النمو العمراني لمدينة دمنهور: دراسة بإستخدام نموذج التفاعل التلقائي للخلايا

نوع المستند : بحوث محکمة

المستخلص

تُعاني معظم المدن في جمهورية مصر العربية من مشكلات النمو العمراني و ما يتبعها من عدم كفاية الموارد المتاحة في كثير من الأحيان، و التي من أهمها مشكلات الزحف على الأراضي الزراعية المحيطة بالمدن. مما دعا العاملين في مجال تخطيط المدن و الدارسين للعمران الحضري إلى  محاولة إدارة هذه المشكلات و التنبؤ بأبعادها المستقبلية للحد منها. وقد ظهرت في الآونة الأخيرة مجموعة من المفاهيم الجديدة كالتنمية المستدامة Sustainable Development و النمو الذكي  Smart growthوغيرها ،تماشياً مع عدد من الدراسات الجغرافية التي تهدف بشكل أساسي إلى تحقيق مستوى جيد من الإدراك المكاني لأسباب و اتجاهات النمو العمراني.
وتهدف الدراسة إلى الفحص الدقيق لمراحل تطور الكتلة العمرانية لمدينة دمنهور (إحدى مدن دلتا نهر النيل) من خلال استخدام عدد من المرئيات الفضائية المتتابعة للمدينة، ومن ثم استخدام أحد نماذج محاكاة النمو العمراني في المدن لاستقراء صورة النمو المستقبلي لها، حيث تم استخدام نموذج "SLEUTH" وهو نموذج تم تطويره بجامعة كاليفورنيا الأمريكية من النموذج الأصلي المعروف بنموذج "التفاعل التلقائي للخلايا  CellularAutomata"" وذلك باستحداث خوارزمية تستند إلى الخصائص المكانية لما يجاور موقع مكانٍ ما من مواقع أخرى. وقد اعتمدت الدراسة على استخدام برامج Arc Gis 10.3 و Erdas Imagine 2012 و  SLEUTH بالإصدار 2.1 في إعداد البيانات و تحليلها و الوصول لنتائج الدراسة.
و جاء اختيار نموذج SLEUTH لإجراء الدراسة لعدد من الأسباب من أهمها: سهولة استخدامه و ملائمته لبيانات وبرامج الاستشعار عن بعد و نظم المعلومات الجغرافية المتاحة، بالإضافة لأنه يمكن مراقبة نتائجه في كل مرحلة من مراحل التشغيل، فضلاً عن إتاحة تحميل النموذج و الخطوات التفصيلية لتطبيقه من على شبكة الانترنت.
و قد تم معايرة النموذج اعتماداً على عدد من المرئيات الفضائية المتتابعة زمنياً، وعدد من الخصائص الجغرافية للمكان بهدف محاكاة سلوك أنماط النمو العمراني في مراحله المختلفة حيث تم الخروج بمقاييس دقيقة لأثر العوامل الجغرافية المختلفة على هذا النمو، و استخدامها للتنبؤ بأبعاد و محاور النمو العمراني مستقبلاً.

الكلمات الرئيسية

الموضوعات الرئيسية

النص الكامل

Most cities in the Arab Republic of Egypt suffer from the problems of urban growth and its consequent inadequacies of available resources, particularly,  the encroachment on agricultural land around cities is one of the most important manifestations of it. This has prompted urban planners and geographers to pay attention to this issue trying to manage it and predict its future trends.

A number of geographical studies have recently emerged, aimed at achieving a good level of spatial understanding of the causes, trends and  behavior of urban growth. So, the literature of geography has witnessed new concepts such as sustainable development, smart growth and modeling  tracking, by so doing, the impact of  factors influencing it at every stage.

This paper aims at studying the urban growth of Damanhur city (one of the Nile Delta cities) by investigating its stages. It applies "SLEUTH" (one of the urban growth simulation models) to extrapolate the image of the city future growth. The study uses Arc GIS (10.3) Erdas Imagine (2012) and SLEUTH (2.1) in data preparation and analysis.

The SLEUTH model has been developed from the original one, known as "Cellular Automata" at the American University of California. This has been conducted through developing of an algorithm. based on the spatial characteristics of a location and its neighbors status by the activation of a number of spatial rules in order to simulate the urban growth in its development stages.

