUF)

این مجموعه داده نتیجه تلاشی برای تولید به اصطلاح داده های ردپای شهری در مقیاس جهانی بر اساس تصاویر رادار دیافراگم مصنوعی (SAR) از ماموریت TanDEM-X آلمان در سال 2012 است [ 30 ]. این روش شامل پیش پردازش داده های SAR با تمرکز بر تجزیه و تحلیل آمار لکه های محلی به منظور تولید یک لایه بافت و برجسته کردن مناطق تصویر با بافت بسیار بالا است [ 31 ]. همراه با اطلاعات شدت اصلی، لایه بافت متعاقباً با استفاده از یک فرآیند طبقه‌بندی تصویر مبتنی بر پیکسل خودکار که شامل یک مقدار آستانه خاص صحنه، «واگرایی نقطه‌ای» است، تجزیه و تحلیل می‌شود تا یک ماسک باینری مبتنی بر سلول از مناطق ساخته‌شده با وضوح فضایی دوازده متری و پوشش جهانی.
بر اساس مستندات، منطقی است که نتیجه بگیریم که هیچ ارتباط مستقیمی بین روش شناسی خودکار کاربردی و تعریف رسمی از شهر وجود ندارد. نویسندگان همچنین اذعان می‌کنند که از اصطلاحات «شهری» و «ساخت‌شده» به جای یکدیگر استفاده می‌کنند [ 27 ]]. بررسی روش و مجموعه داده‌های حاصل نشان می‌دهد که پوشش شهری (“ردپای”) در درجه اول با شیوع بالای سازه‌ها و سطوح دست‌ساز مانند جاده‌ها و ساختمان‌ها مرتبط است که به عنوان نماینده یک دسته از پوشش زمین شهری عمل می‌کنند. به طور کلی، این یک گستره شهری کوچکتر را نسبت به روش هایی که شامل مجموعه متنوع تری از این دسته بندی ها هستند، شناسایی می کند. رویکرد پشت GUF عمدتاً مناطق فرعی کاملاً ساخته شده آکرا و اطراف آن را شناسایی می کند و مستقیماً به تعیین مرزهای تراکم شهری مربوط نمی شود. برای مطالعه حاضر، کل مساحت شهری و خطوط مرزی توده‌های آکرا با انتخاب سلول‌های شهری با توجه به مقدار آستانه فاصله 500 متری که در بخش 3.6 توضیح داده شده است، تعیین شده‌اند .

3.3. اطلس توسعه شهری (AUE)

مجموعه داده AUE نتیجه یک تلاش عمده برای ارائه داده های قابل مقایسه در مورد رشد فضایی دویست شهر در سراسر جهان است [ 12 ]]. محصولات نهایی برداری شده برای سال های 1991، 2000 و 2014 برای این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته است. هسته متدولوژی پشت AUE، شناسایی اولیه پیکسل‌های «ساخته‌شده» با نظارت بر پیکسل، بر اساس تصاویر Landsat-TM با وضوح سی متر است. پس از آن، هر پیکسل شهری به «شهری»، «حومه شهری» یا «روستایی» بسته به سهم پیکسل‌های ساخته شده در «فاصله پیاده‌روی» که به عنوان دایره‌ای با مساحت یک کیلومتر مربع تعریف می‌شود، مشخص می‌شود. اگرچه جنبه‌های کلی روش و ملاحظات زیربنایی به خوبی توصیف شده‌اند، اما نمی‌توان جمعیت خاصی یا مقدار آستانه تراکم ساختمانی را که دقیقاً چه چیزی را به عنوان شهری طبقه‌بندی می‌کند، شناسایی کرد. این به دلیل ماهیت طبقه‌بندی اولیه و وضوح مکانی منبع داده، که اجازه شناسایی تک تک ساختمان ها را نمی دهد. با توجه به تعیین حدود مرزهای شهر آکرا، بیان شده است که شهرها به عنوان تجمعی از مناطق ساخته شده به هم پیوسته (و فضاهای باز در داخل و اطراف آنها) در AUE تعریف می شوند. بررسی نقشه ها نشان می دهد که چند ضلعی های شهری “آزاد” با فاصله تا 1000 متر از چند ضلعی اصلی به عنوان بخشی از ناحیه پیوسته آکرا در مجموعه داده AUE تعیین شده اند.

3.4. آفریقاپولیس (AP)

