نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسنده

استادیار گروه مهندسی فضای سبز، تبریز، دانشگاه تبریز،

10.22034/gp.2020.10531

چکیده

شد و توسعه شهرنشینی در چند دهه اخیر و در کنار آن تغییرات کاربری اراضی  پیرامون شهرها و مخصوصا شهرهای بزرگ بعنوان یکی از اساسی ترین چالشهای مهم توسعه پایدار جهانی مطرح بوده است. افزایش تمایل به شهرنشینی و مهاجرتهای روستا- شهری و مدیریت نامناسب در توسعه شهری باعث گردیده است که فضاهای سبز و باغات پیرامون و داخل شهرها به کاربریهای سودآور شهری و عمدتا جهت سکونت تغییر کاربری یابند. در این تحقیق شهر تبریز بعنوان یکی از شهرهای بزرگ کشور برای بررسی این تغییرات انتخاب گردیده است و تغییرات فضاهای سبز شهری تبریز در طی دهه­های گذشته مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. برای ارزیابی این تغییرات از تصاویر ماهواره ای لندست استفاده گردیده است که پس از زمین مرجع کردن و تصحیحات لازم تصاویر، طبقه بندی کلاس­های کاربری در نرم افزار  Erdas imaging 2014، انجام گردید و نهایتا نقشه کاربری فضاهای سبز در دوره­های مختلف بررسی، تهیه گردید. برای پیش­بینی تغییرات فضاهای سبز در شهر تبریز برای سال 1405 از شبکه­های عصبی مصنوعی (ANN) استفاده گردید. بررسی نتایج به دست آمده نشانگر این بوده است که با گسترش شهر به پیرامون و عمدتا بر روی فضاهای سبز و باغات شهر، تغییرات عمده ای در میزان برخورداری از  فضاهای سبزصورت گرفته است. بطوریکه مساحت 5916.53 هکتاری فضای سبز شهر در سال 1355  به 4373.96 هکتار در سال 1385، کاهش یافته است که تا حدودی این تغییرات آهنگی آهسته تر داشته است. ولی شدت تخریب فضاهای سبز در دهه گذشته بسیار فراتر رفته و در سال 1395، به 1709.02 هکتار کاهش یافته است که 6.73 درصد از کل محدوده بیست و پنج هزار هکتاری تبریز را به خود اختصاص داده است. پیش بینی فضاهای سبز تبریز با استفاده از ANN تا سال 1410 براساس ادامه روند گذشته، نشانگر تخریب گسترده فضاهای سبز شهری و تشدید وضعیت اکولوژیکی ناپایدار در تبریز خواهد شد. بطوریکه در این سالها نیز تبریز 1070 هکتار از مساحت فضاهای سبز را از دست خواهد داد. بنابراین نتایج نمایانگر این است که عدم برنامه ریزی مناسب توسعه شهری تبریز در نیم قرن اخیر و مخصوصا در دهه گذشته  صدمات جبران ناپذیری به فضاهای سبز شهری تبریز وارد ساخته و ادامه این روند در سالهای آتی توسعه پایدار شهری و تعادل اکولوژیکی شهر تبریز را تهدید خواهد کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of urban green spaces in Tabriz from 1976 to 2016 using satellite images and changes prediction with artificial neural networks

نویسنده [English]

  • Akbar Rahimi

Department of landscape engineering, University of Tabriz

چکیده [English]

Introduction
 In recent decades, research on land use/land cover change has become an important aspect of global change, or global warming studies, since land use/land cover change is a major factor for global change because of its interactions with climate, ecosystem processes, biogeochemical cycles, biodiversity, and, even more important, human activities.
Dynamic urban change processes, especially the tremendous worldwide expansion of urban population and urbanized area, affect natural and human systems at all geographic scales. Todays, the rapid growth of urban areas has led to complex problems, including traffic congestion, environmental pollution, reduced open space, the deterioration of old downtown centers, and unplanned or poorly planned land development. Urbanization both in population and spatial extent, transforms the landscape from the natural cover types to impervious urban lands. This phenomenon is one of the most important factors that changes land surface leading to modification of receiving environments which are usually composed of natural cover. Rapid urbanization in recent decades and land use changes in urban periphery especially in big cities are the fundamental challenges of sustainable development in the world.   Increasing of urbanization tendency and rural – urban migration, unsuitable management of urban development caused that the green spaces and gardens in urban periphery and in inner areas changed to urban profitable land use and especially residential areas. In this research urban expansion and rapid urbanized areas and effect of these challenges in urban green spaces are analyzed.
Methodology
 To address these urban problems and to identify approaches for sustainable development, many researchers have focused on evaluation urban land-use changes. In this research, we selected Tabriz City for analyzing as a case study. Urban green spaces changes in Tabriz analyzed using Landsat satellite images for past decades. Satellite remote sensing provides an important source of land use/land cover data and can be utilized to monitor the changes in these data efficiently. In the first, we were made geo reference and necessary correction for satellite images and then we classified images using Erdas imaging 2014 software. For Quantitative assessment, the maps export to Arc GIS 10. 3.1 Software and finally, the green spaces land use maps and tables are produced. For analyzing green areas in future, green spaces changings in 1410 are modeled using Artificial Neural Network (ANN) base of past changes pattern. Artificial neural networks are able to approximate accurately complicated nonlinear input–output relationships. Like their physics-based numerical model counterparts, ANNs require training or calibration. After training, each application of the trained ANN is an estimation of a simple algebraic expression with known coefficients and is executed practically instantaneously. The ANN technique is flexible enough to accommodate additional constraints that may arise in the application.
Results and discussion
 Result show that, urban expansions to per-urban and especially in green areas and orchards have been made major changes in urban green spaces. Evaluation of green space areas from 1355 to 1385 show that the green areas are decreased from 5916.53 to 4373.96 hectares. In 30 years periods, 1542 hectares of green areas destroyed and percent of green areas in Tabriz limit, reduced from 23.31 to 17.23. The land use changing in this period has been slowly. But, the green rate damages, in last decade is too fast and urban green areas in 1395 is 1709.02 hectares that contain 6.73 percent of city limit (25000 hectares city limit). In last decade,  2664 hectares in Tabriz green spaces, change to other land use and especially in 1385 to 1390 the rate of changing was faster and most of 50 percent of green areas in this period are demolished. In ANN modeling results, Tabriz will lose 1076 hectares of green areas from 1395 to 1410.
Conclusions
 Therefore, the results indicate that the lack of proper planning of Tabriz's urban development in the last half century and especially in the past decade has caused irreparable damage to the green spaces of Tabriz, and will continue the trend in the coming years will threaten sustainable urban development and ecological balance of Tabriz city

