منبع پایان نامه درمورد شبیه سازی، توسعه شهر، سیستم های شهری، شبکه های عصبی

دانلود پایان نامه ارشد

پارامترهایی که در این تغییرات مؤثر می باشند نقش اساسی در تصمیم گیریها و برنامه ریزی های بلند مدت بازی می کنند، لذا کشف قوانین و روابط مؤثر در تغییر سایر کاربریها شهری و همچنین پیش بینی روند توسعه شهرها در آینده با روشهای دقیق و کارآمد بیش از پیش ضرورت دارد.
از آنجاییکه در منابع علمی داخلی از مدلهای پویا در مسائل شهری –بخصوص گسترش شهرها- کمتر استفاده شده است ، بنابراین ارزیابی قابلیت استفاده از این مدل ها در مناطق مختلف می تواند گام مهمی در جهت توسعه آنها باشد. مدلهای سلول های خودکار یا به اختصار (CA) به دلیل داشتن ماهیت دینامیک و همچنین ساختاری ساده در مدل سازی عوارض طبیعی و فیزیکی سطح زمین ، کاربرد نسبتا وسیعی در پیش بینی تغییرات کاربری اراضی و همچنین توسعه اراضی شهری یافته است.
با استفاده از داده های موجود در زمان گذشته و بررسی وضعیت توسعه اراضی در آن زمان می توان پارامترهای تاثیرگذار در رشد اراضی را شناسایی نموده و از آنها برای پیش بینی روند توسعه در آینده استفاده نمود. در واقع محققین مسائل شهر ی با تعریف مدل CA_ANN بر اساس پارامترهای مورد نظر خود و اجرای آن در بستر زمان قادر خواهند بود گسترش فضایی اراضی شهری در آینده را پیش بینی کرده و به درجه نسبتا مطلوبی از انطباق با واقعیت دست یابند.

