سبد خرید
0

هیچ محصولی در سبد خرید نیست.

مدل عامل بنيان شیوه ای نوین در مدلسازی توسعه كاربری اراضی

 

مدل عامل بنيان شیوه ای نوین در مدلسازی توسعه كاربری اراضی

 مزايای مدل عامل-بنيان

مزيت عمده مدل عامل بنيان نسبت به مدل های بالا به پايين كه از روابط و معادلات استفاده ميكنند در سه دسته اصلی قابل بررسی است :

  • اخذ پديده برآيند: پديده برآيند يك كل مركب از اجزا است كه قابل تجزيه به اجزای ريزتر با حفظ همان خصوصيات نيست. پديده برآيند با يك الگوی پايدار ماكروسكپی تعريف می شود كه از تعاملات محلی اجزا شكل ميگيرد . بنا به تعريف، پديده برآيند نميتواند به اجزای آن سيستم شكسته شود، لذا كل آن، چيزی بيش از جمع اجزا است. در نتيجه، پديده برآيند ميتواند خصوصياتی را نمايش دهد كه جدای از خصوصيات اجزای سيستم ميباشد. برای مثال، راهبندان در سوی مخالف محل تصادف نيز شكل ميگيرد .ويژگي های پديده های برآيند، فهم و پيشبينی آنها را دشوار ميسازد. از منظری ديگر، مطالعه رفتار اجتماع اجزا بر روابط بين آنها تمركز ميكند و از آنجا كه مدل های عامل-بنيان، رفتار و تعاملات اجزای تشكيل دهنده سيستم را از پايين به بالا تعريف ميكنند، روش هايی مخروطی برای مدلسازی پديده های برآيند به شمار ميروند.
  • استفاده از محيطی طبيعی برای مدلسازي: روش عامل-بنيان از هر روش مدلسازی ديگريبيشتر به واقعيت وابسته است و از اين رو مدل عامل-بنيان ذاتًاً برای شبيه سازی افراد و اشياء به صورت بسيار واقعی مناسب است. به عنوان نمونه، مفهومسازی و مدلسازی چگونگی گريز افراد از يك ساختمان در وضعيت اضطراری بسيار ساده تر از ايجاد معادلاتی برای نمايش ديناميك چگالی جمعيت است. اما روش عامل-بنيان قادر است كه رفتار كل جمعيت را با برآيند رفتار تكتك افراد آن مدل نمايد. به طور كلی مدل عامل-بنيان در شرايطی كه رفتار افراد نتواند توسط روش های بالا به پايين مدل شود، يا رفتار افراد پيچيده باشد و يا ماهيت سيستم حالت احتمالی داشته باشد؛ مفيد و مؤثر عمل خواهد نمود.
  • انعطافپذيري، به خصوص در مورد مدل های مكاني: شبيه سازي های مكانی از تحركی كه در مدل عامل-بنيان وجود دارد منتفع ميگردند. عامل ها دارای اين قابليت هستند كه در محيطشان به جهات مختلف و با سرعتهای مختلف حركت نمايند. حركت پذيری عامل ها، انعطاف پذيری فوق العادهای به مدل عامل-بنيان ميبخشد. همسايگی نيز ميتواند از طريق مكانيزم های متنوعی تبيين شود. افزون بر آن، راه های متنوعی برای ايجاد تعاملات بين عامل ها وجود دارد، برای مثال  استفاده از محيط، شبكه يا ساختارهای ديگر در اين زمينه ميسر است. پياده سازی چنين خصوصياتی به وسيله رياضيات بسيار پيچيده خواهد بود. مدل های عامل-بنيان ميتوانند رفتارها را بر اساس تعاملات مورد نظر در فاصله و جهات خاص تنظيم نمايند. اين مدل ها يك چارچوب كاری منعطف و منسجم برای وفق دادن ميزان پيچيدگی عامل ها فراهم مي آورند. برای نمونه ميزان پيچيدگی رفتار آنان، كران عقلانيت يا خردپذيري[1]، توانايی يادگيری و نحوه تكامل آنان قابل تنظيم است. بعد ديگری از انعطاف پذيری اين مدل ها، ميزان تجميع[2] و تشريح[3] مورد استفاده است. از همين رو عامل ها ميتوانند در سطوح مختلفی از تجميع از تكعامل گرفته تا گروه های مختلفی از آنها حتی به صورت همزمان در مدل حضور يابند .

