انجام پایان نامه Gis | انجام جغرافیا برنامه ریزی شهری

مسأله پژوهش

شهرسازي يک فرآيند اجتناب ناپذير است که در نتيجه رشد سريع جمعيت و توسعه اقتصادي، اجتماعي به وجود ميآيد. حضور انسانها در مناطق شهري پر جمعيت به خصوص در کشورهاي در حال توسعه باعث مي‌شود که اين مناطق دائما در حال تغيير باشند. از طرف ديگر حوادث طبيعي احتمالي مثل سيل و زلزله نيز باعث تغيير چهره مناطق شهري مي‌شوند [16].
براي غلبه بر مشکلات ناشي از اين تغيير و برنامهريزي درست شهري، نياز است که از اين مناطق نقشه‌هاي به‌روز در دسترس باشد. به اين ترتيب مسأله اصلي در برنامه‌ريزي شهري، نياز مبرم به نقشه‌هاي به‌روز است. با توجه به تغييرات سريع و گسترده در مناطق شهري، توجه به تغيير پوشش‌ها و کاربري‌هاي زمين ضرورت دارد. همچنين با توجه به چگونگي گسترش شهر، پيش‌بيني تغييرات آينده و اتخاذ تصميمات اساسي و برنامه‌ريزي شهري بر مبناي اين تغييرات ضرورت دارد[1].
در دهه‌هاي گذشته بررسي تغييرات پوشش و کاربري زمين بخش مهمي از مطالعات جهاني بوده است. اين تغييرات نقش اساسي در تغيير محيط، آب و هوا، اکوسيستم و فعاليت‌هاي انساني داشته است[3].
اين تغييرات فاکتور اصلي در تغيير جهان به علت فرآيند‌هاي اکوسيستم, چرخه‌هاي شيميايي و از همه مهمتر فعاليتهاي انساني هستند. به همين علت تغيير پوشش و کاربري زمين بعنوان يک پروژه مهم در برنامه‌هاي سازمان‌هاي بين المللي مورد بحث قرار گرفته است. در ساليان گذشته توجه بيشتر, بر روي تغيير پوشش و کاربري زمين شهري بوده است. اين امر به اين علت است که اکوسيستم‌ها در نواحي شهري با وجود فعاليتهاي بشري بيشتر تحت تاثير قرار مي‌گيرند[21] .
مسأله به‌روز کردن نقشه منطقه شهري در کل دنيا يک امر ضروري و واجب است که براي برنامه‌ريزي شهري از اهميت بالايي برخوردار است[30]. استخراج تغييرات از اهميت بالايي در کاربردهاي سنتي مثل کارتوگرافي و کاربردهاي جديد مثل برنامه‌ريزي شهري و گرافيک کامپيوتري برخوردار است. به علت محدوديت منابع طبيعي فرآيندهاي به‌روزآوري و توليد پايگاه داده زميني بايد به سرعت اجرا شوند[9].
جهت شناسايي روند فعاليتهاي انسان مانند توسعه صنعتي و تبديل زمين‌هاي باير به زمين‌هاي قابل کشت, اطلاع از تغييرات پوشش و کاربري زمين در طي دوره‌هاي زماني مختلف اهميت زيادي دارد. از طرف ديگر آگاهي از اين تغييرات باعث مي‌شود که برنامه مدوني براي رسيدن به يک رشد اقتصادي قوي در اختيار باشد و به اين ترتيب رفاه اجتماعي در طي سالهاي آينده افزايش يابد[2].
پيشرفت‌هاي اخير در تکنولوژي سنجش از دور و افزايش دسترسي به تصاوير ماهواره‌اي با قدرت تفکيک بالا باعث شده است که پتانسيل زيادي در تعيين و نمايش بخش وسيعي از مشکلات محيطي در نواحي شهري به وجود آيد و به اين ترتيب برنامه مدون ذکر شده در فوق با سرعت و دقت بيشتري اجرا گردد[6].
روش سنجش از دور ماهواره‌اي به طور وسيعي در استخراج و کنترل تغيير پوشش زمين در مقياس‌هاي مختلف مورد استفاده قرار گرفته که منجر به دستيابي به نتايج مفيدي شده‌ است. اين امر به اين دليل است که سنجش از دور مجموعه داده‌هاي مکاني تهيه مي‌کند که مناطق وسيعي با جزييات مکاني و بازه زماني مناسب را پوشش مي‌دهد[8].
اگرچه در سنجش از دور استخراج اطلاعات هندسي از تصاوير در دهه اخير سرعت گرفته است, اما حوزه فتوگرامتري چندين دهه است که براي جمع آوري اطلاعات در اين زمينه استفاده مي‌شود. در موارد زيادي هدف فتوگرامتري, به روزآوري نقشه از تصاوير هوايي با مقياس بزرگ بوده است[26]. در دهه گذشته اين هدف تغيير کرده است. به اين شکل که فتوگرامتري هم اکنون براي به روزآوري يک پايگاه داده GeoSpatial (مکاني يا مکانمند) بر مبناي تصاوير هوايي اسکن شده يا تصاوير هوايي که به طور مستقيم از سنجنده‌هاي رقومي بدست آمده‌اند, استفاده مي‌شود و طبيعت داده‌هاي جمع آوري شده ‌با داده‌هاي کارتوگرافيکي قديمي متفاوت است[8].
