مکانیابی توسعه ی شهری با منطق فازی و ترکیب خطی وزنی و تکنیک تصمیم گیری فرایند تحلیل شبکه ای - مطالعه ی موردی: شهرستان کاشان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد برنامه ریزی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران

2 دانشجوی دکترای برنامه ریزی محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران

3 استادیار گروه برنامه‌ریزی و مدیریت محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران

10.22131/sepehr.2018.31496

چکیده

ازتبعات رشد جمعیت در ایران وسعتیافتن سطوح انواع کاربریهای شهری و مسکونی و صنعتی میباشد که به ضرر اراضی کشاوررزی است. فرآیند مکانیابی مناسب برای تخصیص زمین به کاربریهای مناسب، تلاشی است برای ایجاد چارچوبی که طی آن بتوان برای رسیدن به راهحل بهینه اقدام کرد. هدف از انجام این پژوهش یافتن چهارچوبی مناسب و علمی برای شناسایی مکانهای مناسب جهت توسعهی سکونتگاههای انسانی است. روشهای مورد استفاده شامل تکنیکهای تصمیمگیری در ترکیب با سیستم اطلاعات جغرافیایی و مدلهای فازی بودهاست. در این پژوهش سعی شده با شناسایی ویژگیهای محیطی و اجتماعی و اقتصادی، مکانهای بهینه برای توسعهی شهری مشخص شود. برای ارزیابی از 13 شاخص استفادهشده است که با استفاده از دو روش تلفیقی فازی و ترکیب خطی وزنی[1] (WLC)و روش وزندهی فرایند تحلیل شبکه فازی[2]‌‌(FANP) نقشههای نهایی تناسب زمین ایجاد و دو روش مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفتند. در روش اول (فازیگاما) هر کدام از لایهها در محیط سیستماطلاعاتجغرافیایی فازی شدند و بعد از ضرب وزن  لایههای حاصل از FANP در هر یک از لایهها عملگر گامای 9/0 و5/0 و 1/0 اجرا شد. در روش دوم(WLC) لایهها بر اساس ارزشدهی انجام شده طبقهبندی شدند، سپس در وزنهای بهدستآمده از FANP ضرب شدند. در نهایت دو نقشهی نهایی بهدست آمد که این نتایج نشان میدهند که قسمتهای جنوبی شهرستان کاشان امکان توسعهی کاربری شهری بیشتر است و دو شهر قمصر و کاشان نیز بیشتر به سمت جنوب و جنوبغربی گرایش داشتهاند.



[1]- Weighted Linear Combination


[2]- Fuzzy Analytical Network Process

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Urban development locating with Fuzzy Logic, weighted linear combination and FANP Decision-Making Technique - Case study: Kashan City

نویسندگان [English]

  • bahare hajizade vadeghani 1
  • jahanbakhsh balist 2
  • saeed karimi 3
1 Ms. c of Environmental Planning, Faculty of Environment, University of Tehran
2 Ph.D Student of Environmental Planning, Faculty of Environment, University of Tehran
3 Assistant Professor of Environment Planning and Management Department, Faculty of Environment, University of Tehran
چکیده [English]

Extended Abstract
Introduction
Paying attention to sustainable urban physical development in urban development programs indicates the importance of this issue in strengthening the cultural, social and physical aspects of the city. Developers in developing countries have deeply realized that infrastructure services and facilities have also played a major role in improving the development of urban and rural areas in these countries, and emphasizes this. Finding out that improving the access of urban and rural communities to basic services is an important tool in accelerating regional development, and accepts that location-based services, in addition to impacting costs in Efficiency and utilization and their quality are also effective.
A lot of research has been done in the field of location, including the study of Sin et al. (2002) aimed at evaluating urban land use structures with an eye to sustainable development. Simpleiara et al. (2004) examined the dynamics and modeling of urban expansion with the help of GIS in the city of Manglor, India, and predicted the type of future expansion of the city. Vanakata Subways (2007) completed the article entitled "Analysis of Places for Urban Development using GIS" (Chang, 2008) using GIS and Land Multi-Fuzzy Decision-Making Model Has identified susceptible people for the establishment of an urban forest in Harlingen.
The importance and necessity of this research in the lack of methods are suitable models for locating human settlements. In decision-making for the development of human settlements, all the criteria and parameters required and involved in structured and structured models should be considered in the form of up-to-date models. The purpose of the research is to develop a suitable model for determining the appropriate sites for the development of human settlements. In this research, we have been asked to answer the following question. Is the city of Kashan capable of urban development and, if so, what is its potential and in what districts?
 