همانگونه كه دانستن مزايا و قابليت های يك مدل برای انتخاب و استفاده از آن ضروری است، دانستن محدوديتها و معايب احتمالی آن نيز، برای استفاده بهتر و مؤثرتر از آن حياتی است. به همين دليل، در اينجا به محدوديت های مدل عامل-بنيان نيز اشاره می شود.

مدل عامل بنيان

1-2- محدوديت های مدل عامل-بنيان

مفيد بودن هر مدل به اندازه هدفی است كه برای آن طراحی شده است. اين موضوع در مورد مدل عامل-بنيان نيز كاملاً صادق است. با توجه به اينكه مدل های عامل-بنيان قادرند رفتار اجزای يك پديده را مدل كنند، ضروری است تا نسبت به هدفی كه برای مدل در نظر گرفته شده است، ميزان ريز شدن در جزئيات به صورت مناسبی تعيين گردد. اين مهم بيشتر يك هنر است تا علم.

در مدلسازی عامل-بنيان بايد توجه ويژهای به نوع سيستمی كه مدلسازی می شود داشت. چراكه بايد رفتار عامل ها با طبيعت درونی آن سيستم تطبيق داده شود. برای مثال، مدلی كه برای جوامع انسانی طراحی می شود، با عقلانيت بالا، انتخاب های هدفمند و روانشناسی پيچيدهای رو به رو خواهد بود. کمی كردن، تنظيم و توجيه فاكتورهای چنين مدلی دشوار خواهد بود و همين امر سبب پيچيدگی توسعه، پياده سازی و تفسير نتايج آن خواهد شد.

از آنجا كه مدل های عامل-بنيان پديدهها و سيستم ها را در سطح جزئيات مدلسازی ميكنند، اغلب شامل متغيرهای متعددی هستند كه بايد به دقت تنظيم شوند. تنها راه برای انجام اين امر اجراهای متعدد مدل و تغيير نظام مند[4] شرايط مدل و پارامترها به منظور رسيدن به پاسخ های پايدار[5] و با ثبات است نتيجتاً از نظر عملی برای تعداد پارامترها محدوديت وجود دارد چرا كه اجرای مدل مشمول محاسبات سنگين و وقت گير خواهد شد.

از طرف ديگر متخصصان سيستم های پيچيده متذكر ميشوند كه بسياری از رفتارهايی كه در مدل های رياضی و نيز محاسباتی ارائه ميگردند، به ندرت در دنيای واقعی مشاهده ميشوند. اين نكته زمانی حائز اهميت است كه به خاطر آوريم كه مدل های عامل-بنيان حساسيت زيادی به شرايط اوليه و تغييرات هرچند كوچك در قوانين تعامل عامل ها دارند. بنابراين پيچيده كردن بيش از اندازه مدل با هدف نزديكترنمودن آن به سيستم واقعي، ممكن است منجر به نتيجه معكوس گردد.

 

1-3 توسعه كاربری اراضی و مدل عامل بنيان

گرچه مفاهيم  سادهای از مدل عامل-بنيان در حدود سال 1940 ميلادی مطرح شد، ولی به دليل نياز به محاسبات سنگين اين مفهوم عملاً در اوايل دهه 1990 با همه گير شدن رايانه های شخصی به كار گرفته شد و سپس موارد استفاده از آن به سرعت گسترش يافت. به دليل گستردگی مفهوم “عامل” پيگيری روند تاريخی آن دشوار و گسترده است. ميتوان گفت اولين تلاشها برای گذر به مدل های عامل-بنيان در مدلسازی شهری در اوايل دهه 1970 ميلادی صورت گرفت و منجر به طراحی ابزارهايی مانند [6]CAM، Metropolis و [7]CLUG گرديد. با اين وجود مبانی ضعيف اين ابزارها كه قوانين  سادهای را برای بازيگران يك مجموعه پيچيده تعريف  ميكرد به هيچ وجه مفهومی كه امروزه از عامل وجود دارد را در برنداشت و از همين رو اين ابزارها كارايی چندانی از خود نشان ندادند . بدين ترتيب نياز به مدل هايی بود كه علاوه بر خاصيت دارا بودن ريزاجزا، قابليت سياستگذاری و تصميم گيری در  رده های پايين را داشته باشند. ضعف مدل های اوليه در اين بود كه يا در مراحل اوليه  پياده سازی عملی بودند و يا بسيار خلاصه و كلی بودند كه سبب  ميشد نتوانند دارای بافتی انعطاف پذير باشند . اما با غلبه تدريجی بر ناكارآمديهای اوليه ،تواناييهای مدل های عامل-بنيان  به اثبات رسيد و استفاده از آنها رواج يافت.