مجموعه داده آفریقاپولیس توسط باشگاه ساحل و غرب آفریقا با همکاری E-geopolis تولید شده است. این داده ها را در مورد جمعیت تخمین زده شده و گستره فضایی تعداد زیادی از مکان های شهری در غرب آفریقا ارائه می دهد [ 28 ]. در فراداده ها استدلال می شود که مجموعه داده با تأکید زیادی بر استانداردسازی تولید شده است، و در حال حاضر «تنها پایگاه داده جغرافیایی جامع و استاندارد شده در مورد شهرها و پویایی های شهرنشینی در آفریقا» است. همچنین استدلال می‌شود که «روش […] قابل مقایسه، مستقل از تعاریف ملی و قابل راستی‌آزمایی است»، اما همچنین اشاره می‌شود که «تناقضات [d] داده‌ها و شکاف‌های جغرافیایی و تاریخی در پوشش سرشماری یک واقعیت است و همچنان یک واقعیت است. محدودیت در تحلیل پویایی شهرنشینی در منطقه” [ 13 ,28 ].
AP به دنبال اعمال معیارهای آماری و مکانی برای ترسیم تراکم‌های شهری است: «اول، یک تجمع باید یک منطقه به طور مداوم ساخته شده و توسعه یافته باشد، با کمتر از 200 متر بین دو ساختمان. ثانیاً، یک متراکم در صورتی شهری در نظر گرفته می‌شود که حداقل 10000 نفر جمعیت داشته باشد» [ 28 ]. در مجموع 7500 تجمع در قاره آفریقا شناسایی شده است. با ارجاع به بخش 2.1در تعریف مناطق شهری، می توان اشاره کرد که مقدار آستانه 200 متر برای تداوم فضایی مشابه آنچه در بسیاری از تعاریف اروپای غربی از مناطق شهری یافت می شود، در حالی که آستانه جمعیت 10000 نفر نسبتاً بالا است و به نظر می رسد که منعکس کننده تمایل به شهرها و شهرهای بزرگتر را از “مناطق شهری” کوچکتر متمایز کنید. برای مقدار آستانه فضایی، همچنین اشاره می‌شود که فواصل بین «ساختمان‌ها و ساختمان‌ها» محاسبه می‌شود و «ب) ساختمان‌ها می‌توانند مسکونی، صنعتی و اداری باشند و همچنین می‌توانند زیرساخت‌هایی مانند پل‌ها و بنادر و حتی جاده‌ها را شامل شوند. 28]. مشخص نشده است که سازه های ساختمان چگونه طبقه بندی می شوند یا چگونه فاصله ها با اشیاء با گسترش فضایی مانند جاده ها محاسبه می شود. روش مشخصی برای تشخیص این سازه های اساسی نیز به تفصیل شرح داده نشده است، جز اینکه نقشه مناطق شهری بر اساس مطالعه تصاویر ماهواره ای یا عکس های هوایی ایجاد می شود.
در مجموعه داده AP، رقم جمعیت برای یک تجمع بالقوه با همپوشانی نقشه مناطق شهری با نقشه کوچکترین واحدهای اداری محلی رسمی تعریف شده، که توسط آمار ملی بر حسب تعداد جمعیت مطلع شده اند، محاسبه می شود: «با ترکیب منابع جمعیتی با تصاویر ماهواره ای و هوایی و سایر منابع نقشه برداری، آفریقاپولیس می تواند تخمین جمعیت را در سطح تجمعات فردی مشخص کند .]. اینکه آیا وضوح فضایی قابل دستیابی داده های جمعیتی برای حل معیارهای جمعیتی برای تجمعات کوچک در همه کشورها کافی است یا خیر، احتمالاً می تواند مورد بحث باشد. با این حال، واضح است که تراکم آکرا از آستانه جمعیت 5000 دهه پیش عبور کرده است، به طوری که تنها معیار تداوم فضایی (حداکثر 200 متر بین ساختمان ها) مرتبط است.

3.5. تفسیر بصری تصاویر Segmented Sentinel-2 (VIS)

برای تسهیل بیشتر ارزیابی نقشه های شهری ارائه شده توسط مجموعه داده های توصیف شده در بالا، یک مجموعه داده جدید ایجاد شده است ( شکل 1 را ببینید). هدف اصلی این مجموعه داده ارائه داده های اضافی در مورد درجه اخیر شهرنشینی در مناطق حاشیه ای تراکم آکرا برای واجد شرایط بودن تفاوت بین مجموعه داده های موجود است. مجموعه داده جدید بر اساس ترکیبی از تقسیم‌بندی خودکار تصاویر Sentinel-2 و به دنبال آن بازرسی بصری داده‌های ماهواره Sentinel-2 و Google Earth (GE) است. دو تصویر Sentinel-2 بدون ابر برای پوشش منطقه آکرا استفاده شد، یکی از 25-12-2017 (شرق)، دیگری از 27-01-2017 (غرب). تجزیه و تحلیل بر اساس باند Sentinel 2B 2، 3، 4 و 8 در وضوح ده متر انجام شد. تابع تقسیم بندی چند وضوحی نرم افزار eCognition با پارامتر مقیاس 225، مقدار پارامتر شکل 0.8 و مقدار پارامتر فشردگی 0.8 اعمال شد. برای Sentinel 10m این مقادیر مرزهای بخش را تولید می کنند که بر اساس بازرسی بصری، مرزهای بین مناطق شهری با تراکم ها و ساختارهای مختلف را به خوبی منعکس می کند، با سطح پایینی از تقسیم بندی بیش از حد. در مجموع 1006 بخش با مساحت متوسط ​​2.2 کیلومتر2 برای تعیین وسعت تراکم آکرا مرتبط شناسایی شدند.
مرزهای بخش تصویر استخراج و بر روی داده های ماهواره ای دقیق در GE برای ارزیابی دقیق تر درجه شهرنشینی قرار گرفتند. بر اساس تفاسیر بصری داده‌های GE و داده‌های Sentinel، هر بخش به یکی از پنج دسته طبقه‌بندی شد: (1) شهرنشینی کامل (حدود 75٪ تا 100٪ شهری، (2) شهرنشینی متوسط ​​به بالا (حدود 50٪ -75٪ شهری). )، (3) شهرنشینی متوسط ​​به پایین (حدود 25٪ – 50٪ شهری)، (4) شهرنشینی پایین (حدود 5٪ – 25٪ شهری) و (5) غیر شهری. توجه داشته باشید که اعداد نشان دهنده تراکم جمعیت نیست. و نه درصد سطوح غیرقابل نفوذ. بلکه تخمین می زنند که درصدی از یک بخش معین در حال حاضر تحت پوشش نوع غالب توسعه شهری است. بنابراین، برای یک منطقه مسکونی در حال توسعه، «شهرنشینی متوسط ​​به پایین» به این معنی است که قطعات با خانه های مسکونی تکمیل شده یا تقریباً تکمیل شده تقریباً یک چهارم تا نیمی از کل مساحت این بخش را تشکیل می دهند، «شهرنشینی کم» نشان می دهد که سرنخ های بصری وجود دارد که منطقه در فاز اولیه است. تبدیل روستا به شهر بر اساس شواهد خانه‌های جدید و چیدمان سیستم جاده‌ها/مسیرها. مقدار درصد نشان دهنده میانگین ارزش شهرنشینی برای هر بخش حتی در مواردی است که توسعه شهری به طور همگن در داخل بخش پخش نشده است.