Materials and methods
The city of Kashan with an area of 20,000 square kilometers (2100 hectares) and a population of 500,000, facing the mountains on one side with its back to the desert on the other side, is located in the central region of Iran. The geographical coordinates of Kashan with an altitude of 945 meters above the sea level are 51 degrees and 27 minutes East longitude and 33 degrees and 59 minutes North latitude.
In this research, at first, data were collected and the criteria were defined and weighted by FANP. Then, using the Arc Gis software, the criterion map was created and standardized. To create the final map, the layers were combined and overlaid by the weighted linear combination method and Gamma function in fuzzy logic. Finally, the attraction map of Kashan City for urban development was created and analyzed.
The GIS-based linear weighting method (WLC) includes the following steps:
1. Defining a set of evaluation criteria and options
2. Standardize the mapping layer of each level
3. Define the weight for each criterion: meaning that a relative weight is assigned directly to each criterion map.
4. Generating the layers of standardized layer with weight: This means that we multiply the standardized layers of the weight in the respective weights.
5. Add the final score to each option using the "Gamma" for the layout of the standard weighted map.
6. Sorting options based on ratings (the best option is the option with the highest score).
 
Result and discussion
To determine the weight and prioritization of the FUZZY ANP software criteria, the purpose of the research which is suitable for urban development, is at the highest level of decision-making, and at the next level, the criteria Includes (environmental, socioeconomic and physical), and at the last level are the following criteria which are mentioned in the article 13 at the beginning of the article, and according to experts, regarding the recognition of the region the weight loss study is carried out for each of the following criteria. After weighting and performing calculations in the software, the final weight is obtained. In urban development, the highest weights are taken to the slope index and the lowest weight is considered as the index of slope (Table 2). After fuzzying and multiplying the weights by the fuzzy layers, the GAMA operator with three suffixes (0.9, 0.5, 0.1), is applied to the fuzzy layers which is shown in Fig. 7. The 0.9 gamma fuzzy operator shows the most compatible among the urban areas of Kashan with appropriate lands for urban development. Therefore, a 0.9 gamma is referred to as the final layer of appropriate land for urban use. The second coexistence method is, using the WLC linear gravity combination. In this section, all cabinet layers were classified instead of fuzzy layers, and their class values were determined. Then, in the RASTER CALCULATOR, the classified layers were multiplied by the weight of the FANP, and finally, the total layers were plotted, as shown in Fig. 8.
 