همزمان با رواج استفاده از مدل های عامل-بنيان، تحقيقات در مورد استفاده از اين مدل ها در موضوعات مكان-مبنا نيز عمدتاً از اوايل دهه 1990 آغاز گرديد و همزمان در  شاخه های  مرتبطی نظير تخريب جنگلها در مناطق استوايی ، مدل های اقتصادی كاربری زمين، طراحی بوم شناختی  زمينمنظر[8] ، طراحی عمومی شهری و منطقه اي[9] ، مدلسازی رفتار عابران پياده و كارناوالهای خيابانی و در نهايت، كاربری و تغييرات كاربری زمين گسترش يافت.

بالمن[10] در سال 2002 ميلادی مدلی عامل-بنيان را برای بررسی اثر كاهش يارانه قيمتها و جايگزيننمودن پرداخت نقدی به موجب سياست سال 2000 اتحاديه اروپا در منطقه ای از آلمان به كاربرد. نتايج اين تحقيق نشان داد كه بر اساس برنامه های سال 2000، اندازه متوسط مزارع و ميزان درآمد با نرخ بيشتری افزايش خواهد يافت و همچنين توليد محصولات به دليل بازگشت سرمايه و كاهش مبالغ اجاره افزايش پيدا خواهد نمود.

در سال 2001 ميلادی اوتر[11] و همكاران برای بررسی گسترش كاربری زمين از يك مدل عامل-بنيان استفاده نمودند كه از تركيبی از چندين نوع عامل تشكيل يافته بود و  زمينه سازی برای تحقيقات بعدی در اين راستا بود . هاپ[12] در سال 2004 ميلادی روش اوتر را پيگيری نمود. وی اثر برخی از سياستهای كشاورزی بر تغييرات ساختاری منطقه را ارزيابی نمود. نتايج اين تحقيق نشان داد كه حالت های گوناگون پرداخت نوبتی بابت محصولات كشاورزی در كوتاه مدت تأثيرگذار ولی در بلند مدت فاقد اثر است.

در يك طرح پژوهشی بينالملي، منطقه كوهستانی ويتنام برای مطالعه تغييرات پوشش و كاربری اراضی انتخاب گرديد و بدين منظور چندين مدل از جمله مدل های عامل بنيان به خدمت گرفته شدند. در اين مدل ها كشاورزان نقشآفرينان اصلی هستند و به صورت عامل هايی در نظر گرفته شده اند كه در محيط فعال بوده، با توجه به شرايط اقتصادي، سطح زير كشت را تغيير داده، ميتوانند به جنگلهای اطراف نيز نفوذ نمايند. ارزيابی های اين مطالعات مدل های عامل- بنيان را دارای انطباق خوبی با روندهای استخراج شده معرفی ميكند، هرچند كه كاستلا[13] توصيه ميكند كه همواره بيش از يك مدل مورد استفاده قرار گيرد . لي[14] و همكاران نيز مدل خود ،[15]LUDAS را كه با استفاده از نرمافزار عامل-بنيان NetLogo تهيه شده است، در همين منطقه آزمودند. آنان از مدل عامل-بنيان خويش برای بررسی اثر سياست گذاری های مختلف بر تغييرات كاربری و پوشش اراضی استفاده كرده و نتايج را با استفاده از GIS نمايش دادند ولی اطلاعاتی درباره نحوه اعتبارسنجي[16] مدل ارائه ننموده اند.