آناليز تصوير حاصل از داده‌هاي سنجش از دوري, علمي است فراي استخراج اطلاعات از پيکسل‌هاي درون يک Scene يا تصوير[29]. در دهه‌هاي گذشته سنجنده‌هاي چند طيفي براي سنجش از دور طراحي شده‌اند که مي‌توانند از انرژي منعکس شده از اشياء گوناگون روي زمين در طول موج‌هاي مرئي و مادون قرمز نزديک طيف الکترو‌مغناطيس استفاده کنند. بعضي از سنجنده‌ها در طيف حرارتي داده تهيه مي‌کنند. در حاليکه اغلب سنجنده‌هاي تجاري امروزي, داده‌ها را در نواحي مرئي و مادون قرمز نزديک ذخيره مي‌کنند[5].
به‌روز کردن نقشه‌هاي شهري کاري دشوار و پرهزينه است. اين فرآيند دشوار مي‌تواند با مقايسه يک تصوير ماهواره‌اي از وضعيت فعلي و نقشه موجود از منطقه و يا مقايسه دو تصوير در دو زمان مختلف به شکل ساده‌تري انجام گيرد[28].  فرآيند به‌روزآوري نقشه به سه مرحله تقسيم مي‌شود که عبارتند از[2]
•    شناسايي تغييرات
•    استخراج تغييرات
•    ذخيره تغييرات
در اولين گام بايستي نوع تغييرات براي به‌روزآوري نقشه مشخص شود. به عنوان مثال تغيير از يک ناحيه باير به ناحيه ساختماني يا تغيير از يک ناحيه باير به فضاي سبز [17] .
تشخيص تغييرات عوارض ساخته دست انسان مثل ساختمان‌ها با استفاده از تصاوير ماهواره‌اي يکي از کاربردهاي مهم سنجش از دور است. با توجه به اينکه شناسايي تغييرات توسط چشم بشر کاري زمانبر و با دقت پايين مي‌باشد، توسعه روشهاي استخراج تغيير به صورت اتوماتيک امري اجتناب ناپذير مي‌شود. اين روشها در سه سطح انجام مي‌شوند: استخراج تغييرات کلي، استخراج تغييرات جزيي و آناليزهاي تغيير[9].
ميزان‌ صحت و‌ دقت تغييرات استخراج شده نيز بايد معين شود.‌ جهت شناسايي جزييات تغييرات نياز به روشهاي دقيق (در سطح جزييات) مي‌باشد. چنين تغييراتي مي‌توانند از طريق بالا رفتن قدرت تفکيک  ماهواره استخراج شوند. اين امر باعث مي‌شود که فرآيند به‌روزآوري نقشه در سطح جزييات امکان پذير گردد [19].
چندين روش اتوماتيک جهت استخراج اتوماتيک تغييرات بر اساس تصاوير ماهواره‌ايي پيشنهاد شده است. اين روشها بين روشهاي نيمه اتوماتيک و تمام اتوماتيک, روشهاي پيکسل مبنا و Object(شي) مبنا و همچنين روشهاي مبتني بر ويژگي‌هاي طيفي و مبتني بر هوش مصنوعي تغيير مي‌کنند. از طرف ديگر براي استخراج تغيير به شکل اتوماتيک دو استراتژي وجود دارد: مقايسه تصوير با نقشه و مقايسه تصوير با تصوير. روشهاي استخراج تغيير اکثرا بر اساس مقايسه تصوير با تصوير هستند. به اين صورت که پيکسل به پيکسل دو تصوير که در دو تاريخ مختلف به دست آمده‌اند, با هم مقايسه مي‌شوند و به اين ترتيب يک تصوير که تغييرات به وجود آمده در فاصله زماني معين شده را نشان مي‌دهد, به دست مي‌آيد[6]. ولي در مقايسه تصوير با نقشه از  نقشه موجود جهت پيدا کردن نواحي تغيير کرده در تصويري که اخيرا به دست آمده, استفاده مي‌شود. به دليل اينکه نقشه يک ارائه انتزاعي و کلاس‌بندي شده از حقيقت است, مسئله مقايسه تصوير با نقشه با مقايسه تصوير با تصوير متفاوت است[2].
اخيرا سنجش از دور در ترکيب با سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي و سيستم‌هاي تعيين موقعيت ماهواره‌ايي, جهت استخراج تغيير پوشش زمين استفاده شده است. نتيجه اين امر مي‌تواند به عنوان يک منبع داده در آناليز و طراحي رشد شهري و همين طور استخراج تغيير پوشش و کاربري زمين مورد استفاده قرار گيرد[7].