تحلیل تناسب کاربری اراضی برای توسعه شهر تبریز با استفاده از مدل AHP-OWA

نوع مقاله: پژوهشی - کاربردی

نویسندگان

1 دانشیار گروه جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری، دانشگاه ارومیه

2 دانشجوی دورۀ دکتری جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری، دانشگاه تبریز

چکیده

تحلیل تناسب زمین برای توسعۀ شهری عمل بسیار مهمی است که برنامه‌ریزان و مدیران شهری با هدف تعیین مناسب‌ترین الگوی فضایی برای توسعۀ شهری به‌کار می‌گیرند. گسترش کالبدی شهر تبریز طی دهه‌های اخیر در نواحی نامناسب توسعه، مثل شیب‌های تند، مجاورت با گسل، مجاورت با صنایع بزرگ، یا در اراضی باغی و زراعی مرغوب اطراف شهرها صورت گرفته است. بنابراین در راستای کاهش آثار منفی گسترش نامناسب توسعۀ شهری و دستیابی به اصول توسعۀ پایدار شهری، اتخاذ تدابیری برای تعیین نواحی مناسب برای توسعۀ آتی شهری که معیارهای زیست‌محیطی و اقتصادی را لحاظ کند، ضروری است. یکی از روش‌ها استفاده از روش‌های ارزیابی‌های چندمعیاره AHP-OWA است. در این تحقیق پس از مطالعۀ معیارهای مؤثر در فرایند توسعۀ شهری، سه نقشۀ محدودیت (اراضی ساخته‌شده، صنعتی و 50 متری سطوح آبی) و 12 نقشۀ فاکتور (ارتفاع، شیب، جهت شیب، فاصله از جاده، فاصله از شهر، فاصله از صنایع، فاصله از اراضی زراعی و باغی، فاصله از اراضی بایر، فاصله از سطوح آبی، قابلیت‌های کاربری زمین و فاصله از گسل) و وزن‌دهی به آنها به روش AHP تعیین شده است. سپس، اوزان ترتیبی OWA برای کنترل سطح جبران‌پذیری و ریسک‌پذیری تعیین می‌شود. نتایج نشان‌دهندۀ تعیین نواحی برای توسعۀ شهر در محدودۀ بین صفر تا 255 است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Land-use suitability analysis of Tabriz City Growth with AHP-OWA model

نویسندگان [English]

  • Mir Najaf Mousavi 1
  • Rasoul Yazdani Chaharborj 2
1 Associate Professor, Geography and Urban Planning, Orumieh University, Iran
2 PhD Candidate in Geography and Urban Planning, Tabriz University, Iran
چکیده [English]

Introduction
Changes in land use will also cause changes in environmental conditions. In 2007, for the first time in human history, the world's urban population exceeded from rural population. Now world's urban population is growing faster than the world's population and more than half the world's population (54% in 2014) lives in urban areas. Most of this growth occurred in developing countries and in these countries the growth of urban settlements is five times of the developed countries. Intense migration of rural population to the cities and the rapid growth of urban population caused uncontrolled physical expansion of urban around the world. Therefore, to mitigate the effects of urban growth, it is essential to manage the population to the optimum areas. To determine appropriate areas for urban growth is among the useful solutions in this field. For this purpose, land-use suitability analysis is applied. Land-use suitability analysis is a very important work to city planners and managers to determine the most appropriate spatial pattern for future land use. Tabriz city in the recent decades has high population growth and uncontrolled migration. Also, by increase in use of cars and high consumer culture, a lot of land around the city has been under urban growth. The area of city in 1982 was 7220 hectares while in 2009 this value increased to 22,346 hectare. Indeed, during the past 27 years the city has experienced growth more than 3 times. The city population in 1984 was about 957 thousand and it reached to 1,336 thousand in 2011. Indeed, during the past 27 years the city's population increased only 1.3 times. Therefore, the urban growth conduction and land-use suitability is essential for decrease of social, economic and environmental adverse effects. One of the effective methods for land-use suitability analysis is multi-criteria evaluation (MCE). Ordered Weighted Averaging (OWA) as a MCE method has capability of risk taking/ risk averse and trade off relations.
 
Methodology
In this research, we used ENVI4.7 software for the processing of UTM+ landsat image of Tabriz city. The image classification was the maximum likelihood supervised and the rate of overall accuracy and Kappa coefficient is 97.61 and 0.96, respectively. Then, the data entered into IDRISI Selva software and constraint and factor maps were created. Constraint maps were urban and industrial lands and water levels with 50 meter buffer. Factor maps were land-use capabilities for urban development map, distance from urban, roads, industries, water, agricultural, barren and fault lands, elevation, slope and aspect. Factor maps  were used in processing stage and standardized with FUZZY operators. Finally, factor maps with AHP method are weighted. Then, for assessing compensation rates of factor maps and control of risk taking/averse we used OWA. Suitable regions for future development of Tabriz city is created by the analysis.
 
