بخشی از مقاله
چکیده
توسعه شهری و مهاجرت جمعیت از روستا به نواحی شهری، پدیده جهانی مهمی به شمار میرود.در این پژوهش ابتدا با استفاده از تصاویر سنجندههای TM، ETM+ و OLI ماهواره لندست محدوده شهری و قسمت شهر و غیر شهر منطقه خرمآباد در سالهای 1374، 1384 و 1394 استخراج شد، سپس پارامترهای موجود و در دسترس تهیه و آماده شدند، مرحله بعد با استفاده از نرمافزار ادریسی و اعمال پارامترهای تأثیرگذار، الگوریتم رگرسیون لجستیک برای سالهای 1374 و 1384 اجرا شد، پتانسیل تغییرات بهصورت نقشه ارائه و محدوده تغییرات تعیین شد. سپس با استفاده از زنجیره مارکف نقشه سال 1394 شبیهسازی شد. مقدار ROC حاصل برابر ./9 به دست آمد که نشان از دقت خوب در اجرای مدل رگرسیون لجستیک دارد. سپس نقشه شبیهسازیشده با نقشه واقعیت زمین تطبیق داده شد که نتیجه ضریب کاپای ./73 را نشان داد.
-1 مقدمه
گسترش شهرها در دهههای اخیر به گونه ایست که در برخی از موارد نرخ رشد شهر بیشتر از نرخ رشد جمعیت بوده است
توسعه شهری و مهاجرت جمعیت از روستا به نواحی شهری، پدیده جهانی مهمی به شمار میرود. بهطور فزایندهای، مراکز جمعیتی کوچک و منزوی به مراکز شهری بزرگی تبدیل میشوند و تغییر زمینهای طبیعی به کاربریهای شهری اجتنابناپذیر است
اکنون رشد جمعیت شهری جهان سریعتر از جمعیت کل جهان میباشد و بیش از نیمی از جمعیت جهان در نواحی شهری زندگی میکنند .
از آثار توسعه کالبدی، گسترش در حاشیه شهر یا منطقه ده شهرها و آنسوی مرزهای اداری شهرهاست .این توسعه شهری بهسوی مناطق بیرونی پیش رفته و موجب تغییراتی در کاربری اراضی پیرامونی آن میشود - شیعه، - 1395 هرچه شهر بزرگتر باشد از اطراف خود اراضی بیشتری طلب میکند و بدین ترتیب خطر تخریب محیطزیست افزایش مییابد
مدلهای شبیهسازی بر پایه قانون انتقال در حل مسائلی ازایندست ناتوان هستند. بهعنوان روش برآورد تجربی،
رگرسیون لجستیک در بخشهای مختلف کاربری زمین مانند تحلیل جنگلزدایی
المدرسی الحسینی و همکاران - 2014 - در پژوهشی با عنوان مدلسازی توسعه شهری همدان با استفاده از رگرسیون لجستیک در سالهای 2002-2009 با استفاده از تصاویر ماهوارهای لندست در دوره بیانشده و تهیه نقشه کاربری اراضی و استخراج نقشه تغییرات شهری بهعنوان متغیر وابسته و استفاده از متغیرهای فاصله از مراکز درمانی، مراکز اداری، مراکز تجاری، مراکز آموزشی، منطقه شهری موجود، جادههای ارتباطی و مناطق دارای پوشش گیاهی بهعنوان متغیرهای مستقل با دستیابی به ROC=/75 انطباق خوب مدل با واقعیت در این تحقیق به دست آمد .بااینحال از نتایج این تحقیق برای مدلسازی توسعه آتی استفادهنشده است.
یوسفی و شریفی - 1395 - در پژوهشی رشد شهری بجنورد را با استفاده از دادههای سنجشازدور و بر اساس شبکه عصبیBمارکف و مدلساز تغییرات زمین شبیهسازی کردند. در این پژوهش تصاویر ماهواره لندست مربوط به سال1384 و 1392 موردبررسی قرار گرفت و نتایج نشاندهنده افزایش شهری از 1529 هکتار به 1837 هکتار میباشد. و این روند برای آینده نیز ادامه خواهد داشت.
در پژوهشی به مدلسازی و پیشبینی روند مکانی تغییرات کاربری کشاورزی در حوزه آبخیز گرگان رود پرداختند که در این مطالعه از نقشههای کاربری اراضی تولیدشده از ماهواره Landsat سنجنده TM مربوط به سالهای 1984 و 2012 استفاده شد. مدلسازی پتانسیل انتقال با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی رگرسیون لجستیک و یادگیری بر مبنای نمونه وزنی مشابهت و پیشبینی تغییرات با استفاده از زنجیره مارکف انجام شد. نتایج بیانگر صحت بالای یادگیری بر مبنای نمونه وزنی مشابهت در پیشبینی تغییرات کاربری کشاورزی بود. هدف از مطالعه حاضر بررسی کاربرد مدل رگرسیون لجستیک در شبیهسازی رشد شهری محدوده شهری خرمآباد میباشد.