Conclusion
Based on the results of this research and the previous studies, the optimal result is the time taken by the 0.5 gamma operator, in which case its function is a combination of two operators Sam and Product. According to the final map obtained from the WLC method, urban development is more possible in the southwestern part of the city of Kashan. In the fuzzy method, the results indicate that the current location of Kashan city and its southern regions have good potential. The results of the linear weight combination method are similar to the fuzzy combination method of the current location of Kashan and its southern and southwestern regions. About 15% of the total area of the city of Kashan is suitable for urban development. Therefore, according to the obtained results, the aforementioned model including two methods and the use of the decision-making techniques, can be used as an appropriate model for studying the power of other similar regions (central regions of Iran). The development of the cities of Kashan and Qasr is more oriented towards the south and southwest.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Urban development location
  • Fuzzy logic
  • WLC
  • FANP
  • Kashan City
1. ابراهیم‌زاده، رفیعی؛ عیسی، قاسم (1388). مکان‌یابی بهینه‌ی جهات گسترش شهری با بهره‌گیری از سیستم اطلاعات جغرافیایی (gis)  شهر مرودشت.  جغرافیا و توسعه، 1388، ص45-70.
2. اکبرپور، منوری، خراسانی؛ داریوش، مسعود، نعمت‌الله (1388)، بررسی امکن توسعه شهری در شرق استان بوشهر و تعیین معیارهی لازم براساس ملاحظات زیست محیطی با استفاده از GIS، ماهنامه راه و ساختمان، شماره60 ،ص67- 56.
3. پوراحمد، حاتمی‌نژاد، حسینی؛  احمد، حسین، سید حسین، (1385). آسیب‌شناسی طرح‌های توسعه‌ی شهری در کشور . پژوهش‌های جغرافیایی شماره 58، ص 167-180.
4. پورجعفر، منتظرالحجه، رنجبر، کبیری؛ محمدرضا، مهدی، احسان (1991). ارزیابی توان اکولوژکی به منظور تعیین عرصه های مناسب توسعه در محدوده شهر جدید سهند، جغرافیا و توسعه،دوره10، شماره 28، ص11-22.
5. حسین‌زاده دلیر، هوشیار؛ کریم، حسن (1385) ، دیدگاه‌ها،عوامل و عناصر مؤثر در توسعه فیزیکی شهرهای ایران، مجله جغرافیا و توسعه ناحیه‌ای، شماره ششم
6. دهشور، دانه‌کار، آل شیخ، احمدیان؛ طهورا، افشین، علی‌اصغر، رضا (1392). شناسایی و مکانیابی فضای مناسب شهری با تأکید بر معیارهای زیست‌محیطی. فصل نامه‌ی علمی- پژوهشی آمایش سرزمین، ص 155-179.
7. رکن‌الدین افتخاری، ایزدی خرامه؛ عبدالرضا، حسن (1380). تحلیلی بر رویکرد‌های مکان‌یابی و توزیع خدمات در مناطق روستایی: بررسی تطبیقی رویکرد‌های شهری در توسعه‌ی روستایی(UFRD)  و مدل‌های تخصیص مکانی(LA).  تحقیقات جغرافیایی.
8. سرور، رحیم (1383)، استفاده از روش ای .اچ. پی در مکان‌یابی جغرافیایی(مطالعه موردی مکانیـابی جهت توسعه آتی شهر میاندوآب)، پژوهش‌های جغرافیایی، شماره49 ،ص38-19.
9. شکوئی، حسین. دیدگاه‌های نو در جغرافیای شهری. تهران: سمت، 1373.
10. عابدی، خیرخواه، اوجاقی، محمدی آشنایی،  اوجاقی؛ توحید، مسعود، مهدی، محمدحسین، محمود (1390). کاربرد ارزیابی چند‌معیاره مکانی (SMCE) در مکان‌یابی دفن پسماند شهری (مطالعه موردی شهر تبریز) . فصلنامه علمی محیط زیست شماره ی 51، ص26-36.
11. عالم تبریز، ا؛ باقرزاده آذر، م. (1388).تلفیق ANP فازی و TOPSIS تعدیل‌شده برای گزینش تأمین‌کنندة راهبردی پژوهش‌های مدیریت ، دورة 2 ،شمارة 3 ،صص 149-181 ، زاهدان.
12. عشورنژاد، غ؛ طاهری، م؛عباسپور، ر. ع. (1392).  به کار‌گیری فرایند تحلیل شبکه‌ای فازی (FUZZY ANP)  در شناسایی مکان بهینه ایستگاه‌های انتقال پسماند شهرستان اصفهان. محیط شناسی، ص 165-177.
13. قدسی‌پور، سید ح. (1389). فرایند تحلیل سلسله مراتبی AHP ، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی‌تکنیک تهران)، چاپ هشتم، تهران.
14. قرخلو، حسینی؛ مهدی، هادی (1385). شاخص‌های توسعه‌ی پایدار شهری. مجله‌ی جغرافیا و توسعه‌ی ناحیه‌ای، شماره‌ی هشتم .
15. قرخلو، پورخباز، امیری، فرجی سبکبار؛ مهدی، حمیدرضا، محمدجواد، حسنعلی (1388). ارزیابی توان اکولوژیک منطقه قزوین جهت تعیین نقاط بالقوه توسعه شهری با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی. مطالعات و پژوهش‌های شهری منطقه‌ای، دوره1، شماره 2 ، از ص: 51-68.
16. قرخلو، داودی، زندوی، جرجانی؛ مهدی، محمود، سیدمجدالدین، حسن علی (1390). مکان‌یابی مناطق بهینه‌ی توسعه‌ی فیزیکی شهر بابلسر بر مبنای شاخص‌های طبیعی. جغرافیا و توسعه ص 99-122.
17. قنواتی، دلفانی گودرزی؛ عزت‌اله، فاطمه (1392).  مکان‌یابی بهینه توسعه کشاورزی با تأکید بر پارامترهای طبیعی شهرستان بروجرد. فصلنامه‌ی اقتصاد فضا و توسعه‌ی روستایی. ص 15-32.
18. قنواتی، دلفانی گودرزی؛ عزت‌اله، فاطمه (1392). مکان یابی بهینه توسعه شهری با تأکید بر پارامترهای طبیعی با استفاده از مدل تلفیقی فازی و ANP. دو فصلنامه‌ی ژئومورفولوژی کاربردی ایران. ص 45-60.
19. کرم، عبدالامیر؛ (1383). کاربرد مدل ترکیب خطی وزنی WLC در پهنه‌بندی پتانسیل وقوع زمین لغزش. مجله‌ی جغرافیا و توسعه ص 132-146.