3.6. پردازش داده ها

سه مجموعه از پنج مجموعه داده (TM، GUF و VIS) منطقه ای هستند به این معنا که آنها همچنین شامل مناطق شهری آزاد در خارج از تجمع آکرا هستند. دو مورد از پنج مجموعه داده (AUE و AP) با هدف تعریف خود تجمع هستند و شامل هیچ منطقه شهری اضافی نیستند.
برای مجموعه داده‌های منطقه‌ای، موضوع اصلی استفاده از مقدار آستانه فاصله برای تصمیم‌گیری در مورد اینکه آیا به طور رسمی یک منطقه شهری همسایه را در تراکم شامل شود یا نه، همانطور که در بخش 2.2 بحث شد، است.. مقدار آستانه فاصله 500 متر برای سه مطالعه منطقه ای به عنوان مصالحه بین 200 متر (بین ساختمان ها) و 1000 متر اعمال شده توسط AP و AUE انتخاب شده است. سه مجموعه داده منطقه‌ای با استفاده از نرم‌افزار ESRI-ArcMap با هدف استخراج بخش‌های خاصی که تجمع آکرا را نشان می‌دهند، بر اساس مقدار آستانه فاصله تعریف‌شده، تحلیل شده‌اند. آستانه فاصله با انتخاب یک منطقه شهری مرکزی در داخل تراکم و به طور مکرر انتخاب و افزودن تمام مناطق شهری مجاور در این فاصله به هسته اعمال شده است. تکرار زمانی متوقف می شود که هیچ منطقه شهری دیگری در این فاصله پیدا نشود. فاصله به صورت فواصل خط مستقیم بین مرزهای هر چندضلعی شهری اندازه گیری می شود. برای مجموعه داده GUF که بر اساس سلول ها است، نه چند ضلعی، روش مشابه است. فاصله بین مرزهای سلول اندازه گیری می شود. در نهایت، برای همه مجموعه داده‌ها از نرم‌افزار ESRI-ArcMap برای محاسبه اندازه تجمع شهری و برای تجسم استفاده شده است. هیچ تغییری در محتوای مجموعه داده های موجود انجام نشده است.
با استفاده از مقدار آستانه فوق 500 متر، مجموعه داده TM یک اندازه کل تجمع ( km2 ) را برای سال های 1985، 1991 و 2002 (کاملاً شهری/تغییر تبدیل) به ترتیب 162، 217 و 579/857 گزارش می کند (همچنین به جدول 1 مراجعه کنید ). می توان اشاره کرد که اندازه کل محاسبه شده، از جمله مناطق تحت تبدیل در سال 2002، زمانی که از آستانه فاصله بین چندضلعی 1000 متر به جای 500 متر استفاده می شود، 5.3٪ افزایش می یابد. برای مجموعه داده GUF، اندازه تجمع گزارش شده برای سال 2012، 617 کیلومتر مربع است . اگر به جای آن مقدار آستانه فاصله 1000 متر اعمال شود، این مقدار تنها 1٪ افزایش می یابد. مجموعه داده AUE مقدار آستانه 1000 متر را همانطور که در بالا توضیح داده شد اعمال می کند. اندازه کل توده آکرا (کیلومتر 2) گزارش شده برای سال های 1991، 2000 و 2014 به ترتیب 133، 413 و 873 است. این به معنی میانگین نرخ رشد سالانه 13.3 درصد بین سال‌های 1991 و 2000 و 5.5 درصد بین سال‌های 2000 و 2014 است. برای مجموعه داده AP، مقدار آستانه مشخص شده 200 متر (بین ساختمان‌ها) برای مطالعه فعلی حفظ می‌شود. داده های موجود اجازه هیچ گونه محاسبه مجدد را نمی دهد. بر اساس این مقدار، مساحت تراکم شهری آکرا که توسط AP برای سال 2015 گزارش شده است، 1197 کیلومتر مربع است . در نهایت، برای مجموعه داده VIS، کل منطقه شهری و خطوط مرزی تراکم‌های آکرا بر اساس تمام بخش‌های دسته‌های 1 تا 4 ایجاد شده‌اند. با استفاده از مقدار آستانه فاصله 500 متر، اندازه کل توده گزارش شده برای سال 2017، 1340 کیلومتر مربع است . هر دسته (1-4) با ارقام زیر ناحیه زیر (کیلومتر2 ): 553 (41.3%)، 130 (9.7%)، 260 (19.4%) و 396 (29.6%).

4. نتایج و بحث

تمام تخمین های منطقه برای تراکم آکرا که از پنج مجموعه داده محاسبه شده است در جدول 1 و شکل 2 نشان داده شده است. نقشه های تجمع برای آخرین دوره (2012-2017) در شکل 3 ، برای دوره میانی (2000-2002) در شکل 4 ، و برای اولین دوره (1985) در شکل 5 نشان داده شده است. نمونه ای از نگاشت مناطق حاشیه ای توسط جدیدترین مجموعه داده ها در شکل 6 ارائه شده است . هنگام ارزیابی تمام تخمین های منطقه تراکم برای دوره مورد بررسی 1985-2017 از طریق یکدیگر ( شکل 2)، واضح است که بین مجموعه داده ها اختلاف وجود دارد. به عنوان مثال، برای جدیدترین نقشه‌ها، تفاوتی در اندازه تخمینی تجمع آکرا تقریباً 100% بین GUF (2012) و AP (2015) شناسایی می‌کنیم، اگرچه آنها تنها سه سال از هم فاصله دارند.
هنگام بررسی نمونه ناحیه حاشیه در شکل 6، آشکار می شود که مناطق در مراحل اولیه تبدیل به کاربری شهری به میزان بسیار کمتری توسط مجموعه داده های GUF نسبت به مجموعه داده ها با تعریف وسیع تری از شهری، به ویژه AP، ترسیم می شوند. علاوه بر این، مجموعه داده VIS (دسته‌های 1-4) این مناطق شهری نوظهور را به عنوان بخشی از تراکم شناسایی می‌کند، در حالی که به نظر می‌رسد مجموعه داده‌های AUE برای گنجاندن در تراکم، کمی بیشتر به توسعه شهری نیاز دارد، همانطور که در بخش بعدی بیشتر بحث شد. از آنجایی که توسعه تدریجی شهری یک پدیده غالب در آکرا است، این تفاوت ها به طور قابل توجهی بر مرزبندی گزارش شده و اندازه کل تجمع تأثیر می گذارد. به نظر می رسد مجموعه داده AP مناطق متنوعی را ادغام می کند، از جمله مناطق با درجه توسعه شهری کم و مناطق سبز در یک چندضلعی شهری واحد با شکاف های بسیار کم. از سوی دیگر مجموعه داده های VIS و AUE،
مقایسه مجموعه داده‌ها برای سال‌های اولیه، میانی و اخیر دوره زمانی مورد بررسی در زیر آمده است. هدف ما شناسایی نقاط قوت و ضعف خاص مجموعه داده ها نیست. این امر به شدت به زمینه ای که در آن اعمال می شود بستگی دارد. علاوه بر این، همانطور که قبلا توضیح داده شد، هیچ نقشه رسمی برای مقایسه وجود ندارد. هدف اصلی ارائه شواهدی برای فرض اصلی این مطالعه است، که طبقه پوشش زمین شهری، به طور ضمنی یا صریح، به روش‌های مختلف در مجموعه داده‌های مبتنی بر سنجش از دور مورد بررسی، تفسیر و عملیاتی می‌شود.