Choosing "SLEUTH" model was for a number of reasons : its ease to use, compatibility with the remote sensing and GIS data, possibility of following results, and the model with its instructions could be downloaded from the Web.

The "SLEUTH" model was calibrated based on a number of sequential satellites images and some geographic characteristics of the studied place to simulate the growth behavior in its different stages, and then concludes precise measurements of the impact of varied geographical factors on this growth, with an aim of using it to predict the dimensions and axes of the future urban growth.

المراجع

أولاً المراجع العربية
-  أحمد علي إسماعيل  (1993)، دراسات في جغرافية المدن،دار الثقافة للنشر و التوزيع، القاهرة.
- أحمد علي إسماعيل(1980)،دراسات في سكان مصر، دار الثقافة للنشر والتوزيع، القاهرة ،ص.17.
- إسماعيل يوسف إسماعيل (2004) الدراسات العمرانية المعاصرة بتطبيقات نظم المعلومات الجغرافية، منشأة المعارف، الإسكندرية.
- فتحي محمد مصيلحي (2000) جغرافية المدن، الإطار النظري و تطبيقات عربية، الطبعة الأولى، مطابع التوحيد الحديثة، القاهرة.
- محمد السيد غلاب ، يسري الجوهري (1991) جغرافية الحضر، منشأة المعارف ، الإسكندرية .
- محمد رمزي القاموس الجغرافي للبلاد المصرية من عهد قدماء المصريين إلى سنة 1945، القسم الثاني، الهيئة المصرية العامة للكتاب، 1994،ص.20.
ثانياً المراجع غير العربية
- Asgarian, A., Amiri, B. J., & Sakieh, Y. (2014). Assessing the effect of green cover spatial patterns on urban land surface temperature using land-scape metrics approach. Urban Ecosystems, doi: 10.1007/s11252- 014-0387-7.
-Barredo, J. I., et al (2003), Modelling dynamic spatial processes: simulation of urban future scenarios through cellular automata. Landscape and Urban Planning, 64 (3), 145-160.
-Batty, M. et al. (1999,) Modeling Urban Dynamics Through GIS- Based Cellular Automata, Computers, Environment and Urban Systems, 23(3), pp. 205-233.
-Bernard, R. N. (1999), “An application of agent-based modelling to planning policy: the case of rent control,” Ph.D. Dissertation, Rutgers University.
-Campbell, J.B. (1987), Introduction to Remote Sensing, New York: The Guilford Press.
-Claire A. Jantz, Scott J. Goetz, and Mary K. Shelley, (2003), “Using the SLEUTH urban growth model to simulate the impacts of future policy scenarios on urban land use in the Baltimore/Washington metropolitan area,” Environment and Planning B: Planning and Design, vol. 30,  pp. 251.
-Clarke, K. C., & Gaydos, L. J. (1998), Loose-coupling a cellular automata model and GIS: Long-term urban growth prediction for San Francisco and Washing- ton/Baltimore International Journal of Geographical Information Science, 12, 699–714.
-Clarke, K., & Gaydos, L. (1997), A self - modifying cellular automata model of historical urbanization in the San Francisco Bay area, Environmental and Planning B: Planning and Design, 24, pp.247-261.
-Hese, S. (2008),Using SLEUTH Urban Growth Modelling Environment”, Working Note, Lehrstuhl für Fernerkundung Friedrich-Schiller-Universität Jena.
-Jantz, C. A., S. J.,et al.,( 2009), Designing and implementing a regional urban modeling system using the SLEUTH cellular urban model. Computers, Environment & Urban Systems 34:1-16.
- Jianquan Cheng, (2003) Modelling Spatial and Temporal Urban Growth, Doctoral Dissertation, Utrecht University, Netherlands.
- Lakshmi KantaKumar N, et al.( 2010), Forecasting urban growth based on GIS, RS and SLEUTH model in Pune metropolitan area, International Journal of Geomatics and Geosciences, Volume 2 Issue 2,,Volume 2, No 2, p. 573.
- Lloyd-Jones, T., and Erickson, B. (1997), “Rule-based models as planning tools: three prototypes.” .