20. کیانی، خنجری عالم، فاضل‌نیا؛ اکبر، امیر، غریب (1388). کاربری مدل ANP در ارائه‌ی الگوهای مناسب جهت بهینه‌سازی رابطه شهر و روستا.
21. متکان، شکیبا، پور علی، نظم فر؛ علی‌اکبر، علیرضا، سیدعلی، حسین؛ (1387). مکان‌یابی مناسب جهت دفن پسماند با استفاده از GIS علوم محیطی سال ششم -  شماره‌ی دوم .ص 121-132.
22. محمدی، کاظمی؛ سیدمهدی، موسی (1380). توسعه‌ی پایدار شهری: مفاهیم و دیدگاه‌ها. تحقیقات جغرافیایی. ص 94-113.
23. میرکتولی، کنعانی؛ جعفر، محمدرضا (1390). ارزیابی توان اکولوژیک کاربری توسعه ی شهری با مدل تصمیم گیری چند معیاری MCDM و GIS (مطالعه‌ی موردی: شهرستان ساری، استان مازندران). پژوهش‌های جغرافیای انسانی، شماره ی3، ص: 75-88.
24. نگارش، حسین، (1382) کاربرد ژئومورفولوژی در مکان گزینی شهرها و پیامدهای آن، مجله جغرافیا و توسعه، بهار و تابستان، ص: 134-150.
25. Akgun, Aykut; Dag, Serhat; Bulut, Fikri; “Landslide susceptibility mapping for a landslide-prone area (Findikli, NE of Turkey) by likelihood-frequency ratioand weighted linear combination models.” Environ Geol, 2008: 1127–1143.
26.   Ayalew, Lulseged; Yamagish, Hiromitsu; Ugawa, Norimitsu; “Landslide susceptibility mapping using GIS-based.” February 21, 2004: 73-81.
27. Burrough, P. A. (1990) “Methods of Spatial analysis in GIS”. International journal of geographic information systems, 4, pp. 221 – 223.
28.  Erol, Serpİl, and Babak Daneshvar. “The DEA – FUZZY ANP Department RankingModel Applied in Iran.” JANUARY 2010.
29. Egger, Steve. “Determining a sustainable city model”, Environmental Modelling & Software: 2005.
30. H.S. Sudhira a, T.V. Ramachandra a, K.S.Jagadish, (2004). Urban sprawl: metrics, dynamics and modelling using GIS, International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, PP.29-39.
31. Herbert, D. T., & Thomas, C. J. (1997). Cities in space: city as place (3rd ed). London: David Fulton Publishers.
32. Jakobson, L., & Prakash, V. (Eds.) (1971). Urbanization and national development. Sage: Beverley Hills. Kickert, W. J. M., & Mamdani, E. H. (1978). Analysis of a fuzzy logic controller. Fuzzy Sets and Systems, 1, 29–44.
33. Lei, zhu; jing-feng, huang; “GIS-based logistic regression method for landslide susceptibility.” Journal of Zhejiang University SCIENCE A, 2007.
34. Lin, R. H. (2009). An integrated FANP–MOLP for supplier evaluation and order allocation. AppliedMathematical Modeling, 33(6), 2730–2736.
35. Liu, yan; phinn, stuart R;. “Modelling urban development with cellular.” Computers, Environment and Urban Systems, 2003: 637-658.
36. Mahini, A.salman; gholamalifard, A;. “Siting MSW landfills with a weighted linear combination methodology in a GIS environment.” International Journal of Environment Science and Technology, 2006: 435-445.
37. Merlin, Pierr(2000):Methodes Quantitative and Space Urban Publisher.University of Paris.
38. Ni-Bin Changa, G. Parvathinathanb, Jeff B. Breedenc, (2008). Combining GIS with fuzzy multicriteria decision-making for landfill siting in a fast-growing urban region, Journal of Environmental Management, PP.139-153.
39. Nikora, allen; R.lyu , michael;. A heuristic approachfor software reliability prediction.
40. Ojokoh, B. A., Omisore, M. O., Samuel, O. W., & Ogunniyi, T. O. (2012). A fuzzy logic based personalized recommender system. Pediatric Infectious Disease Journal, 2(5), 1008–1015.
41.  Pradhan, Biswajeet; “Manifestation of an advanced fuzzy logic model coupledwith Geo-information techniques to landslidesusceptibility mapping and their comparisonwith logistic regression modelling.” Environ Ecol Stat, 2011: 471–493.
42. Process”, Springer Science, LLC, pp. 1-23, 2006
43. Samuel, O.W; omisore, M.O; ojokoh, B.A;. “A web based decision support system driven by fuzzy logic for the diagnosis.” Expert Systems with Applications, 2013: 4164-4171.
44. Tadic´, Snezˇana; Zecˇevic´, Slobodan; Krstic´, Mladen; “A novel hybrid MCDM model based on FUZZY DEMATEL, fuzzy ANP and fuzzy VIKOR for city logistics concept selection.” Expert Systems with Applications, 2014: 8112–8128.
45. T. L Saaty, Vargas, L. G, “Decision Making with the Analytic Network.
46. T. L Saaty; “Decision Making with Dependence and Feedback, The.” RWS Publications. Pittsburgh, 1996.
47. Vinod K. Tewari: “Improving Access to Scrvices and Facilities in Developing Countries”, International Regional Science Review, 1992, Vol.15, No.1, PP.25-37.
48. Wei Yanga, Hao; Feng Chang, Kuei. “Combining means-end chain and fuzzy ANP to explore customers’ decision process in selecting bundles.” International Journal of Information Management, 2012: 381– 395.