1-1- طرح مسئله و ضرورت تحقيق

جهاني که در آن زندگي مي کنيم، مرتبا در حال تغيير است. عوامل مؤثری در این تغيير و تحولات نقش دارند که آنها را مي توان به طور کلی به دو دسته طبيعي و انساني دسته بندي کرد. اين عوامل ، در مکانها و شرايط مختلف تأثيرات متفاوتي را بر روي پديده ها و عوارض سطح زمين دارند. بر اساس نظریه های موجود ، شهرها سیستم هایی پیچیده، باز ، پویا و خود سازمانده هستند که در فرایند توسعه آنها، بسیاري از نشانه هاي پیچیدگی مانند: ابعاد فرکتال، خودمانندي، خودسازماندهی، ظهور و … وجود دارد( تورنس1 ،2001 ).
از سوی دیگر مدلهاي فضایی ، ابزارهای مفیدی را براي درك فرایند توسعه شهري در اختیار برنامه ریزان و تصمیم گیرندگان قرار می دهند ( اوکادا و ژانگ 2،2008) و با ابزار مدل سازي می توان سیستم پیچیده شهري، الگوهاي فضایی و روندهاي رشد شهري را شبیه سازي کرد و درك بهتري از سیستم شهر به عنوان یک کل، به دست آورد.
در راستای دستیابی به یک مدل بهینه به منظور شبیه سازی گسترش شهری ، در ده های اخیر تکنیک های فراوانی به کار گرفته شده و مورد توجه قرار گرفته اند. یکی از این تکنیک ها استفاده از سلول های خودکار جهت شبیه سازی رشد شهری می باشد .
آنچه مسلم است اینکه در فرایند شبیه سازی ، کالیبره کردن نیاز به پیدا کردن وزن هایی (ارزش ها) از پارامترهای شبیه ساز دارد که بتواند بهترین تناسب با توسعه واقعی را داشته باشد و با وجود گذشت چندین دهه از استفاده از این روش در برنامه ریزی شهری و تلاش پژوهشگران در دستیابی به یک مدل کاربردی جهانی به منظور پیش بینی پیچیدگی های سیستمهای شهری ، هنوز کمبودهای در زمینه کالیبره کردن مدل سلولهای خودکار احساس می شود. اشاره به مطالعات در زمینه کالیبره کردن در شبیه سازی از طریق سلول های خودکار(CA) از جمله تلاش های وو3 و وبستر4 (1998) با استفاده از ارزیابی چند معیاره (MCE ) و همچنین پروفسور ژی لی5 (2006) ، استفاده از تحلیل سلسله مراتبی (AHP) برای کالیبره کردن مدل CA نتایج متفاوتی بدست داده است.
از سوی دیگر با افزايش جمعيت در نقاط شهری در طی سالهاي اخير، شهرها با گسترش فيزيکي روبرو بوده اند. شهرمهاباد به دليل موقعيت خاص ژئوپلتيک خود از این قاعده مستثنی نیست و در طي سالهاي اخير با رشد سريع جمعيت و بالتبع توسعه فيزيکي بدون برنامه مواجه بوده است. مطالعه و مدلسازی روند گسترش این شهر با استفاده از روش 6CA-ANN مي تواند راهنماي برنامه ريزان شهري جهت شناسايي روند توسعه و مقايسه آن با برنامه ريزيهاي انجام شده طي طرحهاي جامع شهري و اطلاع از صحت و سقم پيش بيني هاي انجام شده و ياريگر آنان براي ارائه برنامه هاي توسعه شهري و خدمات رساني به شهروندان باشد.
این تحقیق در صدد است که با ارزیابی مدل های بکار گرفته شده و بررسی تئوری های رشد شهری ، مدل منطبق با رشد شهری شهر مهاباد را استخراج نموده و نتایج آن را مورد تجزیه و تحلیل قرار دهد و در پیش بینی گسترش آتی شهر مورد استفاده قرار داده شود. نتایج حاصل از اين تحقيق با توجه به شناسایی روش بهینه و شبیه سازی گسترش آینده شهر مهاباد مي تواند به منزله ملاکي در زمينه چگونگي برنامه ريزي به عنوان الگويي براي نهادهای دست اندرکار استفاده شده و از آن به عنوان معيار و الگوي اصلاح رويه ها و شيوه هاي اجرايي در زمينه پیش بینی های آتی بکار گرفته شود.

1-2-اهداف پژوهش

1-2-1-اهداف کلان
ارایه نتایج محاسباتی ، واقعی و معنا دار از تغییرات کاربری زمین
فراهم ساختن پایه های نظری برای مدل سازی این تغییرات
تهیه چارچوب عملیاتی برای حل موقعیت های مختلف مسئله ( برنامه ریزی)

1-2-2-اهداف خرد
شناسایی مدلی بهینه به منظور پیش بینی گسترش شهری با استفاده از رویکردهای موجود.
دست یابی به میزان تاثیر و شناسایی معیارهای موثر در شبیه سازی رشد شهری.
دستیابی به الگوریتمی مناسب جهت کالیبره کردن سلول های خودکار برای شبیه سازی رشد شهری.
هدف عمده دیگری که این تحقیق دنبال می کند فراهم آوردن ابزاری است که قادر باشد با اریه تصویری واقع گرایانه از آینده شهر که بر پایه های مستدل استوار است، یاری دهنده تصمیم سازان و سیاست گذران باشد. در حقیقت با استفاده از این مدل کاربر می تواند با تغییر در مقدار پارامتر های موجود تاثیر آنها را در شکل آینده شهر ملاحظه نموده و تصمیمات اصولی تری اخذ نماید.
1-3-سوالات پژوهش

آیا مدلسازی با استفاده از روش CA-ANN می تواند نتایج واقعی را در فرایند شبیه سازی رشد شهری مهاباد نشان دهد ؟
آیا معیارهای بکار برده شده در فرایند شبیه سازی رشد شهری می توانند رشد شهری مهاباد را به صورت مطلوب شبیه سازی نمایند. ؟
آیا تخصیص وزن از طریق الگو ریتم ANN به معیارهای بکار برده در درجه صحت مدل تاثیری دارد؟