4.1. نتایج 2012–2017

در سال‌های اخیر، کمترین مقدار مساحت توسط GUF (2012) گزارش شده است، که با تمرکز خاص آن بر مکان‌هایی با شیوع بالای سازه‌های دست‌ساز سازگار است. علاوه بر این، هدف از ارائه پوشش جهانی ممکن است توانایی در نظر گرفتن ماهیت تدریجی و ویژگی های خاص توسعه شهری در آکرا را به طور کامل محدود کند. می توان مشاهده کرد که ماسک شهری داده های GUF از نظر اندازه با مناطقی که در سال 2002 توسط مجموعه داده TM به عنوان شهری تعیین شده است قابل مقایسه است. بالاترین مقادیر منطقه توسط AP و VIS گزارش شده است. اگر همه دسته‌های شهری (1-4) در نتیجه VIS گنجانده شوند، مقدار VIS از AP ​​بیشتر است، در حالی که اگر رده 4 («شهرنشینی پایین») حذف شود تا حدودی کمتر است. در نگاه اول تا حدودی تعجب آور به نظر می رسد که AP، مجموعه داده ای که کمترین مقادیر فاصله آستانه را برای ارزیابی تداوم مکانی (200 متر) اعمال می کند، چنین مقدار مساحت بالایی را گزارش می دهد. این ممکن است منعکس کننده این واقعیت باشد که AP به این معنا که تعدادی از انواع شیء مختلف در هنگام ارزیابی فواصل درون شهری، همانطور که قبلاً توضیح داده شد، پذیرفته می شود. هنگامی که با مجموعه داده VIS مقایسه می شود – با در نظر گرفتن تفاوت دو سال بین آنها (2015 در مقابل 2017) و عدم اطلاع از نرخ رشد دقیق – نقشه تجمع AP تقریباً معادل سطح شهرنشینی > 10٪ است. تعریف VIS این بدان معنی است که مناطق حاشیه ای با تنها آثار جزئی از پوشش زمین شهری آینده مورد انتظار در تجمع گزارش شده توسط AP گنجانده شده است. AUE ارقام مساحتی کمتری را برای سال 2014 گزارش می‌کند، که تقریباً معادل سطح شهرنشینی بیش از 30 درصد بر اساس تعریف VIS است. این ممکن است منعکس کننده این واقعیت باشد که AP به این معنا که تعدادی از انواع شیء مختلف در هنگام ارزیابی فواصل درون شهری، همانطور که قبلاً توضیح داده شد، پذیرفته می شود. هنگامی که با مجموعه داده VIS مقایسه می شود – با در نظر گرفتن تفاوت دو سال بین آنها (2015 در مقابل 2017) و عدم اطلاع از نرخ رشد دقیق – نقشه تجمع AP تقریباً معادل سطح شهرنشینی > 10٪ است. تعریف VIS این بدان معنی است که مناطق حاشیه ای با تنها آثار جزئی از پوشش زمین شهری آینده مورد انتظار در تجمع گزارش شده توسط AP گنجانده شده است. AUE ارقام مساحتی کمتری را برای سال 2014 گزارش می‌کند، که تقریباً معادل سطح شهرنشینی بیش از 30 درصد بر اساس تعریف VIS است. این ممکن است منعکس کننده این واقعیت باشد که AP به این معنا که تعدادی از انواع شیء مختلف در هنگام ارزیابی فواصل درون شهری، همانطور که قبلاً توضیح داده شد، پذیرفته می شود. هنگامی که با مجموعه داده VIS مقایسه می شود – با در نظر گرفتن تفاوت دو سال بین آنها (2015 در مقابل 2017) و عدم اطلاع از نرخ رشد دقیق – نقشه تجمع AP تقریباً معادل سطح شهرنشینی > 10٪ است. تعریف VIS این بدان معنی است که مناطق حاشیه ای با تنها آثار جزئی از پوشش زمین شهری آینده مورد انتظار در تجمع گزارش شده توسط AP گنجانده شده است. AUE ارقام مساحتی کمتری را برای سال 2014 گزارش می‌کند، که تقریباً معادل سطح شهرنشینی بیش از 30 درصد بر اساس تعریف VIS است. هنگامی که با مجموعه داده VIS مقایسه می شود – با در نظر گرفتن تفاوت دو سال بین آنها (2015 در مقابل 2017) و عدم اطلاع از نرخ رشد دقیق – نقشه تجمع AP تقریباً معادل سطح شهرنشینی > 10٪ است. تعریف VIS این بدان معنی است که مناطق حاشیه ای با تنها آثار جزئی از پوشش زمین شهری آینده مورد انتظار در تجمع گزارش شده توسط AP گنجانده شده است. AUE ارقام مساحتی کمتری را برای سال 2014 گزارش می‌کند، که تقریباً معادل سطح شهرنشینی بیش از 30 درصد بر اساس تعریف VIS است. هنگامی که با مجموعه داده VIS مقایسه می شود – با در نظر گرفتن تفاوت دو سال بین آنها (2015 در مقابل 2017) و عدم اطلاع از نرخ رشد دقیق – نقشه تجمع AP تقریباً معادل سطح شهرنشینی > 10٪ است. تعریف VIS این بدان معنی است که مناطق حاشیه ای با تنها آثار جزئی از پوشش زمین شهری آینده مورد انتظار در تجمع گزارش شده توسط AP گنجانده شده است. AUE ارقام مساحتی کمتری را برای سال 2014 گزارش می‌کند، که تقریباً معادل سطح شهرنشینی بیش از 30 درصد بر اساس تعریف VIS است. این بدان معنی است که مناطق حاشیه ای با تنها آثار جزئی از پوشش زمین شهری آینده مورد انتظار در تجمع گزارش شده توسط AP گنجانده شده است. AUE ارقام مساحتی کمتری را برای سال 2014 گزارش می‌کند، که تقریباً معادل سطح شهرنشینی بیش از 30 درصد بر اساس تعریف VIS است. این بدان معنی است که مناطق حاشیه ای با تنها آثار جزئی از پوشش زمین شهری آینده مورد انتظار در تجمع گزارش شده توسط AP گنجانده شده است. AUE ارقام مساحتی کمتری را برای سال 2014 گزارش می‌کند، که تقریباً معادل سطح شهرنشینی بیش از 30 درصد بر اساس تعریف VIS است.شکل 6 تفاوت بین مناطق شهری پراکنده‌تر مجموعه داده GUF و مناطق منسجم‌تر، هرچند هنوز متفاوت از مجموعه داده‌های AUE و AP را برای یک منطقه محلی در حاشیه تجمع نشان می‌دهد.