Results and Discussion
To make AHP-OWA model operational in assigning suitable areas for urban growth, all criteria are combined and weighted. Constraint or Boolean maps as a mask or cover have two values of 0 and 1. Indeed, the regions as constraint with zero value are not calculated in processing and only those pixels with one value are included in the analysis. All factor maps were reclassified with values ranged 0- 255, that pixels are zero or close to zero. They have very low potential for urban development and those pixels with 255 or close to that have very high potential to urban development. The criteria are from different types and reclassified after the standardization. For example, in the factor map of distance from urban lands with contiguity to urban lands the potential of lands for urban development are very high, while in the factor map of distance from fault this relation is unlike. After standardization, the factor maps were weighted with AHP model. Preferences and priorities of the factor maps by pairwise comparison matrix are based on prior theoretical researches in the land-use suitability analysis. In this research, the great importance of factor maps is given to distance from urban lands, distance from fault and distance from roads. Also, factor maps of elevation, slope and land-use capabilities are in the next place with lower importance relative to the factor maps of distance from urban lands, distance from fault and distance from roads. The consistency ratio is 0.03 that was in the acceptable range. This shows that the weighing of factor maps is accurate. After weighting the factor maps by AHP model, the third set of weighting is given by OWA model. This weighting gives us possibility of control level of trade off relations and also risk level between factors. Weighting are established in triangular spatial decision making. OWA method operates in this decision making space and allow us to survey different strategies or decision scenarios and even inconsistent. Weighting in OWA model applied on a pixel by pixel basis to factor scores as determined by their rank ordering across factors at each location (pixel). In order to perform a weighting by AHP, we have 11 order weights. Order weight 1 is assigned to the lowest ranked factor for that pixel (i.e., the factor with the lowest score), order weight 2 to the next higher ranked factor for that pixel, and so forth. Thus, it is possible that a single order weight could be applied to the pixels from any of the various factors depending upon their relative rank order. Finally, land-use suitability for urban development is produced and output map is displayed in 0 – 255 range.
 
 
 
Conclusion
Rapid increase in population growth in recent decades in Iran caused the urban sprawl. The Iranian cities settled in proximity of rivers and favorable regions surrounded by agricultural lands. Then, urban growth by the recent decades converted these agricultural lands to urban areas. Tabriz city in the recent decades has rapid growth. This growth often occurred in high slope areas, proximity to Tabriz fault and in agricultural lands. Therefore, it is essential to use efficient ways to find the suitable lands for urban growth. The AHP-OWA model can be efficient method for this type of analysis.

کلیدواژه‌ها [English]

  • AHP-OWA model
  • Multi-criteria evaluation
  • Tabriz City
  • Urban land Suitability Analysis
اکبری، نعمت‌الله؛ زاهدی کیوان، مهدی؛ (1387). کاربرد روش‌های رتبه‌بندی و تصمیم‌گیری چندشاخصه، انتشارات سازمان شهرداری‌ها و دهیاری‌های کشور، چاپ اول، تهران.

پاتر، رابرت؛ ایوانز، سلی لوید؛ (1384). شهر در جهان درحال‌توسعه، ترجمۀ کیومرث ایران‌دوست، مهدی دهقان منشادی و میترا احمدی، چاپ اول، انتشارات سازمان شهرداری‌ها و دهیاری‌های کشور.

پورمحمدی، محمدرضا؛ (1382). برنامه‌ریزی کاربری اراضی شهری، انتشارات سمت، تهران.

تقوایی، مسعود؛ سرایی، محمدحسین؛ (1385). گسترش افقی شهر و ظرفیت‌های موجود زمین (مورد: شهر یزد)، مجلۀ پژوهش‌های جغرافیایی، شمارۀ 55.

حبیبی، سید محسن؛ (1378). از شار تا شهر، انتشارات دانشگاه تهران، تهران.

رجایی، عبدالحمید؛ (1382). کاربرد جغرافیای طبیعی در برنامه‌ریزی شهری و روستایی، انتشارات سمت، تهران.

رجبی، محمدرضا؛ منصوریان، علی؛ طالعی، محمد؛ (1390). مقایسۀ روش‌های تصمیم‌گیری چندمعیاره AHP، AHP-OWA و FUZZY AHP-OWA برای مکان‌یابی مجتمع‌های مسکونی در شهر تبریز، مجلۀ محیط‌شناسی، شمارۀ 57، تهران.

رهنما، محمدرحیم؛ عباس‌زاده، غلامرضا؛ (1387). اصول، مبانی و مدل‌های سنجش فرم کالبدی شهر، چاپ اول، گروه پژوهشی مطالعات شهری و منطقه‌ای، انتشارت جهاد دانشگاهی مشهد، مشهد.

سرور، رحیم؛ (1383). استفاده از روش ای. اچ. پی در مکان‌یابی جغرافیایی (مطالعۀ موردی: مکان‌یابی جهت توسعۀ آتی شهر میاندوآب)، پژوهش‌های جغرافیایی، شمارۀ 49، دانشگاه تهران.

شیعه، اسماعیل؛ (1375). مقدمه‌ای بر مبانی برنامه‌ریزی شهری، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران.