1-4-فرضيه تحقيق و مدل تحقيق

به نظر می رسد مدلسازی با استفاده از روش CA-ANN می تواند نتایج واقعی را در فرایند شبیه سازی رشد شهری مهاباد نشان دهد .
به نظر می رسد معیارهای بکار برده شده در فرایند شبیه سازی رشد شهری می توانند برازش مناسبی از رشد آتی شهر مهاباد به دست دهند.
به نظر می رسد تخصیص وزن از طریق الگوریتم ANN به معیارهای بکار برده شده در مدل CA در بهبود درجه صحت مدل تاثیر چشمگیری نسبت به دیگر الگوریتم های وزندهی دیگر نظیر AHP , FUZZY و … داشته باشد.
به نظر می رسد رویکرد CA-ANN در شبیه سازی رشد شهری مهاباد با درجه انطباق7 بیشتر از 75 % موفق باشد.

1-5-روش شناسی تحقیق

این پژوهش بر اساس اهداف آن ، تحقیقی کاربردی و از لحاظ روش و ماهیت آن در رده تحقیقات تجربی – تحلیلی و اکتشافی قرار می گیرد .

1-6-روش و ابزار گردآوری اطلاعات:

در تحقيق حاضر با توجه به مباني نظري، اهداف و روشهاي تحقيق و اينکه تحقيق از نوع مطالعات کاربردي است ، لذا در مطالعات از شيوه هاي :
مختلف اسنادي : در قسمت مطالعات اسنادي از کتب و مقالات معتبر خارجي و داخلي استفاده گرديده است.
داده های سنجش از دور : در اين قسمت از تصاویر ماهواره ی لندست ، سنجندهای TM,ETM+ و عکس های هوایی محدوده شهر مهاباد استفاده خواهد شد .
مطالعات میدانی: در این پژوهش به منظور بررسی صحت و سقم داده های جمع آوری شده به بررسی های میدانی پرداخته خواهد شد.

1-7-جامعه آماري و تعداد نمونه و روش نمونه گيری (در صورت لزوم):

جامعه آماري اين تحقيق شهر مهاباد با جمعيتي حدود دویست هزار نفر که برپایه آخرین سرشماری مرکز آمار ایران در سال ۱۳۸۵ خورشیدی، این شهر جمعیتی بالغ بر 201657 نفر داشته است.
مهاباد در ارتفاع ۱۴۵۰ تا ۱۵۳۸ متری از سطح دریا و با مساحت ۲۵۹۱ کیلومتر مربع در موقعیت طول جغرافیایی ۴۵ درجه و ۴۳ دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی ۳۶ درجه و ۴۶ دقیقه شمالی ازاستوا قرار گرفته و با دو بخش، مرکزی و خلیفان دارای ۲۲۴ روستا دارای سکنه می‌باشد. که دارای سرانه مسکونی 204 نفر در هکتار می باشد.

1-8-روش تجزيه و تحليل اطلاعات

در این پژوهش ابتدا با بررسی و طبقه بندی تصاویر ماهواره ای در طی چند دوره زمانی متفاوت با استفاده از روش فازی (FUZZY) روند رشد در طی دهه های مختلف را شناسایی کرده و از طریق روند مذکور شبکه های عصبی آموزش خواهند دید و در فرایند شبیه سازی استفاده خواهند شد. این فرایند با بررسی روند رشد تاریخی شهر مهاباد در دوره های متفاوت زمانی و تئوری های رشد شهری فاکتورهای اصلی تاثیر گذار بر روند رشد انجام می شود. در این میان سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)جهت رقومی کردن این فاکتورها و تحلیل های فضایی پارامترهای بکار گرفته می شود و در ادامه از الگوریتم شبکه های عصبی مصنوعی(ANN) جهت تخصیص وزن مناسب به پارامتر ها مورد نظر استفاده نموده و در نهایت این الگوریتم با سلول های خودکار( CA ) جهت شبیه سازی تغییرات آتی شهر تلفیق خواهد شد. علاوه بر این برای تجزیه و تحلیل داده های مربوط به شبیه سازی و توسعه شهری از نرم افزارهای IDRISI ANDES و GEOSIMULATION بهره گرفته شده است.