4.2. نتایج 1985 و 2000-2002

برای دوره میانی، دو مجموعه داده موجود، AUE (2000) و TM (2002)، نتایج بسیار متفاوتی را گزارش می‌کنند، حتی اگر تفاوت دو سال در نظر گرفته شود. از نظر منطقه تجمع، AUE در 71.3٪ از TM (کاملا شهری) و تنها در 48.2٪ از TM (شهری + شهرنشینی)، با وجود یک مقدار آستانه تداوم فضایی بالاتر برای AUE (1000 متر) نسبت به TM (500 متر) است. ). تفاوت بین مناطق گزارش شده توسط دو مجموعه داده به طور مشابه برای سال 1991 بزرگ است. به سختی می توان دلیل خاصی برای این تفاوت مشخص کرد، زیرا مطالعات اهداف مشابهی دارند. اگرچه بر اساس نوع مشابهی از داده های ماهواره ای است، روش های پردازش برای دو مجموعه داده کاملاً متفاوت است: AUE اساساً مبتنی بر پیکسل است، در حالی که TM مبتنی بر بافت است. علاوه بر این، روش‌های AUE برای اعمال در سطح جهانی طراحی شده‌اند،
برای سال 1985 تنها یک مجموعه داده به نام TM موجود است که افزایش سالانه 4.9 درصدی در منطقه شهری را بین سال‌های 1985 و 1991 گزارش می‌کند. منطقه گزارش شده توسط AUE برای سال 1991 در واقع کمتر از مقدار TM برای سال 1985 است.

4.3. مقایسه بیشتر

به طور کلی، مقادیر مساحت متراکم محاسبه شده به وضوح نشان می دهد که رشد شهری قابل توجهی در طول دوره اتفاق افتاده است. با این حال، تغییرات مستند بین مطالعات نشان می‌دهد که هنگام انتخاب داده‌های خاص برای تخمین‌های نرخ رشد باید دقت شود تا از مقایسه برآوردهای منطقه که اساساً غیرقابل مقایسه هستند، اجتناب شود. با پیگیری یادداشت‌های قبلی، این سؤال در مورد داده‌های صحیح یا نادرست نیست (اگرچه برخی از طبقه‌بندی‌های اشتباه مستقیم برای همه استراتژی‌های مبتنی بر ماهواره رخ می‌دهد) بلکه در درجه اول سؤالی در مورد تفاوت در اهداف و روش‌ها است.
نتایج به‌دست‌آمده توسط مطالعات تجزیه‌وتحلیل‌شده را می‌توان با ارجاع به چند مطالعه اخیر دیگر زمینه‌سازی کرد: Agyemang، Amedzro [ 16 ] مناطق «پیوسته ساخته‌شده» شهر را 245 کیلومتر مربع در سال 1990 و 1050 کیلومتر مربع در سال گزارش می‌کنند. 2015 بر اساس تجزیه و تحلیل تصاویر Landsat-TM. خاطرنشان می شود که نتایج طبقه بندی برای دو سال به طور جداگانه و با استفاده از روش های مختلف به دست آمده است. مقدار تخمینی برای سال 1990 با 217 کیلومتر مربع محاسبه شده از مجموعه داده TM قابل مقایسه است، اگر کمی بیشتر از آن باشد ، و به طور قابل توجهی بالاتر (84٪) از 133 کیلومتر مربع است .برای مجموعه داده AUE محاسبه شده است. مقدار برای سال 2015 تا حدودی بالاتر (20٪) از محاسبه شده برای AUE (2014) است در حالی که کمتر (12-٪) از محاسبه شده برای AP (2015) است. با هم، این می تواند به عنوان نشانه دیگری در نظر گرفته شود که مجموعه داده AUE نسبت به مجموعه داده های AP و TM فراگیرتر است در حالی که هنوز یک صحنه شهری به میزان قابل توجهی کمتر از مجموعه داده GUF را ارائه می دهد.
Akubia و Bruns [ 17 ] بر اساس تجزیه و تحلیل تصاویر Quickbird/Worldview-2 وسعت شهری را برای آکرا 411 کیلومتر مربع در سال 2008 و 689 کیلومتر مربع در سال 2017 گزارش کردند. اگرچه هیچ یک از نقشه های تحلیل شده در مطالعه فعلی گسترش شهری را در سال 2008 گزارش نمی کند، به نظر می رسد واضح است که هر دو مقدار به طور قابل توجهی کمتر از آنچه توسط مطالعات بررسی شده یافت می شود، که ممکن است نشان دهنده یک تعریف محدود از “شهری” و/یا به ویژه باشد. برای سال 2017، این واقعیت که منطقه مورد مطالعه در محدوده های اداری محدود شده است.