کلیدواژه‌ها [English]

  • Satellite images
  • urban green spaces
  • Sustainable development
  • Neural network
  • Tabriz
- بهرام سلطانی ، کامبیز (1371) مجموعه مباحث و روشهای شهر سازی؛محیط زیست ، مرکز مطالعات و تحقیقات شهرسازی و معماری ایران ، تهران.
- رحیمی، اکبر (1392) ارزیابی و مدلسازی توسعه فضایی-کالبدی با تاکید بر توسعه میان افزا: نمونه موردی کلانشهر تبریز، رساله دکتری، دانشگاه تبریز، دانشکده جغرافیا و برنامه ریزی.
- روستایی، شهریور، کاملی فر، زهرا (1395) تحلیلی بر مکان گزینی بهینه کاربری فضای سبز شهری به روش منطق فازی نمونه موردی : منطقه 8 شهر تبریز، مجله جغرافیا و برنامه ریزی، دوره 22، شماره 63 ، 99-115.
- صدرموسوی، میرستار ، رحیمی، اکبر (1391) تحلیلی بر توسعه کالبدی تبریز و تخریب اراضی کشاورزی و فضاهای سبز شهری، جغرافیا و آمایششهریمنطقه ای، شماره 4 .99-109.
- قربانی، رسول (1386) تحلیل فضایی توزیع پارکهای شهری تبریز و نارسائیهای موجود در آن، طرح تحقیقاتی، دانشگاه تبریز.
-  قربانی، رسول، تیموری راضیه (1394) تحلیل اکولوژیک عوامل کلیدی برنامه‌ریزی فضای سبز کلانشهر تبریز با استفاده از روش تحلیل ساختاری و پویش محیطی، مجله جغرافیا و برنامه ریزی،دوره 21، شماره 61، 340-319.
- محمدی ده چشمه، مصطفی، محمدی، جمال، ابافت یگانه، منصور (1386) ارزیابی کیفی نقش فضای سبز شهری و بهینه سازی استفاده شهروندان از آن در شهر کرد، مجله محیط شناسی، 33 (44)، 104-95.
- هاشمی، سید ابراهیم, کافی، محسن, هاشمی، سید محمود, خان سفید، مهدی (1388) تجزیه وتحلیل روند تغییرات فضای سبز شهری : مطالعه موردی منطقه دو تهران، فصلنامه علمی- پژوهشی علوم محیطی، دوره 6, شماره 3. 73-86.
 
- Ausubel,  J.H., (1996). Can technology spare the Earth? American Scientist 84, 166–178.
- Ayres, R.U., van den Bergh, J., (2005). A theory of economic growth with material/energy resources and dematerialization: interaction of three growthmechanisms. Ecological Economics 55, 96–118.
- Breuste J., Rahimi A., (2015), Many public urban parks, but who profits from them? The example of Tabriz, Iran, Ecological Processes, springer,  4, 1-15.
- Dye, C., (2008). Health and urban living. Science 319, 766–769.
-Etingoff, k (2016) URBAN ECOLOGY Strategies for Green Infrastructure and Land Use, Taylor & Francis Group Press.
-Feltynowski, M., Kronenberg, J., Bergier, T. Kabisch, N., Łaszkiewicz, E., Strohbach, M. W., (2018) Challenges of urban green space management in the face of using inadequate data, Urban Forestry & Urban Greening, 31, 56–66
-Guo, Z., Zhang, L., Li, Y., (2010). Increased dependence of humans on ecosystem services and biodiversity. PLoS One 5, 1–7.
-Rafiee, R., Mahiny, A. S., Khorasani, N., (2009) Assessment of changes in urban green spaces of Mashad city using satellite data, International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 11,  431–438.
-Rahimi, A., (2016). A methodological approach to urban land-use change modeling using infill development pattern—a case study in Tabriz, Iran Ecological Processes, springer, 5, 1, 1-15.
-Stow, D. A., & Chen, D. M. (2002). Sensitivity of multi-temporal NOAA AVHRR data of an urbanizing region to land use/cover changes and misregistration. Remote Sensing of Environment, 80, 297–307.
-Tuzin, B., Leeuwen, E., Rodenburg C., Peter N. (2002) Paper presented at the 38th International Planning Congress on “The Pulsar Effect” Planning with Peaks, Glifada, Athens, 21-26 September 2002.
-UN (United Nations), (2010). World Urbanization Prospects: The 2009 Revision. UN Department of Economic and Social Affairs, Population Division, New York.
-http://esa.un.org/wup2009/unup/index.asp?panel =1 Viewed 23 April 2011.
-Zhang, B., Xie, G., Li, N., Wang, S., (2015) Effect of urban green space changes on the role of rainwater runoff reduction in Beijing, China, Landscape and Urban Planning 140,  8–16.