فصل دوم

مروری بر ادبیات تحقیق

2-1-مقدمه

به منظور بدست آوردن درک بهتر درباره سیستم های شهری محققان روش های مدلسازی و شبیه سازی را به خدمت می گیرند ، اما به دلیل پیچیدگی های سیستم های شهری روش های مدلسازی کلاسیک کارآمد نیستند. شهرها ترکیب پیچیده ای از عناصری هستند که تاثیرات گوناگون روی فرآیند رشد شهری دارند و ارتباط متقابل این عناصر بسیار پیچیده است (جون فنگ ، 2003). بنابراین ، این پیچیدگی ها استفاده از مدل های کلاسیک را برای مدلسازی مشکل می سازند ، زیرا آنها ایستا ، خطی ، تجمعی ، به هم پیوسته و بر اساس تئوری سیستم های ساده بالا به پایین8 هستند. پس به منظور مدلسازی سیستم های شهری باید روش های جدیدی به خدمت گرفته شود که دینامیک ، غیر خطی ، غیر تجمعی ، گسسته و پائین به بالا9 باشند (همان).
در این فصل سعی بر آن است به مرور ادبیات مدلسازی رشد شهری در قالب مفاهیم رشد و توسعه شهری ، الگوریتم های هوشمند ، شامل سلول های خودکار ، شبکه های عصبی و سیستم های فازی پرداخته و جزئیات تفصیلی پیشرفت های اخیر در زمینه طراحی و کاربرد مدل های رشد شهری و استراتژی های کالیبره کردن آنها را مورد بررسی قرار می دهد.

2-2-مفهوم رشد و توسعه شهری

پديده توسعه شهري را در يک کشور نبايد با رشد شهرنشيني اشتباه گرفت. رشد نقاط شهري به عنوان يک مقوله کمي، خود را به دو صورت، افزايش در اندازه جمعيتي شهرها و گسترش در مقياس کالبدي آنها نشان مي دهد. درحاليکه پديده توسعه شهري نمايانگر توزيع بهينه دو عامل يکي تعداد شهرها در يک نظام سلسله مراتبي و ديگري امكانات و تسهيلات زندگي و موقعيتهاي اشتغال و شکوفايي اقتصادي- اجتماعي در مراکز شهري کشور مي باشد که در فرايند توسعه شهري, رشد عددي جمعيت و پاسخگويي به نيازها و خواسته هاي آنها دو اصل اجتناب ناپذير قلمداد مي گردند(اشکوري, ۱۳۷۲ :ص ۱۳۶(
بنابراين اين رشد وگسترش شهري صرفاً فيزيك شهري است يعني نوعي از تجمع، که فکري براي آموزش، بهداشت و فرهنگ آن نشده است و فاقد زيرساخت است(وزارت مسکن وشهرسازي, برنامه ريزي شهري در پروژه آماده سازي زمين, ۱۳۷۶ :ص ۱۵ ) که جنبه هاي مختلف رشد شهري خود را به سه صورت نشان يا به گفته پيرژرژ وجه صوري شهر است که در “ فضايي يا کالبدي “ مي دهد که صورت نخست, شکل اين مرحله به بررسي اينکه شهرچگونه مرحله به مرحله در مقر خود رو به گسترش مي نهد و چگونه اين رشد در سيماي بناها و شک

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه درمورد شبکه های عصبی، توسعه شهر، شبیه سازی، تصاویر ماهواره ای Next Entries منبع پایان نامه درمورد توسعه شهر، توسعه شهری، سازمان ملل، کشورهای در حال توسعه