5. نتیجه گیری ها

این مطالعه پنج مطالعه مختلف از گستره شهری آکرا را با تمرکز بر ویژگی‌های روش‌شناختی و مقایسه‌پذیری نقشه‌های به‌دست‌آمده تحلیل و مقایسه کرده است.
تفاوت های قابل توجهی در مرزبندی تراکم آکرا بین نقشه ها، همچنین در موارد نزدیکی در زمان مشخص شد. بنابراین، یک یافته مرکزی این است که مقایسه بین نقشه‌های ماهواره‌ای مختلف مناطق شهری ممکن است دشوار و بالقوه گمراه‌کننده باشد، زیرا مقوله‌های شهری به طور متفاوتی عملیاتی می‌شوند. نباید تعجب آور باشد که محصولات مختلف نتایج متفاوتی ارائه می دهند. با این حال، از آنجایی که همه تقریباً برچسب یک دسته (شهری) را اعمال می‌کنند، موضوع مقایسه‌پذیری ممکن است لزوماً برای کاربران غیرفنی نقشه‌ها روشن نباشد.
دو نوع مختلف از رویکردهای سنجش از دور شناسایی شدند: هدف روش پشت مجموعه داده‌های GUF شناسایی مناطقی با سطوح غیرقابل نفوذ و ساخته دست بشر مانند جاده‌ها و ساختمان‌ها به‌عنوان پروکسی برای وسعت شهری است. روش‌های پشت چهار مجموعه داده دیگر همگی «شامل» (اگرچه در سطوح مختلف) بودند، با هدف شناسایی مجموعه وسیع‌تری از انواع پوشش زمین. اینها شامل پارک ها و فضاهای باز است که بخشی از بافت شهری ترکیبی محسوب می شوند. به طور کلی، نتایج نشان می‌دهد که مجموعه داده‌های AUE نسبتاً کمتر از مجموعه داده‌های AP و TM فراگیر هستند در حالی که هنوز یک صحنه شهری به میزان قابل‌توجهی کمتر از مجموعه داده GUF ارائه می‌دهند. در مورد نواحی حاشیه شهری در مراحل اولیه شهرنشینی، نتایج نشان می‌دهد که AP این مناطق را تا حد زیادی شامل می‌شود، در حالی که GUF آنها را تقریباً به طور کامل حذف می‌کند.
هدف مطالعه AP اعمال یک تعریف رسمی تر از “شهری” با ترکیب مقادیر آستانه تراکم داده های جمعیت مربوط به مکان های ساختمانی است. با این حال، این واقعیت باقی می ماند که در دسترس بودن چنین داده هایی در SSA در مقیاس مکانی و زمانی که در آن مورد نیاز است، محدود است. تفاوت‌های بیشتر بین نقشه‌ها در نحوه طبقه‌بندی مناطق حاشیه شهری در دست توسعه بسته به درجه شهرنشینی و همچنین مقادیر آستانه فاصله اعمال‌شده برای گنجاندن/استثنا کردن مکان‌ها در تراکم شهری یافت شد.
این مطالعه نشان می‌دهد که محاسبه نرخ رشد مستقیم بین مجموعه داده‌های مختلف معنی‌دار نیست، زیرا این امر به احتمال زیاد منجر به نتایج نامعتبر در مورد پویایی رشد می‌شود. تخمین رشد فضایی شهری از مقایسه مستقیم مجموعه داده‌های تاریخی با تعریف جامع «شهری» با مجموعه داده‌های جدیدتر مانند GUF که از تعریف محدودی از شهر استفاده می‌کند، می‌تواند به این نتیجه اشتباه منجر شود که گسترش فضایی آکرا تقریباً به آن رسیده است. یک توقف سایر مجموعه‌های داده اخیر نشانه روشنی را ارائه می‌دهند که تجمع آکرا، در واقع، هنوز به سرعت در حال گسترش است.
داده های مکانی دقیق در مورد گسترش تراکم آکرا، به عنوان مکمل داده های سرشماری 10 ساله، برای ارزیابی پویایی رشد ضروری است. چالش های عمده برای توسعه شهری در منطقه حاشیه شامل زیرساخت های حمل و نقل ضعیف و ارائه خدمات، به ویژه تامین آب کافی و یک سیستم مدیریت زباله کارآمد است. گسترش فضایی برنامه ریزی نشده آکرا منجر به اتصال محدود هم در داخل شهر و هم بین آن و مناطق داخلی آن شده است. همانطور که Gaisie و همکاران نیز اشاره کردند، شناخت تراکم آکرا بر اساس ساختار فضایی آن به جای تعیین مرزهای سیاسی یا آماری، مزایای زیادی برای برنامه ریزی و مدیریت شهری دارد. [ 7]. در مورد آکرا، تصاویر ماهواره‌ای منبع اصلی چنین داده‌هایی است که اطلاعات ارزشمند و به موقعی را در مورد تغییرات پوشش زمین شهری در حال رخ دادن ارائه می‌دهد. افزایش سریع مطالعاتی که تخمین‌های رشد را برای مناطق شهری ارائه می‌کنند، اهمیت بیشتری می‌دهد که تعریف اغلب ضمنی «شهری» توسط هر مطالعه تحلیل و بیان شود.