ليگتنبرگ[17] و همكاران در سال 2001 ميلادی يك مدل برنامه ريزی  مكانی با تركيب شبيه سازي عامل-بنيان و اتوماتای سلولی برای مدلسازی توسعه شهری در شرق هلند توسعه دادند. در اين مدل كه در آن از بسته نرم افزاری عامل-بنيان SWARM به همراه برنامه نويسی Java استفاده شده است، دو دسته عامل حضور دارند: عامل های جستجوگر[18] كه به دنبال قطعات مناسب زمين برای توسعه هستند و عامل های طراح (مانند شهرداري) كه قادرند در عوارض مكانی تغيير ايجاد كنند. اين مطالعه از محيطی سلولی با بعد 100 متر استفاده ميكند و هر عامل قادر به توسعه 300 سلول (معادل 300 هكتار) در هر مرحله است. با استفاده از اين مدل، آينده گسترش شهری در 30 مرحله كه هر مرحله معادل يك سال در نظر گرفته می شود، شبيه-سازی شده است. با اين وجود نحوه اعتبارسنجی مدل مشخص نشده است .

مدل عامل-بنيان ديگری در سال 2003 ميلادی توسط لويبل[19] و توئتزر[20] برای ارزيابی رشد شهری در وين اتريش توسعه يافت. در اين مدل عامل ها در نقش افرادی هستند كه در پی مكانگزينی در مناطق ساخته شده و در صورت لزوم توسعه زمين ميباشند. عامل ها كه به شش دسته تقسيم ميشوند در سطح 180 زيرمنطقه با احتمالات انتخاب مختلف به جستجو برای اماكن استقرار مناسب ميپردازند. اين مدل با يك رابط كاربر تجهيز شده و در آن از محيطی سلولی با بعد 100 متر استفاده شده است. مدل مزبور توانسته است با استفاده از داده های سال 1969 ميلادی كه عمدتاً جذابيت زمين را در بر ميگيرد توسعه شهری را در سال 1999 با موفقيت شبيه سازی نمايد.

پاركر و مرتسكي[21] در سال 2004 ميلادی مدل [22]SLUDGE را برای واكاوی اثر دوری از شهر و هزينه حمل و نقل بر الگوی توسعه شهری و كاربری زمين طراحی نمودند. در اين مدل اتوماتای سلولی نماينده منظر زمين و مدل عامل-بنيان معرف تصميمات كاربران زمين ميباشد. در اين مدل تصميمات متخذه از

سوی كاربران، كاربری زمين را تعيين می كند و كاربری نيز بر تصميمات تأثيرگذار است. نتايج اجرای اين مدل مشخص نمود كه فضاهای شهری مجزا بالنسبه غير اقتصادی هستند. همچنين تقابل بين كاربری های شهری و روستايی موجب گسترش شهری به صورت فشرده می شود و ديگر اينكه تقابل بين كاربران زمين سبب ايجادتوسعه های شهری پراكنده  ميگردد .

ليگمن و يانكفسكي[23] در سال 2007 ميلادی امكانپذير بودن مدلسازی عامل-بنيان را برای سياست گذاری های مرتبط با  برنامه ريزی  شهری مورد بررسی قرار دادند. در اين تحقيق كه در آن از  نرم افزاری  استفاده شده است، دو نوع ديدگاه ArcView 3.2 همراه با CommunityViz Policy Simulator به نام دوستدار محيط زيست و طرفدار توسعه به شكل دو سناريو با توجه به نرخ رشد جمعيت و نيازهای  پيشبينی شده توسعه آتی مد نظر قرار گرفت. اين پژوهش ضمن نشان دادن نتيجه اين دو ديدگاه در كاربری های 10 سال آينده، تأكيد می كند كه مدلسازی عامل-بنيان پتانسيل خوبی برای ترسيم سياست گذاری های كاربری اراضی دارد. با اين وجود، بروز نشدن نقشه ها در هر بازه زمانی شبيهسازي، از كاستی های اين تحقيق به شمار ميرود. نويسندگان همچنين استفاده از انواع ديگری از عامل ها را جهت مدلسازی بهتر رفتار تصميم گيرندگان پيشنهاد نمودند.