-Mahmoud Adel Hassan (2002), Assessment of Urban Land-Use Using Geographic Information Systems Case Study: Damanhour City, Thesis Submitted to Institute of Graduate Studies and Research, Alexandria University.
-Mahiny, A. S., & Gholamalifard, M. (2007), Dynamic Spatial Modeling of Urban Growth through Cellular Automata in a GIS Environment. Int J Environ Res, 1, 272–279. NCGIA. (2011).Project Gigalopolis.
-Mask j. G., Lindsayf. E. and Gowards. N. (2000), Dynamics of urban growth in the Washington DC metropolitan area, 1973–1996, from Landsat observations, International Journal of Remote Sensing, Vol. 21, No. 18, p.3473.
-Milne, A.K. (1988), “Change Detection Analysis Using Landsat Imagery a Review of Methodology,” in Proceedings of IGARSS 88 Symposiums, Edinburgh, Scotland, 13–16 September 1988, pp. 541–544.
-Newell, A. (1997), Unified Theories of Cognition, (Harvard University Press, Cambridge, A).
-Oguz, H., Klein, A. G., & Srinivasan, R. (2007), Using the Sleuth Urban Growth Model to Simulate the Impacts of Future Policy Scenarios on Urban Land Use in the Houston-Galveston-Brazoria CMSA. Research Journal of Social Sciences, 2, 72–82.
-Olden, J. D., and Jackson, D. A. (2001), “Fish–habitat relationships in lakes: gaining predictive and explanatory insight by using artificial neural networks.” Transactions of the American Fisheries Society, 130, 878-897.
-Ridd, M. K., and J. Liu (1998), A Comparision of Four Algorithms for Change Detection in an Urban Environment., Remote Sensing of Environment, Vol.63, p. 96.
-Silva, E., et al., (2002), Calibration of the SLEUTH urban growth model for Lisbon and Porto, Portugal, Computers, Environment and Urban Systems, Vol. 26, pp. 529.
- Sui, D. Z. (1998), “GIS-based urban modelling: practices, problems, and prospects.” International Journal of Geographical Information Science, 12(7), 651-671.
-Taher Osman, Prasanna Divigalpitiya and Takafumi Arima, (2015),  Modeling urban growth scenarios in Cairo Metropolitan Region 2035, the 4 the International Conference On Computers in Urban Planning and Urban Management CUPUM, 7-10 July, Cambridge, USA..(
-Torrens, et .al. (2001),“Cellular automata and urban simulation: where do we go from here?” Environment and Planning B: Planning and Design, 28, 163-168.
-United States Environmental Protection Agency(EPA),(2000), Projecting Land-Use Change Summary of Models for Assessing the Effects of Community Growth and Change on Land-Use Patterns, Cincinnati, OH., Office of Research and development, p. 260.
-Von Neumann, J., (1966), Theory of Self - Reproducing Automata, Edited by A. W, Burks (university of Illinois, Urbana).
-Waddell, P. (2002), “UrbanSim: modeling urban development for land use, transportation and environmental planning.” Journal of American Planning Association, 68, 297-314.
-Webster, C., and Wu, F. (2001), “Coarse, spatial pricing and self-organising cities.” Urban Studies, 38(11), 2037–2054.
-White, R., and Engelen, G. (2000), “High resolution integrated modelling of the spatial dynamics of urban and regional systems.” Computers, Environment and Urban Systems, 24, 383-440.
-Wu, F., and Webster, C. T. (1998),“Simulation of land development through the integration of cellular automata and multi-criteria evaluation.” Environment and Planning B: Planning and Design, 25.
ثالثا مواقع شبكة المعلومات (Internet) :
- USGS, Project Gigalopolis: Urban and Land Cover Modeling for details and access to source code for various versions of the SLEUTH http://www.ncgia.ucsb.edu/projects/gig/Imp/implement.htm
-Helios Software Solutions, The Text Editor for Windows Text Pad, http://www.textpad.com.
- University of Maryland,Global Land Cover Facilities http://www.landcover.org.

ملفات

شارك

إرسال الاستشهاد إلى

الإحصائيات