منابع

  1. دوان، پی. Oduro، CY الگوهای رشد جمعیت در اطراف شهری آکرا، غنا. بین المللی J. Urban Reg. Res. 2011 ، 36 ، 1306-1325. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  2. گوف، KV; یانکسون، بازارهای زمین PWK در شهرهای آفریقا: مورد آکرا پیرامون شهری، غنا. مطالعه شهری. 2000 ، 37 ، 2485-2500. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  3. گرانت، آر. جغرافیای سرمایه گذاری: چگونه ثروتمندان خانه های جدید در آکرا، غنا می سازند؟ Urban Forum 2007 , 18 , 31-59. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  4. یانکسون، PWK؛ کوفی، RY؛ مولر-جنسن، L. نظارت بر رشد شهری: شهرسازی مناطق حاشیه ای آکرا. گاو نر غنا Geogr. دانشیار 2007 ، 24 ، 1-12. [ Google Scholar ]
  5. Yeboah، IEA جنبه های جمعیتی و مسکن تعدیل ساختاری و شکل شهری در حال ظهور در آکرا، غنا. افر. امروز 2003 ، 50 ، 106-119. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  6. Owusu-Ansah، JK; O’Connor، KB تقاضای مسکن در حاشیه شهری اطراف کوماسی، غنا. جی. هاوس. محیط ساخته شده 2009 ، 25 ، 1-17. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  7. گیزی، ای. کیم، اچ ام. هان، SS آکرا به سمت شهر-منطقه: واگذاری، توسعه فضایی و چالش های شهری. Cities 2019 , 95 , 102398. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  8. Oduro، CY؛ آدامتی، آر. Ocloo، K. رشد شهری و تحولات معیشتی در حاشیه شهرهای آفریقایی: مطالعه موردی تغییر معیشت در آکرا پیرامون شهری. محیط زیست نات. منبع. Res. 2015 ، 5 ، 81-98. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  9. گوف، ک. ماهیت در حال تغییر حکمرانی شهری در آکرا حومه شهری، غنا. برنامه جهان سوم Rev. 1999 , 21 , 393-403. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  10. Møller-Jensen, L. روش‌هایی برای طبقه‌بندی مبتنی بر بافت مناطق حاشیه شهری از تصاویر ماهواره‌ای با وضوح متوسط ​​و بالا. در نابرابری های فضایی-سلامت، فقر و مکان در آکرا، غنا ؛ Weeks, JR, Hill, AG, Stoler, J., Eds. Springer: Dordrecht، هلند، 2013; جلد 110، صص 73–86. [ Google Scholar ]
  11. کلیمان، جی. Inkoom, JN; تیل، م. شانکار، اس. لاتنباخ، اس. Fürst، C. الگوی کاربری زمین پیرامون شهری و ارتباط آن با برنامه ریزی کاربری زمین در غنا، آفریقای غربی. Landsc. طرح شهری. 2017 ، 165 ، 280-294. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  12. فرشتگان.؛ Blei، AM; پدر و مادر، ج. لامسون هال، پی. سانچز، NG مناطق و تراکم. در اطلس گسترش شهری ; منتشر شده توسط برنامه توسعه شهری NYU در دانشگاه نیویورک، UN-Habitat، و موسسه لینکلن سیاست زمین: کمبریج، MA، ایالات متحده آمریکا، 2016. [ Google Scholar ]
  13. موریکونی ابرارد، اف. هار، دی. Heinrigs, P. Urbanization Dynamics in Western Africa 1950-2010: Africapolis I, 2015 Update ; مطالعات غرب آفریقا؛ انتشارات OECD: پاریس، فرانسه، 2016. [ Google Scholar ]
  14. بنزا، م. ویکز، جی آر. استو، دی. لوپز-کار، دی. Clarke، KC یک تعریف مبتنی بر الگو از بافت شهری با استفاده از سنجش از دور و GIS. از راه دور. حس محیط. 2016 ، 183 ، 250-264. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  15. استو، UA; ویکز، جی آر. Shih, H.-C.; Coulter, LL; جانسون، اچ. Tsai، Y.-H. کر، ا. بنزا، م. منسا، اف. الگوی بین منطقه ای شهرنشینی در جنوب غنا در دهه اول هزاره جدید. Appl. Geogr. 2016 ، 71 ، 32-43. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  16. Agyemang، FS; Amedzro، KK; سیلوا، E. ظهور شهر-مناطق و پیامدهای آنها برای حاکمیت فضایی معاصر: شواهدی از غنا. شهرها 2017 ، 71 ، 70-79. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  17. Akubia، JEK; برونز، الف. گشودن مرزهای رشد شهری: دینامیک مکانی-زمانی تغییر کاربری زمین و گسترش شهری در منطقه شهری آکرا بزرگ، غنا. Land 2019 , 8 , 131. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  18. آدائی، بی. Oppelt، N. تحلیل تغییر کاربری/پوشش زمین و مدل‌سازی رشد شهری در منطقه شهری آکرا بزرگ (GAMA)، غنا. علوم شهری 2019 ، 3 ، 26. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
  19. پوتر، دی. اشنایدر، A. نگاهی انتقادی به بازنمایی مناطق شهری در نقشه های جهانی. GEOJ 2007 ، 69 ، 55-80. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  20. پوتر، دی. اشنایدر، ا. فرشتگان.؛ Civco، DL نقشه برداری مناطق شهری در مقیاس جهانی: کدام یک از هشت نقشه موجود در حال حاضر دقیق تر است؟ بین المللی جی. ریموت. Sens. 2009 , 30 , 6531-6558. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  21. بخش آمار سازمان ملل متحد، تراکم جمعیت و شهرنشینی. در دسترس آنلاین: https://unstats.un.org/unsd/demographic/sconcerns/densurb/densurbmethods.htm (در 1 اوت 2019 قابل دسترسی است).