-2 منطقه تحقیق
ویژگیهای مطالعاتی شهرستان خرمآباد، استان لرستان، با مساحت 27977/9 هکتار در ناحیه غربی کشور واقع گردیده است. ازنظر جغرافیائی در مختصات48 درجه و 25دقیقه تا 48درجه و 44دقیقه طول شرقی و 33دقیقه و 41 درجه تا 33درجه و 55 دقیقه عرض شمالی قرار دارد
شکل - 1 منطقه موردمطالعه
-3 روش تحقیق
دادههای ماهوارهای یکی از سریعترین و کمهزینهترین روشهای در اختیار محققان جهت تهیه نقشه کاربری اراضی/پوشش زمین میباشد . - Lu and Weng, 2007 - در این پژوهش تصاویر سنجندههای TM، ETM+ و OLI ماهواره لندست به ترتیب برای سالهای 1374، 1384 و 1394 مورداستفاده قرار گرفت. پس از تهیه تصاویر ماهوارهای، از روش طبقهبندی نظارتشده حداکثر احتمال برای تهیه نقشههای شهر خرمآباد استفاده شد. اولین گام در انجام طبقهبندی نظارتشده تعریف مناطقی است که بهعنوان نمونههای تعلیمی برای هر کلاس استفاده میشوند . - Eastman, 2006 - درنهایت برای حذف قطعات کوچک و سادهسازی تصاویر حاصل از طبقهبندیها از فیلتر استفاده میشود.
1-3 مدل رگرسیون لجستیک
رگرسیون لجستیک یکی از مدلهای آماری تخمین تجربی است که در تحقیقات بسیاری درزمینه تغییرات جنگل، مدلسازی رشد شهری و مدلسازی اراضی زراعی به کار گرفتهشده و نتایج بسیار خوبی ارائه داده است
مدل رگرسیون لجستیک سه هدف اصلی را دنبال میکند :اول آنکه امکان شناسایی متغیرهای مؤثر بر تغییرات مدل شده را فراهم میکند، دوم آنکه اهمیت نسبی متغیرهای شاخص را برآورد میکند و در آخر، برای شناسایی موقعیت تغییرات در آیندهای نزدیک مناسب است
در رگرسیون دوگانه خطی از متغیری برای پیشبینی متغیر دیگر استفاده میشود درحالیکه در رگرسیون چندگانه و لجستیک ارتباط بین چند متغیر مستقل با یک متغیر وابسته سنجیده میشود . وجه تمایز مدل لجستیکی رگرسیون با مدل خطی رگرسیون در این است که متغیر وابسته در رگرسیون لجستیک دوگانه است . اگر متغیر وابسته دارای ارزش دوتایی باشد، Y فقط ارزش صفر یا یک میگیرد که ارزش یک نشاندهنده وقوع رویداد و ارزش صفر نشاندهنده عدم وقوع رویداد است ؛ بنابراین معادله حاصل از رگرسیون لجستیک بهصورت رابطه 1 است:
در اینجا p متغیر وابسته؛ x 1 ، x 2 ، x 3 و.. x n متغییرهای مستقل؛ a ضریب معادله رگرسیون - عرض از مبدا - و b1 ، b2 ، b3 و ... bn ضرایب هریک از متغیرهای مستقل است
ارتباط بین متغیر وابسته و متغیرهای مستقل از منحنی لجستیک پیروی میکند .ضمن آنکه در مدل رگرسیون لجستیک برخلاف مدلهای احتمال دیگر که از روش کمترین مربعات استفاده میکنند، برای برآورد هریک از مشخصهها و ضرایب هریک از متغیرهای مورداستفاده از روش حداکثر احتمال استفاده میشود
2-3 پارامترهای ورودی
پارامترهای تأثیرگذار و در دسترس منطقه موردمطالعه شامل فاصله از جاده، فاصله از رودخانه، فاصله از روستا، ارتفاع، شیب و جهت هستند.
-4 نتایج و بحث
همانطور که درروش کار آمده است، نقشههای کاربری شهر منطقه موردمطالعه، با استفاده از تصاویر ماهوارهای و کمک از تصاویر گوگل ارث مربوط به سالهای موردبررسی و استفاده از روش حداکثر احتمال در نرمافزار ENVI5.3 تهیه شد، سپس با استفاده از نرمافزار ARCGIS10.3 محدوده شهر از روستاهای اطراف تفکیک شد - شکل . - 2 جدول 1 مساحت کاربری شهر وغیرشهر در سالهای 1374، 1384 و 1394 را نشان میدهد. که به ترتیب افزایش مناطق شهری بهصورت 1300/7، 2471/8 و 3084 هکتار رسیده است.
