Προσομοίωση της αστικής ανάπτυξης και των μεταβολών των LULC με τη χρήση μοντέλου Κυψελοειδή Αυτόματα – Εφαρμογή στην Ευρύτερη Περιοχής της Θεσσαλονίκης
Creators: name: Μπογδάνος, Μιχάλης Νικολάου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2023
Subjects: προσομοίωση
αστική διάχυση
δορυφορικές εικόνες
χρήσεις γης
ArcMap
QGIS
MOLUSCE
simulation
urban sprawl
satellite imagery
land uses

description: Η ανάλυση των μεταβολών των χρήσεων/καλύψεων γης (Land Use Land Cover - LULC) είναι μια συστηματική τεχνική που βοηθά στην κατανόηση της φυσικής και μη αλληλεπίδρασης των ανθρωπογενών δραστηριοτήτων με το φυσικό περιβάλλον και στην επιδίωξη της ανθεκτικότητας και τη βιώσιμη ανάπτυξη. Η έρευνα σχετικά με τα χωροχρονικά μεταβαλλόμενα μοτίβα του LULC και την προσομοίωση μελλοντικών σεναρίων μπορεί να προσφέρει μια πλήρη εικόνα των σημερινών και μελλοντικών δυνατοτήτων αστικής ανάπτυξης (Muhammad et al., 2022). Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας επιχειρείται η προσομοίωση των μεταβολών των LULC και της αστικής ανάπτυξης στην Ευρύτερη Περιοχή της Θεσσαλονίκης (ΕΠΘ) για τα έτη-στόχους 2035 και 2049. Για την επίτευξη του σκοπού αυτού θα γίνει χρήση του εργαλείου MOLUSCE που αποτελεί επέκταση του ανοιχτού κώδικα λογισμικού Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών QGIS. Ως δεδομένα θα χρησιμοποιηθούν α) οι χρήσεις γης για την περιοχή μελέτης ύστερα από επεξεργασία δορυφορικών εικόνων των ετών 2007, 2014 και 2021 με την βοήθεια του λογισμικού ArcMap και β) διάφορες χωρικές παράμετροι (πχ. πληθυσμός, απόσταση από δρόμους, γεωμορφολογία της περιοχής κτλ.). Έπειτα, με τη χρήση της μεθόδου Κυψελοειδή Αυτόματα (Cellular Automata) θα γίνουν διαδοχικές προσομοιώσεις της αστικής ανάπτυξης και των LULC για την βαθμονόμηση και επικύρωση του μοντέλου με στόχο την πρόβλεψη αυτών – για τα έτη στόχους. Με την ολοκλήρωση του μοντέλου προσομοίωσης, γίνεται ανάλυση και αξιολόγηση των αποτελεσμάτων αναφορικά με τα σύγχρονα προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι πόλεις και οι ευρύτερες περιοχές τους. Ιδιαίτερη έμφαση θα δοθεί στο φαινόμενο της αστικής διάχυσης, αλλά και στον εντοπισμό των διαφόρων πιθανών ευκαιριών και απειλών που αναμένεται να προκύψουν από την μελλοντική αστική ανάπτυξη στην περιοχή. Τα βασικά αποτελέσματα που προκύπτουν αναφορικά με την γενικότερη μεταβολή των LULC, είναι η διαχρονική αύξηση των δομημένων και γεωργικών εκτάσεων σε βάρος αυτών των φυσικών (δάση, εκτάσεις χαμηλής φυσικής βλάστησης κτλ.), οι οποίες στο πέρασμα του χρόνου θα τείνουν να μειώνονται με διακριτό απειλητικό ρυθμό. Όσον αφορά το πρόβλημα του φαινομένου της αστικής διάχυσης, ιδιαίτερη αυξητική και επεκτατική τάση θα παρουσιάσουν οι δομημένες επιφάνειες κυρίως στους εξωτερικούς Δήμους του Πολεοδομικού Συγκροτήματος της Θεσσαλονίκης (δυτικά και ανατολικά) αλλά και σε αυτούς που το περικλείουν. Ως αποτέλεσμα αναμένονται να παρουσιαστούν προβλήματα, που αφορούν συγκρούσεις χρήσεων γης, κατακερματισμός αγροτικών και φυσικών εκτάσεων, σφράγιση της γης από μη διαπερατές επιφάνειας, κοινωνικοοικονομικά προβλήματα, μείωση της αστικής ανθεκτικότητας και φυσικά η ένταση του φαινομένου της κλιματικής αλλαγής. Τέλος συμπεραίνεται πως, τα εργαλεία προσομοίωσης μεταβολών μπορούν να αποτελέσουν ένα σημαντικό εργαλείο στον πολεοδομικό και χωροταξικό σχεδιασμό αναφορικά με τη διαδικασία λήψης των αποφάσεων και την αποφυγή ή αντιμετώπιση σημαντικών χωρικών προβλημάτων, όπως είναι αυτό της αστικής διάχυσης
description: Use Land Cover (LULC) change analysis is a systematic technique that helps to understand the natural and non-natural interactions of anthropogenic activities with the natural environment and to pursue resilience and sustainable development. Research on spatiotemporal changing patterns of LULC and simulation of future scenarios can provide a complete picture of current and future urban development potential (Muhammad et al., 2022). In the context of this thesis, an attempt is made to simulate the urban development in the Greater Area of Thessaloniki (GAT) for the target years 2035 and 2049. To achieve this, the MOLUSCE tool will be used, which is an extension of the open-source Geographical Information System software, QGIS. As data will be used a) land uses for the study area after processing satellite images of the years 2007, 2014 and 2021 with the help of ArcMap software and b) various spatial parameters (e.g., population, distance from roads, geomorphology data of the area, etc.). Then, by using the Cellular Automata method, successive simulations of urban development and LULC will be made to calibrate and validate the model with the aim of predicting them – for the target years. Upon completion of the simulation model, the results will be analyzed and evaluated in relation to the contemporary problems faced by cities and their wider regions. Emphasis will be placed on the phenomenon of urban sprawl, but also on the identification of the various potential opportunities and threats expected to arise from future urban development in the region. The main results that arise regarding the general change of LULC, is the overtime increase of built-up and agricultural lands at the expense of these natural ones (forests, areas of low natural vegetation, etc.), which over time will tend to decrease with a distinct threatening pace. Regarding the problem of the phenomenon of urban diffusion, the built-up areas will show a particular increasing and expansive trend mainly in the outer Municipalities of the Urban Complex of Thessaloniki (west and east) but also in those that enclose it. As a result, problems related to land use conflicts, fragmentation of agricultural or natural areas, sealing of the land by impervious surfaces, socio-economic problems, reduction of urban resilience and of course the intensity of the climate change phenomenon are expected to occur. It is concluded that change simulation tools can be an important tool in urban and spatial planning regarding the decision-making process and the avoidance or treatment of important spatial problems, such as that of urban sprawl