Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης και μοντέλο έκτακτης αστικής ανάπτυξης SLEUTH ως εργαλεία υποστήριξης απόφασης

Από RemoteSensing Wiki

Παρούσα αναθεώρηση της 00:15, 11 Φεβρουαρίου 2019

Εικόνα 1:περιοχή μελέτης 1990. 2000. 2010

Εικόνα 2: data που χρησιμοποιήθηκαν για τη λειτουργία του μοντέλου SLEUTH.

Εικόνα 3:γράφημα που δείχνει προσομοίωση αστικών περιοχών σε διάστημα πέντε ετών από το 2010 έως το 2030.

Εικόνα 4:αστική ανάπτυξη της πόλης Matara το 2030.

Εικόνα 5:Συγκρίνοντας την προσομοίωση της αστικής ανάπτυξης σε αστικό περιβάλλον μέχρι το 2030 με την πρόταση ανάπτυξης της Αρχής Αστικής Ανάπτυξης (UDA), Σρι Λάνκα.

Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης και μοντέλο έκτακτης αστικής ανάπτυξης SLEUTH ως εργαλεία υποστήριξης απόφασης για τον πολεοδομικό σχεδιασμό

Η αστικοποίηση συσχετίζεται θετικά με την οικονομική ανάπτυξη, αλλά η ταχεία και μη προγραμματισμένη αστικοποίηση συνεπάγεται καταστροφή της φυσικής και κοινωνικής συνοχής και μπορεί να θεωρηθεί ως καταστροφική διαδικασία. Η Σρι Λάνκα βιώνει ταχεία αστικοποίηση τις τελευταίες δεκαετίες. Η ταχεία αύξηση του αστικού πληθυσμού της Σρι Λάνκα, εκτός εάν αντιμετωπιστεί σωστά, μπορεί να δημιουργήσει σοβαρές κοινωνικοοικονομικές ανισότητες δύσκολο να διορθωθεί. Ωστόσο, μια καλά σχεδιασμένη και διαχειριζόμενη αστικοποίηση ενδυναμώνει την οικονομική ανάπτυξη του έθνους και παρέχει καλύτερη πρόσβαση στην απασχόληση, την εκπαίδευση και την υγειονομική περίθαλψη στους πολίτες.

Τα μοντέλα αστικής ανάπτυξης σε συνδυασμό με το GIS μπορούν να είναι χρήσιμα για την προσομοίωση της αστικής ανάπτυξης των πόλεων για να κατανοήσουν το πρότυπο της αστικής ανάπτυξης. Οι πρόσφατες εξελίξεις στην επιστήμη πολυπλοκότητας έχουν γεννήσει ένα μοντέλο αστικών μοντέλων νέας εποχής που βασίζεται σε κυτταρικά αυτοματοποιημένα μοντέλα (CA) και μοντέλα βασισμένα σε παράγοντα (ABM). Το SLEUTH είναι ένα μοντέλο αστικής ανάπτυξης βασισμένο σε αυτοματοποιημένα μοντέλα. Το όνομα του SLEUTH είναι ο τύπος των επιπέδων εισόδου που απαιτούνται για τη λειτουργία του μοντέλου. Είναι συγκεκριμένα, η κλίση, η χρήση γης, η ανύψωση, η αστική, οι μεταφορές και ο λόφος. Το μοντέλο SLEUTH χρησιμοποιείται ευρέως για την προσομοίωση της αστικής ανάπτυξης πολλών πόλεων σε όλο τον κόσμο.

Η μελέτη αυτή αξιολόγησε το αναπτυξιακό σχέδιο της πόλης Matara στη Σρι Λάνκα χρησιμοποιώντας τις προσομοιώσεις αστικής ανάπτυξης του μοντέλου SLEUTH. Οι στόχοι της μελέτης είναι οι ακόλουθοι: 1) κατανόηση της αλλαγής της χρήσης γης και της κάλυψης της γης που καθοδηγείται από την αστικοποίηση του Matara, 2) για την προσομοίωση της αστικής επέκτασης της πόλης Matara για να παρέχει ένα επιπλέον στρώμα για τον σχεδιαστή για το σχεδιασμό μιας βιώσιμης πόλης.