در تحقيق ديگری كه در سال 2010 ميلادی توسط ديگو والبوئنا[24] و همكاران صورت گرفت، از          مدلسازی عامل-بنيان برای تعيين منظر زمين در سطح  منطقه اي[25] استفاده شد. در اين پژوهش ضمن انتخاب يك منطقه بزرگ برای اجرای مدل سعی شده است كه انواع راهبردهای تصميم گيری توسط عامل ها  پياده سازی شود. نويسنده، مزيت ارزنده اين مدل را كار در مقياس  منطقه ای و در نظر گرفتن راهبردهای مختلف تصميم گيری می داند.

تيان[26] و همكاران نيز در سال 2011 ميلادی مدلی عامل-بنيان را برای بررسی و شبيه سازی رشد شهری در شهر فونيكس[27] ايالات متحده توسعه دادند. در اين مدل سعی شده است تا ديدگاه های مختلف مقامات منطقه اي، دوستداران محيط زيست، توسعه دهندگان زمين و ساكنان به وسيله عامل ها لحاظ شود. تنوع عامل ها با تفاوت مقادير پارامترهای آنها اعمال و تنظيم يا كاليبراسيون مدل توسط داده های مربوط به دو بازه زمانی 2000 و 2010 و با استفاده از شاخص كاپا انجام شده است. سرانجام پس از دستيابی مدل به مقاديری حدود 38% برای شاخص كاپا، سه سناريو برای آينده ده ساله شهر مورد ارزيابی قرار گرفته است.

در پژوهشی ديگر در سال 2012 ميلادی كوكاباس[28] و همكاران مدلی عامل-بنيان را در محيطی برداری با استفاده از نرمافزار MATLAB پياده و به عنوان سيستمی برای پشتيبانی از برنامه ريزی  ارائه كردند. آنان پس از كاليبراسيون مدل كه به وسيله شاخص كاپا انجام شد، مدل خود را جهت بررسی سه سناريو برای رشد شهر سوري[29] در كانادا در سال 2030 مورد استفاده قرار دادند.

آنچه گذشت نشان ميدهد كه در حوزه بررسی تغييرات كاربری اراضی و توسعه شهری تا كنون مدل های عامل-بنيان متعدد و متنوعی ارائه گرديده اند. تنوع اين مدل ها و ادامه ارائه مدل های جديد نشان مي-دهد تا كنون مدلی انعطاف پذير و فراگير كه بتواند دست كم بخش عمدهای از خواسته ها ی محققان را در اقصی نقاط دنيا برآورده سازد عرضه نشده است. البته اين نكته را نيز نبايد از نظر دور داشت كه سيستم های شهری در نقاط مختلف دارای تنوع بسيار هستند و همين امر از دلايلی است كه ساخت يك مدل واحد را بسيار دشوار و چه بسا ناممكن ميسازد. از اين رو در اين پژوهش مقصود آن است كه با توجه به فرآيند بومی جستجو و توسعه ملك در ايران مدل عامل-بنيان نوينی به صورتی طراحی و پياده سازی گردد كه علاوه بر منطبق بودن بر شرايط شناخته شده، از انعطاف پذيری لازم برای به كار گرفته شدن در محيط های ديگر برخوردار باشد.

 

[1] – Rationality

[2] – Aggregation

[3] – Seggregation

[4] – Systematic

[5] – Robust

[6] – Community Analysis Model (CAM)

[7] – Community Land Use Game (CLUG)

[8] – Geological Landscape Planning

[9] Urban and Regional Community Planning

[10] – Balman

[11] – Otter

[12] – Happe

[13] – Castella

[14] – Le

[15] – Land-Use Dynamic Simulator (LUDAS)

[16] – Validation

[17] – Ligtenberg

[18] – Reconnaissance

[19] – Loibl

[20] – Toetzer

[21] – Parker and Meretsky

[22] – Simulated Land-Use Dependent on Edge-Effect Externalities (SLUDGE)

[23] – Ligmann and Jankowski

[24] – Diego Valbuena

[25] – Regional

[26] – Tian

[27] – Phoenix

[28] – Koacabas

[29] – Surrey

کلیدواژه : مدل عامل بنيان ؛
ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

توسط
تومان

تماس با ما

شماره تماس

برگشت به منوی تماس ها

اتصال به واتساپ

برگشت به منوی تماس ها

اتصال به تلگرام

برگشت به منوی تماس ها

برگشت به منوی تماس ها

برگشت به منوی تماس ها

برگشت به منوی تماس ها