صدر موسوی، میرستار؛ قربانی، رسول؛ (1385). پیامدهای زیست‌محیطی گسترش سکونتگاه‌ها، مطالعۀ موردی: درۀ اسکوچای، مجلۀ جغرافیا و توسعۀ ناحیه‌ای، شمارۀ 8.

قربانی، رسول؛ پورمحمدی، محمدرضا؛ محمودزاده، حسن؛ (1393). رویکرد زیست‌محیطی در مدل‌سازی تغییرات کاربری اراضی محدودۀ کلان‌شهر تبریز با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای چندزمانه‌ای، ارزیابی چندمعیاری و سلول‌های خودکار زنجیرۀ مارکوف (1417-1363)، فصلنامۀ مطالعات شهری، شمارۀ 8.

کلیف، ماوتین؛ شایرلی، پیتر؛ (1386). ابعاد سبز طراحی شهری، ترجمۀ کاوه مهربانی، انتشارات شرکت پردازش و برنامه‌ریزی شهری، تهران.

لینچ، کنت؛ (1386). روابط متقابل شهر و روستا در کشورهای درحال‌توسعه، ترجمۀ محمدرضا رضوانی و داود شیخی، انتشارات پیام، تهران.

مالچفسکی، یاچک؛‌ (1385). سامانۀ اطلاعات جغرافیایی و تحلیل تصمیم چندمعیاری، اکبر پرهیزگار، عطا غفاری گیلانده، انتشارات سمت، چاپ اول، تهران.

معصومی اشکوری، سید حسن؛ (1386). اصول و مبانی برنامه‌ریزی منطقه‌ای، انتشارات پیام، چاپ سوم، تهران، 150.

قدسی‌پور، سید حسن؛ (1384). فرایند تحلیل سلسله مراتبی، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، چاپ هشتم، تهران، 222.

منزوی، مهشید؛ سلیمانی، محمد؛ تولایی، سیمین؛ چاووشی، اسماعیل؛ (1389). آسیب‌پذیری بافت‌های فرسودۀ بخش مرکزی شهر تهران در برابر زلزله (مورد: منطقۀ 12)، پژوهش‌های جغرافیای انسانی، شمارۀ 73.

میان‌آبادی، حجت؛ افشار، عباس؛ (1387). کاربرد روش میانگین وزنی مرتب‌شده (OWA) در تصمیم‌گیری و مدیریت ریسک، کنفرانس بین‌المللی مدیریت استراتژیک پروژه.

نظریان، اصغر؛ (1379). جغرافیای شهری ایران، انتشارات دانشگاه پیام نور، تهران.

Bantayan, Nathaniel & Bishop, Ian , 1998, Linking objective and subjective modelling for landuse decision-making , Landscape and Urban Planning , NO 43

Boroushaki,Soheil & Malczewski,Jacek , 2008, Implementing an extension of the analytical hierarchy process using ordered weighted averaging operators with fuzzy quantifiers in ARC-GIS, Computers & geosciences, NO 34

Burchell,W.Robert ; Downs,Anthony ; McCann,Barbara ; Mukherji,Sahan , 2005, Sprawl costs: economic impacts of unchecked development , Island press

Eastman, Ronald, 2012, Idrisi selva tutorial, Clark university

Guan,Dongjie , Li,Haifeng , Inohae,Takuro , Su,Weici , Nagaie,Tadashi & Hokao,Kazunori , 2011, Modeling urban land use change by the integration of cellular automation and markov model, Ecological modeling, NO 222

James A , Lagro Jr , 2008, Site Analysis A Contextual Approche to Sustainable Land Planning and Site Design. John Willey & Sons , Inc. Second edition. Hoboken , New Jersey

Lopez,E , Bocco,G , Mendoza,M , Duhau,E , 2001 , Predicting land-cover and land-use change in the urban fringe , A case in Morelia city,Mexico , Landscape and urban planning , NO 55

Liu,Renzhi , Zhang,Ke , Zhang,Zhijiao & G.L.Borthwick,Alistair , 2014, Land-use suitability analysis for urban development in Beijing, Journal of environmental management, NO 145

MacArthur ,Ian , 2002, Local Environmental Health Planning ; Guidance for Local and National Authorities. WHO Regional Publications , European Series , NO 95

Malczewski, Jacek, 2006, Ordered weighted averaging with fuzzy quantifiers: GIS-based multicriteria evaluation for land-use suitability analysis, International journal of applied earth observation and geoinformation, NO 8

Mokarram,M & Aminzadeh,F , 2007, GIS-based multicriteria land suitability evaluation using ordered weight averaging with fuzzy quantifier: A case study in Shavur plain, Iran , The international archives of the photogrammetry, remote sensing and spatial information sciences, Vol 38, part 2

Stone ,Jr.Brian , 2008, Urban sprawl and air quality in large US cities , Journal of environmental management , NO 86

Thapa,Rajesh Bahadur & Murayama,Yuji , 2012, Scenario based urban growth allocation in Kathmandu valley, Nepal, Landscape & urban planning, NO 105

United Nations , Department of economic and social affairs , 2010 , World urbanization prospects: The 2010 revision , New York , United nation publication

United Nations , Department of economic and social affairs , 2014 , World urbanization prospects: The 2014 revision , New York , United nation publication.