Η πόλη Matara έχει τροπικό κλίμα με μέση ετήσια βροχόπτωση περίπου 2147 mm και η μέση ετήσια θερμοκρασία είναι 26,8 ℃. Σύμφωνα με την απογραφή της Σρι Λάνκα το 2001, η Matara είδε αύξηση του πληθυσμού κατά 40%. Ως αποτέλεσμα, 46 γύρω χωριά συγχωνεύθηκαν στα διοικητικά όρια του Matara. Η Αρχή Αστικής Ανάπτυξης (UDA) της Σρι Λάνκα δήλωσε το Matara ως δήμο το 2002. Η πόλη Matara, που αποτελεί σημαντικό εμπορικό κόμβο στη νότια ακτή της Σρι Λάνκα, μπορεί να λειτουργήσει ως καταλύτης για τη νότια ανάπτυξη.

Στην συγκεκριμένη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα Landsat. Η συνολική ακρίβεια των χαρτών LUC για τα έτη 1990, 2000 και 2010 είναι 87,69%, 84,35% και 89,64% αντίστοιχα. Σε αυτή τη μελέτη έγινε ανίχνευση αλλαγών μετά την ταξινόμηση των αλλαγών χρήσης γης στην πόλη Matara.

Το μοντέλο SLEUTH είναι ένα μοντέλο αστικής ανάπτυξης βασισμένο σε αυτοματοποιημένα κυκλώματα, το οποίο χρησιμοποιεί τέσσερις τύπους κανόνων ανάπτυξης: αυθόρμητη ανάπτυξη, νέα αύξηση του κέντρου διάδοσης, ανάπτυξη άκρων και ανάπτυξη που επηρεάζεται από τις οδούς για την προσομοίωση της αστικής επέκτασης. Αυτοί οι τέσσερις τύποι ανάπτυξης εφαρμόζονται διαδοχικά κατά τη διάρκεια κάθε κύκλου ανάπτυξης ή έτους και ελέγχονται μέσω των αλληλεπιδράσεων πέντε συντελεστών ανάπτυξης: διασπορά, φυλή, εξάπλωση, οδική βαρύτητα και κλίση. Ο συντελεστής διασποράς ελέγχει την αυθόρμητη ανάπτυξη ενός τυχαία επιλεγμένου μη αστικού εικονοστοιχείου. Ο συντελεστής φυλής ελέγχει την ανάπτυξη γύρω από τα νέα αστικοποιημένα εικονοστοιχεία από αυθόρμητη ανάπτυξη. Ο συντελεστής εξάπλωσης ελέγχει την επέκταση των άκρων των αστικών περιοχών. Ο συντελεστής βαρύτητας του δρόμου ελέγχει την ανάπτυξη κατά μήκος των δικτύων μεταφοράς. Ο συντελεστής κλίσης αντιστέκεται στην αστική ανάπτυξη σε απότομες πλαγιές.

Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δύο δεκαετιών παρατηρήθηκε ότι η αστική περιοχή στα Matara αυξήθηκε από 11% από το 1990 σε 31% το 2010. Ο ρυθμός αστικοποίησης είναι υψηλός κατά την περίοδο 2000 έως 2010 σε σύγκριση με την περίοδο 1990-2000. Η δασική κάλυψη μειώθηκε στο 4% της περιοχής μελέτης το 2010 από 18% το 1990. Οι περισσότερες από τις απώλειες στην δασική κάλυψη που παρατηρήθηκε κατά την περίοδο 1990-2000. Η έκταση του θαλάσσιου ή του ορυζώνα μειώθηκε από 12% σε 9% από το 1990 έως το 2010. Παρατηρήθηκε ότι η χρήση της γης για την εκμετάλλευση / κήπο αυξήθηκε από 55% σε 66% της περιοχής μελέτης κατά την περίοδο από το 1990 έως το 2000. Αν και το ίδιο μειώθηκε στο 55% της περιοχής μελέτης μέχρι το 2010.

Δεδομένου ότι η μελέτη επικεντρώνεται στον χαρακτηρισμό της αστικής ανάπτυξης, επιλέχθηκαν για περαιτέρω ανάλυση μόνο 5 συνδυασμοί που σχετίζονται με τη μετατροπή της αστικής γης, όπως η αστική (χωρίς αλλαγή), η οικία / κήπος σε αστικό περιβάλλον, το δάσος σε αστικό περιβάλλον και το νερό σε αστικό περιβάλλον.

Ο στόχος της βαθμονόμησης είναι η εξαγωγή ενός συνόλου τιμών για τις παραμέτρους ανάπτυξης που μπορούν να προσομοιώσουν αποτελεσματικά την αστική ανάπτυξη. Προκειμένου να αντληθούν οι καλύτερες τιμές προσαρμογής για τους συντελεστές ανάπτυξης, τα ιστορικά δεδομένα αστικής έκτασης της Matara βαθμονομήθηκαν σε τρεις διαδοχικές φάσεις βαθμονόμησης, συγκεκριμένα, χονδροειδείς, λεπτές και τελικές βαθμονομήσεις. Μετά την ολοκλήρωση της χονδροειδούς βαθμονόμησης, η μέτρηση Lee-Salle χρησιμοποιείται για να ταξινομεί όλες τις προσομοιώσεις που τρέχουν για να προσδιορίσουν τις τρεις πρώτες προσομοιώσεις που αναπαράγουν τα ιστορικά πρότυπα ανάπτυξης. Η απόδοση του μοντέλου SLEUTH επικυρώνεται συγκρίνοντας τον αριθμό των προσομοιωμένων εικονοστοιχείων με τον αριθμό των αστικών εικονοστοιχείων που παρουσιάζονται στα αστικά κλιμακωτά στρώματα, τα οποία προετοιμάζονται από Landsat TM, ETM + χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ταξινόμησης μέγιστης πιθανότητας.

Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι, αν το ιστορικό αστικό πρότυπο εξακολουθεί να είναι το ίδιο, η αστική περιοχή στα Matara θα καταλαμβάνει περίπου το 82,8% μέχρι το 2030. Η πόλη Matara θα κερδίσει σε περίπου 29 km2 αστικής περιοχής από το 2010 έως το 2030. Από την εικ. 4, μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι η πιθανότητα μετατροπής της μη αστικής γης σε αστικές περιοχές είναι πιθανό να είναι πολύ υψηλή που κυμαίνεται από 70 % έως 100%.

Παρατηρήθηκε στη μελέτη αυτή ότι οι αστικές περιοχές στα Matara θα αυξήσουν το μερίδιό τους από 31% το 2010 σε σχεδόν 82% της περιοχής μελέτης μέχρι το 2030, με αύξηση του αστικού πληθυσμού από 40% σε 69% μέχρι το 2030. Αυτή η τεράστια αγροτική προς αστική ο μετασχηματισμός πρέπει να γίνει σωστά για να επιτευχθεί η κατάλληλη και ζωντανή αστικοποίηση στην πόλη Matara.

Όταν υπερκαλύψαμε τις αστικές προσομοιώσεις πάνω στην πρόταση ανάπτυξης της Αρχής Αστικής Ανάπτυξης (UDA, παρατηρήθηκε ότι η προτεινόμενη η αστική περιοχή στο σχέδιο ανάπτυξης είναι πολύ μικρότερη από την αστική ζήτηση γης που προσομοιώνεται από το μοντέλο SLEUTH με βάση την ιστορική τάση ανάπτυξης. Επιπλέον, οι προσομοιώσεις της αστικής ανάπτυξης δείχνουν ότι οι προστατευόμενες περιοχές στην πόλη Matara θα παραβιαστούν από την αστικοποίηση μέχρι το 2030. Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής αναγνώρισαν μη βιώσιμες αστικές μεταβάσεις της γης, όπως η μετατροπή της γης σε αστικές και η απώλεια δασικής γης στην πόλη Matara και υποδεικνύοντας την ανάγκη για αυστηρή εφαρμογή των κανόνων ελέγχου ανάπτυξης για την προστασία των δασών και των ορυζώνων από παραβίαση.

Για να επιτευχθεί βιώσιμη αστική ανάπτυξη μέχρι το 2030, απαιτούνται κατάλληλες πολιτικές μεταρρυθμίσεις και στρατηγικές, με βάση ένα ολοκληρωμένο εθνικό, περιφερειακό και τοπικό προγραμματισμό ώστε να εξασφαλιστεί βιώσιμη χρηματοδότηση για τη βελτίωση της κοινωνικής και υλικής υποδομής. η ανάπτυξη κατοικιών που περιλαμβάνει την ενθάρρυνση της αποδοτικότερης χρήσης της γης στις αστικές περιοχές, επιτρέποντας το περιβάλλον για καλύτερες και οικονομικότερες επιλογές καταφυγίου για όλους.

[1]