  22. سابو، اس. بافت شهری. در شهرنشینی و نابرابری ها در یک زمینه پسا مالتوس – چالش هایی برای دستور کار توسعه پایدار ؛ Springer: برلین/هایدلبرگ، آلمان، 2016. [ Google Scholar ]
  23. Statistics Denmark, Statistikdokumentation for Byopgørelsen 2018. در دسترس آنلاین: www.dst.dk (در 15 دسامبر 2018 قابل دسترسی است).
  24. سرشماری نفوس و مسکن 1389 – گزارش تحلیلی ملی. منتشر شده توسط سرویس آمار غنا. 2013. در دسترس آنلاین: https://www2.statsghana.gov.gh/docfiles/publications/2010_PHC_National_Analytical_Report.pdf (دسترسی در 10 دسامبر 2018).
  25. لیو، ایکس. در آغوش گرفتن.؛ چن، ی. لی، ایکس. خو، X. لی، اس. پی، اف. Wang, S. نقشه برداری چند زمانی با وضوح بالا از زمین شهری جهانی با استفاده از تصاویر Landsat بر اساس پلت فرم موتور Google Earth. از راه دور. حس محیط. 2018 ، 209 ، 227-239. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  26. مولر-جنسن، ال. کوفی، RY؛ Yankson، PWK مشاهدات رشد شهری در منطقه بزرگ – یک رویکرد هسته سلسله مراتبی بر اساس بافت تصویر. Geogr. Tidsskr. جی. جئوگر. 2005 ، 105 ، 39-47. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  27. اش، تی. مارکونچینی، ام. فلبیر، آ. راث، ا. هلدنز، دبلیو. هوبر، ام. شوینگر، ام. تاوبن باک، اچ. مولر، آ. Dech, S. Urban Footprint Processor—زنجیره پردازش کاملاً خودکار ماسک های ته نشینی تولید کننده از داده های جهانی ماموریت TanDEM-X. IEEE Geosci. از راه دور. سنس لت. 2013 ، 10 ، 1617-1621. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  28. آفریقاپولیس در دسترس آنلاین: www.africapolis.org/home (در 19 مارس 2019 قابل دسترسی است).
  29. هارالیک، آر.ام. شانموگام، ک. Dinstein, I. ویژگی های بافتی برای طبقه بندی تصویر. IEEE Trans. سیستم مرد سایبرن. 1973 ، 3 ، 610-621. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  30. DLR. در دسترس آنلاین: https://www.dlr.de/eoc/en/desktopdefault.aspx/tabid-9628/16557_read-40454/ (دسترسی در 19 مارس 2019).
  31. اش، تی. تاوبنبوک، اچ. راث، ا. هلدنز، دبلیو. فلبیر، آ. تیل، م. اشمیت، ام. مولر، آ. ماموریت Dech، S. TanDEM-X – چشم اندازهای جدید برای موجودی و نظارت بر الگوهای اسکان جهانی. J. Appl. از راه دور. Sens. 2012 , 6 , 61702. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Ijgi 09 00079 g001 550
شکل 1. توسعه شهری در مجتمع آکرا در سال 2017 بر اساس تقسیم بندی خودکار تصاویر Sentinel-2، و به دنبال آن یک بازرسی بصری از داده های ماهواره Sentinel-2 و Google Earth (GE). کادر مکان نقشه جزئیات را در شکل 6 نشان می دهد.
Ijgi 09 00079 g002 550
شکل 2. ارقام منطقه برای تجمع آکرا توسط پنج مطالعه مختلف گزارش شده است. (1a)، (1b)، (1c) Landsat-TM texture [ 26 ]، 1985 و 1991. (1c) Landsat-TM texture 2002، رده 1: “مناطق شهری” و رده 2: “مناطق در حال تبدیل”. (2a)، (2b)، (2c) اطلس گسترش شهری [ 12 ]، 1991، 2000 و 2014. (3) ردپای جهانی شهری [ 27 ]، 2012. (4) AfricaPolis [ 28 ]، 2015. (5) بازرسی بصری بخش ها (تهیه شده برای این مطالعه)، 2017. رده 1: “شهرنشینی کامل”، رده 2: “شهرنشینی متوسط ​​به بالا”، رده 3: “شهرنشینی متوسط ​​- کم” و رده 4: “شهرنشینی کم”.
Ijgi 09 00079 g003 550
شکل 3. برآورد وسعت فضایی تجمع آکرا برای آخرین دوره (2012-2017). مجموعه داده‌های مشارکت‌کننده: ردپای جهانی شهری (GUF)، اطلس توسعه شهری (AUE)، AfricaPolis (AP) و بازرسی بصری بخش‌ها (VIS). شبکه جاده از OpenStreetMap 2016 ( https://www.openstreetmap.org ).
Ijgi 09 00079 g004 550
شکل 4. برآورد وسعت فضایی تجمع آکرا برای دوره (2000-2002). مجموعه داده های کمک کننده: اطلس توسعه شهری (AUE) و بافت Landsat-TM (TM). شبکه جاده از OpenStreetMap 2016 ( https://www.openstreetmap.org ).
Ijgi 09 00079 g005 550
شکل 5. برآورد وسعت فضایی تجمع آکرا برای دوره (1985-1991). مجموعه داده های کمک کننده: اطلس توسعه شهری (AUE) و بافت Landsat-TM (TM). شبکه جاده از OpenStreetMap 2016 ( https://www.openstreetmap.org ).
Ijgi 09 00079 g006 550
شکل 6. نمونه ای از تفاوت ها در نقشه برداری از یک منطقه در حاشیه شهری توسط مجموعه داده های زیر: ردپای جهانی شهری (GUF)، اطلس گسترش شهری (AUE)، AfricaPolis (AP) و بازرسی بصری بخش ها (VIS—دسته های 1– 4). موقعیت جغرافیایی منطقه در شکل 1 نشان داده شده است.

مقالات داخلی و بین المللی

مطالب مرتبط ...

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید