علوم شهری | متن کامل رایگان - شهرساز | سایت تخصصی شهرسازی با هوش مصنوعی | شهرساز

بهترین آموزش های کاربردی در شهرسازی

بهترین آموزش های کاربردی در شهرسازی را از Urbanity.ir بخواهید

خرید درب شیشه ای سکوریت با بهترین قیمت از تتراگلس

ادامه ...

اهمیت توسعه صادرات مصالح ساختمانی در اقتصاد ملی

ادامه ...

Monday, 24 June , 2024
امروز : دوشنبه, ۴ تیر , ۱۴۰۳

آخرین اخبار »

شناسه خبر : 5301

ارسال

پرینتخانه » مقالات تاریخ انتشار : 12 مارس 2024 - 3:30 | 19 بازدید | ارسال توسط : riazat

علوم شهری | متن کامل رایگان

۱٫ معرفی شهرنشینی ویژگی های جمعیتی را تغییر می دهد و چشم انداز فیزیکی محیط را دگرگون می کند [۱]و برنامه ریزی ناکافی می تواند اثرات قابل توجهی بر اجزای مختلف محیطی داشته باشد [۲]. مفهوم پایداری [۳] در پاسخ به تخریب عمومی محیط زیست معرفی شد. به ویژه، این مفهوم در سال ۱۹۷۸ هنگامی […]

۱٫ معرفی

شهرنشینی ویژگی های جمعیتی را تغییر می دهد و چشم انداز فیزیکی محیط را دگرگون می کند [۱]و برنامه ریزی ناکافی می تواند اثرات قابل توجهی بر اجزای مختلف محیطی داشته باشد [۲]. مفهوم پایداری [۳] در پاسخ به تخریب عمومی محیط زیست معرفی شد. به ویژه، این مفهوم در سال ۱۹۷۸ هنگامی که سازمان ملل متحد «آینده مشترک ما» را منتشر کرد، مورد توجه جدی قرار گرفت، جایی که این اصطلاح به عنوان «… [the] توسعه‌ای که نیازهای زمان حال را بدون به خطر انداختن توانایی نسل‌های آینده برای برآوردن نیازهای خود برآورده می‌کند. [۴]. روشن است که چگونه این تعریف برای محیط زیست و همچنین در حوزه های اجتماعی و اقتصادی اعمال می شود [۵,۶]. رهبران بین‌المللی سال‌ها بر روی یک استراتژی توسعه پایدار کار می‌کردند و در ۲۵ سپتامبر ۲۰۱۵، مجمع عمومی سازمان ملل برنامه‌ای جهانی از اقدامات مرتبط با امضای ۱۹۳ کشور عضو، به نام دستور کار ۲۰۳۰ برای توسعه پایدار، بر اساس ۱۷ توسعه پایدار، تصویب کرد. اهداف (SDGs) در نهایت به ۱۶۹ هدف تقسیم می شوند که تا سال ۲۰۳۰ به دست می آیند [۷,۸,۹,۱۰]. هر کشوری باید استراتژی توسعه پایدار خود را برای دستیابی به اهداف و اهداف تعیین کند. به طور کلی، اتحادیه اروپا استراتژی ها و سیاست هایی را برای دستیابی به اهداف دستور کار ۲۰۳۰ مانند اقتصاد دایره ای، تحقیق و نوآوری و پایداری سیستم های کشاورزی و غذایی اتخاذ کرده است.

در ایتالیا، رویکرد اجرای دستور کار ۲۰۳۰ توسط استراتژی ملی برای توسعه پایدار (SNSvS) تعریف شده است که حول پنج حوزه مداخله مطابق با “۵Ps” توسعه پایدار پیشنهاد شده توسط دستور کار ۲۰۳۰ تعریف شده است. [۱۱]. ماده ۳۴ فرمان قانونی ۱۵۲/۲۰۰۶ مناطق را ملزم می‌کند تا استراتژی‌های منطقه‌ای را برای توسعه پایدار ترسیم کنند که سهمی را برای دستیابی به اهداف استراتژی ملی مشخص می‌کند. در همین فرمان آمده است که استراتژی های توسعه پایدار منطقه ای مبنای ارزیابی اثرات زیست محیطی است [۱۲]، که مؤلفه محیطی را در فرآیند تصمیم گیری نشان می دهند [۱۳]. به طور خاص، مجوز زیست محیطی تأثیر صنعت بر محیط زیست را تنظیم می کند. در نتیجه، در چارچوب دستور کار ۲۰۳۰، که هدف آن ترویج توسعه پایدار جهانی است، ارزیابی اثرات زیست محیطی یک عنصر حیاتی در دستیابی به اهداف بلندپروازانه ترسیم شده است. در این زمینه، استفاده موثر از سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) نقش کلیدی در درک و مدیریت اثرات زیست محیطی تصمیمات برنامه ریزی کاربری زمین ایفا می کند. در واقع، تصمیم گیرندگان و برنامه ریزان کاربری زمین از GIS برای توسعه پایگاه های داده محیطی فضایی و انجام ارزیابی های زمین استفاده می کنند. [۱۴]. سیستم های اطلاعات جغرافیایی می توانند کاربردهای زیادی داشته باشند، اما در مورد برنامه ریزی شهری، کاربردهای اصلی را می توان تجسم و تحلیل فضایی دانست. [۱۵]; نقشه برداری قدرتمندترین ابزار تجسم را فراهم می کند [۱۴]. هدف این مطالعه بررسی نقش حیاتی پس پردازش داده های GIS، با توجه خاص به زمینه خاص Umbria، ایتالیا است.

Umbria با تنوع چشم‌انداز خارق‌العاده و میراث فرهنگی غنی، زمینه مناسبی برای به‌کارگیری رویکردهای جدید برنامه‌ریزی پایدار است. به ویژه، Umbria با فقدان پردازش داده های سرزمینی مطابق با دستورالعمل INSPIRE مشخص می شود، که شکافی را در ارزیابی مجوز زیست محیطی ایجاد می کند و مانع از تدوین یک رویکرد نوآورانه و یکپارچه برای سیاست پایداری می شود. هدف این مطالعه پر کردن این شکاف با هدفی دوگانه است. اول، هدف آن غلبه بر فقدان داده های سرزمینی از طریق یک رویکرد نوآورانه پس از پردازش مبتنی بر پایتون، یک زبان برنامه نویسی منبع باز است (استفاده از ابزارهای منبع باز شفافیت، دسترسی و همکاری در مدیریت داده ها را تضمین می کند). علاوه بر این، رویکرد شفافیت و مشارکت شهروندان در برنامه‌ریزی شهری و تناسب کاربری اراضی نیز با تولید داده‌های سرزمینی از مدیریت دولتی پشتیبانی می‌شود که به راحتی در یک وب‌سایت در دسترس است. ثانیا، نقشه های تعاملی را می توان به راحتی با استفاده از کتابخانه Python Folium (همچنین منبع باز) توسعه داد، که یک ابزار پویا کارآمد برای به اشتراک گذاری اطلاعات بین نهادهای عمومی درگیر در فرآیند تصمیم گیری ایجاد می کند. این ابتکار، در راستای دستور کار ۲۰۳۰، بخشی از هدف گسترده تر ارتقای قابلیت همکاری داده های سرزمینی است. معرفی پایتون با انعطاف پذیری منبع باز و قدرت محاسباتی آن، گامی مهم به سمت مدیریت قلمرو کارآمدتر و پایدارتر است. نقشه های تعاملی ایجاد شده توسط Folium نه تنها نمایش بصری واضحی از داده ها را ارائه می دهد، بلکه ارتباط موثرتر و عینی را بین سهامداران درگیر در برنامه ریزی سرزمینی تسهیل می کند.

هدف این مقاله توضیح جزئیات این است که چگونه استفاده از پایتون و فولیوم می‌تواند سهم معناداری را در زمینه ارزیابی زیست‌محیطی، ارتقای پایداری و ارائه ابزارهای عملی برای اشتراک‌گذاری اطلاعات معرفی کند. اجرای نقشه‌های تعاملی به طور قابل‌توجهی به چشم‌اندازی یکپارچه‌تر و شفاف‌تر کمک می‌کند و از تلاش‌ها برای برنامه‌ریزی سرزمینی مبتنی بر داده‌های دقیق، به هم پیوسته و پایدار محور، در راستای اهداف دستور کار ۲۰۳۰ حمایت می‌کند.

۲٫ زمینه

تحلیل تناسب کاربری زمین با هدف شناسایی مناسب‌ترین الگوی فضایی برای کاربری آتی، وظیفه بسیار مهمی است که برنامه‌ریزان و مدیران شهری با آن مواجه هستند. [۱۶,۱۷] با توجه به الزامات خاص، ترجیحات، یا پیش بینی برخی از فعالیت ها [۱۸]. همچنین در موقعیت های مختلفی مانند تعریف زیستگاه های زمینی برای گونه های جانوری و گیاهی استفاده شده است. [۱۹,۲۰]، مقرون به صرفه بودن زمین شناسی [۲۱,۲۲]، ارزیابی و برنامه ریزی منظر [۲۳,۲۴]و ارزیابی اثرات زیست محیطی [۲۵]. روش های تحلیل تناسب کاربری اراضی را می توان به عنوان روش های نقشه برداری همپوشانی طبقه بندی کرد [۲۶]. ارزیابی های زیست محیطی را می توان به دو دسته تقسیم کرد: تحلیل استراتژیک و ارزیابی اثرات زیست محیطی. هر دو نوع ابزارهای بالقوه ای برای سیاست گذاری هستند، اگرچه حوزه های کاربردی متفاوتی دارند. هدف ارزیابی‌های زیست‌محیطی استراتژیک تسهیل در نظر گرفتن اثرات بالقوه زیست‌محیطی در تصمیم‌گیری استراتژیک است و بنابراین در طرح‌ها و برنامه‌ها اعمال می‌شود. [۲۷,۲۸]. از سوی دیگر، ارزیابی اثرات زیست محیطی برای ارزیابی تاثیر یک پروژه پیشنهادی استفاده می شود [۲۹,۳۰]. بنابراین ارزیابی‌های زیست‌محیطی حوزه‌های کاربردی مختلفی دارند، اما هدف هر دو کمک به پایداری است. ارزیابی‌های زیست‌محیطی به جنبه‌های بالقوه مربوط می‌شوند و بنابراین، بررسی شرایط واقعی سرزمینی مهم است. ارزیابی‌های زیست‌محیطی طرح‌ها، برنامه‌ها و پروژه‌ها ارتباط نزدیکی با مجوز زیست‌محیطی دارند. مجوز زیست محیطی در نهایت اثرات صنعت را تنظیم می کند و مفهوم پایداری را در فعالیت های صنعتی ترویج می کند [۳۱,۳۲]. شکل ۱ آنچه را که تعریف شده است طرحواره می کند.

فرمان قانونی ایتالیا ۱۵۲/۲۰۰۶ قانون اصلی ایتالیا در این زمینه است. دستورالعمل های اروپایی مانند:

مجوز یکپارچه زیست محیطی برای فعالیت های فشرده کشاورزی و صنعتی که با خطر بالاتر برای محیط زیست مشخص می شود [۳۳];
مجوز منحصر به فرد زباله برای تاسیسات دفع و بازیافت زباله [۳۲];
مجوز منحصر به فرد زیست محیطی، که مجوزهای مختلف زیست محیطی را پوشش می دهد و برای همه دسته های شرکت های کوچک و متوسط که مشمول اشکال دیگر مجوز نیستند اعمال می شود. [۳۲].

مجوزهای زیست‌محیطی به مکان‌های خاصی مرتبط می‌شوند، و داده‌های سرزمینی امکان نمایش دقیق توزیع فضایی این فعالیت‌ها را فراهم می‌کند و نمایش نقشه‌برداری دقیق مکان‌های مربوطه را تسهیل می‌کند. در واقع، با توجه به هنر. ۵۹، بند ۱ فرمان قانونی ۸۲/۲۰۰۵ “کد مدیریت دیجیتال”: “داده های سرزمینی به معنای هرگونه اطلاعات جغرافیایی محلی است”. در این زمینه، داده های سرزمینی نیز نقش مهمی در تجزیه و تحلیل مناطق حساس یا حفاظت شده از نظر زیست محیطی دارند. مجوز زیست محیطی باید شامل این تجزیه و تحلیل باشد تا از انطباق با مقررات و محدودیت های خاص در مناطق جغرافیایی تعیین شده اطمینان حاصل شود.

داده های سرزمینی اجرای تحلیل های فضایی را برای ارزیابی اثرات زیست محیطی فعالیت های صنعتی مجاز تسهیل می کند. این رویکرد مناطقی را شناسایی می کند که حساسیت محیطی افزایش یافته یا منابع طبیعی بالقوه در معرض خطر هستند. دانش به دست آمده از چنین تحلیل هایی برای توسعه استراتژی هایی برای مدیریت موثر زیست محیطی ضروری است. داده های سرزمینی برای حمایت از تصمیم گیری ضروری هستند و باید در قالب استاندارد شده توسط همه ذینفعان درگیر در فرآیند مجوزهای زیست محیطی به اشتراک گذاشته و درک شوند. قابلیت همکاری داده های سرزمینی به توانایی آنها برای استفاده در سیستم ها یا پلتفرم های مختلف مدیریت داده برای تسهیل همکاری کارآمد و تبادل اطلاعات اشاره دارد. به طور خاص، قابلیت همکاری را می توان به عنوان معیاری از میزان توانایی سیستم ها، سازمان ها و افراد مختلف برای دستیابی به یک هدف مشترک با یکدیگر تعریف کرد. [۳۴]. برای سیستم‌های رایانه‌ای، قابلیت همکاری معمولاً بر حسب قابلیت همکاری نحوی و قابلیت همکاری معنایی تعریف می‌شود. قابلیت همکاری نحوی بر اساس فرمت‌های داده مشخص، پروتکل‌های ارتباطی و روشی است که از طریق آن ارتباطات و تبادل داده تضمین می‌شود. [۳۴]. از سوی دیگر، قابلیت همکاری معنایی زمانی اتفاق می‌افتد که دو سیستم توانایی تفسیر خودکار اطلاعات مبادله‌شده را به طور معنادار و دقیق برای تولید نتایج مفید بر اساس یک مدل مرجع تبادل اطلاعات مشترک داشته باشند. [۳۴].

در سال ۲۰۰۷، اتحادیه اروپا دستورالعمل INSPIRE (Infrastructure for Spatial InfoRmation in Europe—Directive 2007/2/EC) را برای رسیدگی به مسائل مربوط به مبادله، اشتراک گذاری، دسترسی و استفاده از داده های فضایی و خدمات داده های مکانی قابل همکاری در سطوح مختلف تصویب کرد. دولت و بخش ها این دستورالعمل از کشورهای عضو اتحادیه اروپا می‌خواهد که قوانین INSPIRE در مورد فراداده، قابلیت همکاری، خدمات شبکه، اشتراک‌گذاری داده و هماهنگی را به قوانین ملی خود منتقل کنند. [۳۵,۳۶]. دستورالعمل INSPIRE با فرمان قانونی شماره ۳۲ در ۲۷ ژانویه ۲۰۱۰ در ایتالیا اجرا شد که یک زیرساخت ملی برای اطلاعات مکانی و نظارت بر محیط زیست در ایتالیا به عنوان مرکز زیرساخت های جامعه ایجاد کرد. [۳۷]. در ایتالیا، آژانس دولتی مسئول اجرای دستورالعمل INSPIRE AgID است. نقش آن هماهنگ کردن ادارات دولتی برای دستیابی به اهداف دستور کار دیجیتال ایتالیا و ترویج تحول دیجیتالی کشور است. علاوه بر این، طبق ماده ۵۹ فرمان قانونی ۸۲/۲۰۰۵، پایگاه های اطلاعات جغرافیایی (DGBTs) پایگاه اطلاعات سرزمینی را برای ادارات دولتی تعریف می کند. کاتالوگ ملی داده های مکانی (RNDT) یک پایگاه داده است که به عنوان یک سرویس تحقیقاتی مرجع ملی برای اجرای دستورالعمل INSPIRE عمل می کند. [۳۷]. فرمان وزیر ۱۱/۲۰۱۱ قوانین فنی برای ایجاد، مستندسازی و استفاده از DGBTها را تعیین کرد. این قوانین در «قوانین فنی برای تعریف مشخصات محتوای پایگاه‌های اطلاعات جغرافیایی» و ضمیمه آن «کاتالوگ داده‌های سرزمینی – مشخصات محتوای پایگاه‌های داده ژئوتوپوگرافی» آمده است. این اسناد به عنوان مرجعی برای ایجاد پایگاه های اطلاعاتی سرزمینی عمل می کنند. در گذشته، نقشه های فنی منطقه ای برای پشتیبانی از تجزیه و تحلیل جامعه سرزمینی استفاده می شد. با این حال، با تکامل تکنولوژی و گسترش نرم افزار GIS، امکان حرکت از نقشه های فنی به DGBT ها فراهم شده است. این امکان به دست آوردن اطلاعات و توانایی کشف و تجسم قلمرو را می دهد. DGBT ابزاری است که ادارات منطقه ای و مقامات محلی را قادر می سازد تا عناصر شناختی اساسی را برای مدیریت زمین داشته باشند.

۳٫ روش ها

سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) امکان جمع آوری، ذخیره سازی، تجزیه و تحلیل، تجسم و پردازش اطلاعات به دست آمده از داده های مکانی را فراهم می کند. ویژگی کلیدی سیستم های اطلاعات جغرافیایی توانایی آنها در ارتباط دادن اطلاعات الفبایی عددی با هر عنصر جغرافیایی است که بر اساس یک سیستم مختصات معین قرار دارد. [۱۳]. ابزارهای فضایی مانند GIS در پشتیبانی از ارزیابی‌های زیست‌محیطی، نقشه‌برداری تناسب کاربری اراضی و تحلیل بسیار مفید هستند. آنها این پتانسیل را دارند که با ارائه شواهد عینی، تصمیم گیری کارآمد را تسهیل کنند. در این مورد، پلتفرم GIS مورد استفاده Quantum GIS (QGIS)، یک برنامه منبع باز است که می‌تواند مستقیماً از اینترنت بدون نیاز به مجوز دانلود شود. اپلیکیشن دسکتاپ یک بسته GIS است که از نظر قابلیت استفاده و کارایی با سایر ابزارهای تجاری قابل مقایسه است.

یکی از نقاط قوت آن، توانایی استفاده از قابلیت های پیشرفته و سازگاری با پلاگین های توسعه یافته در زبان های پایتون و سی پلاس پلاس است. [۳۸]. پردازش یک چارچوب پایتون شی گرا برای QGIS است [۳۹]. در واقع، پایتون، با نحو واضح و منعطف خود [۴۰]، یک محیط توسعه ایده آل برای ایجاد اسکریپت ها و ابزارهایی برای مدیریت اطلاعات جغرافیایی فراهم می کند. بنابراین، پردازش جغرافیایی مبتنی بر پایتون، یک روش پیشرفته برای تجزیه و تحلیل و دستکاری داده‌های مکانی است. این رویکرد به تحلیلگران و توسعه دهندگان اجازه می دهد تا به طور خودکار عملیات پردازش فضایی پیچیده را انجام دهند و کارایی و دقت تجزیه و تحلیل جغرافیایی را بهبود بخشند. بسیاری از محبوبیت پایتون همچنین به خاطر کتابخانه های برنامه نویسی کاملاً در دسترس آن است که می توانند در تمام سیستم عامل ها و پلتفرم های اصلی استفاده شوند. [۴۱]. در ژئوپردازش، توانایی پایتون برای مدیریت داده های برداری توسط کتابخانه های تخصصی مانند Json، Folium و Shapely افزایش می یابد. این کتابخانه‌ها پایتون را قادر می‌سازد هندسه را دستکاری کند، بافر ایجاد کند، کوئری‌های فضایی را انجام دهد و موارد دیگر. پایتون به طور فزاینده ای به عنوان یک زبان کلیدی در زمینه پردازش جغرافیایی شناخته می شود و راه حلی قدرتمند و در دسترس برای مدیریت و تجزیه و تحلیل داده های جغرافیایی ارائه می دهد. کتابخانه Json ارتباط بین پایتون و نرم افزار GIS را تسهیل می کند. داده های جغرافیایی از GIS را می توان به فرمت GeoJSON برای پردازش در پایتون صادر کرد. از کتابخانه Folium می توان برای ایجاد نقشه های تعاملی با درج داده ها در قالب GeoJSON استفاده کرد. روش دیگر، Shapely می تواند داده های جغرافیایی را قبل از تجسم به چند ضلعی های قابل ویرایش تبدیل کند. این یک محیط توسعه تعاملی (IDE) است که به کاربران امکان می دهد اسنادی حاوی کد زنده، معادلات، تجسم ها و متن روایت را ایجاد و به اشتراک بگذارند. JupyterLab یک ابزار ارزشمند برای تحلیل فضایی است. ادغام آن با پایتون و پشتیبانی از کتابخانه های مختلف علوم داده، آن را به یک انتخاب عالی برای تحلیلگران و توسعه دهندگان تبدیل کرده است. JupyterLab برای ادغام اسکریپت های geoprocessing مبتنی بر پایتون استفاده می شود، که یک رویکرد مشارکتی و تعاملی را برای تجزیه و تحلیل جغرافیایی امکان پذیر می کند. ادغام JupyterLab می تواند گردش کار کلی را با ارائه یک رابط همه کاره و پویا برای کاوش، پردازش و تجسم اطلاعات مکانی افزایش دهد. تمامی نقشه ها و اطلاعات مورد تجزیه و تحلیل در کار حاضر با استفاده از ابزارهای فوق تولید شده است. نقشه های تولید شده نمایشی بصری از داده های جغرافیایی را ارائه می دهند که تعاملی است و به راحتی قابل کاوش است. کاربران می توانند بزرگنمایی یا کوچکنمایی کنند، برای اطلاعات بیشتر روی عناصر نقشه کلیک کنند، یا مناطق مختلف را کاوش کنند.

۴٫ مورد مطالعه

مورد آزمایشی مورد بررسی در اومبریا، منطقه ای از ایتالیا قرار دارد که مساحتی معادل ۸۴۵۶ کیلومتر را پوشش می دهد.^۲ و دارای جمعیت ۸۵۱۲۵۱ نفر از سال ۲۰۲۳ است. Umbria به دلیل ترکیب منحصر به فرد از ویژگی های جغرافیایی، زیست محیطی و اقتصادی انتخاب شد. این در قلب ایتالیا واقع شده است و زمینه ای متمایز را فراهم می کند که با طیف وسیعی از فعالیت های صنعتی همراه با چشم انداز مهم مشخص می شود. Umbria به دلیل منابع طبیعی فراوان و بخش های صنعتی متنوع، فرصتی عالی برای مطالعه تأثیر فعالیت های انسانی بر محیط زیست ارائه می دهد. توجه به این نکته حائز اهمیت است که تصمیمات مربوط به فعالیت های صنعتی می تواند بر هر جنبه ای از چشم انداز تأثیر بگذارد. Umbria با ویژگی‌های متنوع محیطی و چشم‌انداز و بخش‌های مختلف صنعتی، فرصتی عالی برای تجزیه و تحلیل عمیق پایداری محیطی فراهم می‌کند. این منطقه با چالش های مبرم مرتبط با شهرنشینی و برنامه ریزی فضایی مواجه است که نیازمند تعادل دقیق با پایداری محیطی است. فقدان اطلاعات دقیق سرزمینی در مورد مجوز زیست محیطی فرصتی متمایز برای توسعه یک رویکرد جدید است که این جنبه های حیاتی را در نظر می گیرد. هدف، معرفی یک روش تحلیلی نوآورانه است که فرآیند صدور مجوز را با استفاده از داده‌های دقیق سرزمینی و عملکردهای پیچیده ژئوپردازش ساده می‌کند. هدف رویکرد پیشنهادی گسترش فراتر از ساده‌سازی فرآیند صدور مجوز است و در عوض بر یک چشم‌انداز بین‌رشته‌ای گسترده‌تر که شهرنشینی، برنامه‌ریزی فضایی و پایداری محیطی را در بر می‌گیرد، تمرکز می‌کند. در نتیجه، Umbria به عنوان یک مطالعه موردی برای مجوزهای زیست محیطی عمل می کند و زمینه منحصر به فردی را برای توسعه راه حل های نوآورانه فراهم می کند. راه‌حل‌هایی که شهرنشینی، برنامه‌ریزی فضایی و پایداری محیطی را به شیوه‌ای هماهنگ ادغام می‌کنند، می‌توانند به یک رویکرد جامع‌تر و پایدارتر برای مدیریت سرزمینی کمک کنند. Umbria به عنوان یک نمونه عالی از همزیستی متوازن بین توسعه صنعتی و حفظ میراث طبیعی آن عمل می کند.

۵٫ داده ها

فرآیند تولید داده های سرزمینی مطابق با دستورالعمل INSPIRE و ترویج درک یکنواخت و استاندارد از برنامه ریزی زیست محیطی با تجزیه و تحلیل کامل مجوزهای زیست محیطی صادر شده توسط منطقه Umbria آغاز شد. این مجوزها که در وب‌سایت منطقه Umbria قابل دسترسی هستند، از طریق بحث‌های مشترک با نمایندگان منطقه‌ای و ارزیاب‌های مجوز محیطی مورد بررسی قرار گرفتند. پس از تکمیل این مرحله، مرحله بعدی نقشه برداری از فعالیت های صنعتی مشمول مجوز زیست محیطی در QGIS بود. مکان یابی صحیح با استفاده از شماره برگه ثبت زمین و شماره قطعه ثبت زمین تعریف شده در مجوز زیست محیطی موجود در وب سایت منطقه Umbria تعیین شد. سرویس نقشه وب Agenzia delle Entrate (WMS) و نقشه ماهواره‌ای Google، که با استفاده از افزونه Quick Map Service QGIS به دست آمده‌اند، برای بومی‌سازی فضایی فعالیت‌های صنعتی مشمول مجوز محیطی در اومبریا استفاده شدند. توجه به این نکته ضروری است که هندسه بردار مرجع انتخاب شده برای این مطالعه چند ضلعی است. سپس ویژگی های مرتبط با عناصر جغرافیایی تعریف شده شناسایی شدند. داده های مربوط به این ویژگی ها از اسناد موجود در مجوز زیست محیطی به دست آمده است. این پروژه از ایجاد داده های مکانی پایه به یک پایگاه داده جغرافیایی با ویژگی ها پیشرفت کرد. این مرحله بسیار مهم است زیرا هدف ما نه تنها پیاده‌سازی داده‌های مکانی، بلکه توصیف آنها با ویژگی‌هایی بود که تفسیر دقیق‌تری از اطلاعات مکانی را ممکن می‌سازد. داده های مکانی تولید شده باید مطابق با زیرساخت های سطح اروپا برای اطلاعات مکانی مطابق با تعریف بالا باشد. این مطالعه به “کاتالوگ داده های سرزمینی – مشخصات محتوایی برای پایگاه های داده ژئوتوپوگرافیک” اشاره دارد. کاتالوگ مشخصات محتوایی را برای پایگاه‌های اطلاعاتی سرزمینی تعریف می‌کند، به‌ویژه شناسایی داده‌های سرزمینی که جنبه‌های طبیعی و انسانی یک قلمرو را نشان می‌دهند و توصیف می‌کنند. داده ها در لایه ها، مضامین و کلاس ها با مشخصات صریح روابط و محدودیت هایی که آنها را مشخص می کند، سازماندهی می شوند. ساختار کاتالوگ شامل کلاس‌هایی است که نمایش نوع خاصی از شی سرزمینی را تعریف می‌کنند، از جمله ویژگی‌های آن، ساختار داده، قوانین اکتساب، و رابطه آن با اشیاء دیگر. لایه‌ها و مضامین برای طبقه‌بندی استفاده نمی‌شوند، بلکه کلاس‌ها را بر اساس مورفولوژی یا عملکردشان گروه‌بندی می‌کنند. این گروه بندی توصیف یا مشخصات کلاس های درون آنها را ساده می کند. هر لایه با یک نام، یک نام الفبایی و یک کد عددی دو رقمی برای رمزگذاری کلاس ها و ویژگی های آنها مشخص می شود. یک توضیح لایه نیز ارائه شده است که اشیاء جمع آوری شده در لایه، ویژگی های مشترک آنها و روابط مهم بین آنها را توصیف می کند. در مورد موضوع، تعریف نام موضوع، کد عددی و توضیحات ضروری است. نام یک علامت الفبایی است، در حالی که کد عددی شامل دو رقم است که مربوط به یک موضوع شماره گذاری شده در لایه است. این کد برای کدگذاری عددی کلاس ها و ویژگی های آنها استفاده می شود. توضیحات اطلاعاتی در مورد اشیاء جمع آوری شده در موضوع، ویژگی های مشترک آنها و روابط مهم بین آنها ارائه می دهد. هر کلاس با یک نام الفبایی مشخص می شود. مدرک هندسی؛ یک کد الفبایی؛ و یک کد عددی شش رقمی متشکل از دو رقم از کد لایه، دو رقم از موضوع، و دو رقم مربوط به شماره‌گذاری کلاس در درون زمینه.

در نهایت، مشخصات تعریف شده برای تولید داده های سرزمینی جامع، که شامل تعاریف فضایی و اسناد در قالب فایل شکل است، دنبال شد.

۶٫ آزمایش ها و نتایج

رویکرد توسعه یافته در این مطالعه را می توان به عنوان یک رویکرد گام به گام توصیف کرد. ابتدا داده های سرزمینی تعریف شده و سپس برای پردازش بیشتر در JupyterLab و Python به فرمت GeoJSON تبدیل شدند. علاوه بر این، از کتابخانه Python Folium برای ایجاد نقشه های تعاملی استفاده شد که امکان تجسم داده ها را بر روی یک نقشه تعاملی فراهم می کرد. در واقع، فایل html حاصل را می توان به راحتی در یک وب سایت به اشتراک گذاشت. نقشه های ایجاد شده به یک نمایش کارتوگرافی ایستا برای این مقاله صادر شد. تمرکز این مطالعه بر برجسته کردن عملکرد نقشه های تعاملی و پتانسیل آنها برای به اشتراک گذاری اطلاعات در طول فرآیند ارزیابی و صدور مجوز است. بدیهی است که برای ارائه بهترین نقشه های تعاملی و نشان دادن پتانسیل موجود در آنها، لازم بود از تجزیه و تحلیل تنها دو نوع داده سرزمینی شروع شود: فعالیت های صنعتی مشمول مجوز یکپارچه زیست محیطی و زباله های منحصر به فرد. مجوز، همانطور که در نشان داده شده است شکل ۲.

نمایش بصری مرزهای شهرداری نشانه روشنی از توزیع فضایی فعالیت‌های صنعتی جغرافیایی را ارائه می‌دهد. به منظور ارزیابی توزیع سرزمینی، نقشه جدیدی ایجاد شد. نقشه از رنگ های مختلف برای نشان دادن تراکم عددی خاص فعالیت های صنعتی استفاده می کند. شکل ۳ بخشی از نقشه را نشان می دهد که از آن می توان دید که ترنی دارای تراکم بیشتری از فعالیت های صنعتی است که مشروط به مجوز یکپارچه زیست محیطی و مجوز منحصر به فرد زباله است و پس از آن نارنی، اسپولتو و پروجا قرار دارند. بنابراین، این شهرداری ها نیازمند توجه بیشتری در فرآیند تصمیم گیری برای فعالیت های صنعتی جدید هستند.

پردازش سریع و تجسم اولیه پتانسیل قابل توجه این ابزار را نشان داد. متعاقبا، داده های سرزمینی جدید و انواع دیگر فعالیت های صنعتی مشمول مجوزهای زیست محیطی گنجانده شد. انتخاب نهایی شامل فعالیت های زیر بود:

سیستم های دفع زباله (محل های دفن زباله عملیاتی، محل های دفن زباله پس از عملیات، و محل های دفن بسته)؛
سیستم های بازیافت و/یا دفع زباله (تاسیسات بازیافت ساده، بازیافت و/یا دفع زباله مشمول مجوز یکپارچه زیست محیطی، و تاسیسات بازیافت و/یا دفع زباله مشمول مجوز منحصر به فرد زباله)؛
تاسیسات سوزاندن و بازیافت انرژی؛
صنایع کمپوست سازی؛
صنایع مشمول مجوز یکپارچه زیست محیطی؛
کشاورزی فشرده و غیر متراکم (کشاورزی فشرده مشمول مجوز یکپارچه زیست محیطی، کشاورزی غیر متراکم مشمول مجوز منحصر به فرد محیطی، و کشاورزی غیر متراکم مشمول مجوز عمومی برای انتشار گازهای گلخانه ای در جو).
صنایع در معرض خطر حوادث بزرگ؛
صنایعی که در آنها انتشار مواد مورد استفاده در چرخه های تولید به عنوان سرطان زا، سمی برای تولید مثل، جهش زا، یا با سمیت و ماندگاری تجمعی بالا طبقه بندی می شود (ماده ۲۷۱، بند ۷-bis، فرمان قانونی ۱۵۲/۲۰۰۶).

با این حال، ارزیابی‌کنندگان مجوز زیست‌محیطی منطقه‌ای نیز در نظر گرفتن فعالیت‌های اضافی که نیازمند توجه دقیق هستند، از جمله فعالیت‌های معدنی (معادن معدن و معادن)، کارخانه‌های تصفیه، آنتن‌های رادیویی و ویدئویی، و صنایع تولید انرژی از منابع تجدیدناپذیر و تجدیدپذیر را پیشنهاد کردند. پس از تکمیل فرآیند محلی سازی، مشخص شد که اثرات تجمعی باید در نظر گرفته شود. رویکرد انتخاب شده در نظر گرفتن یک بافر دایره ای در اطراف هندسه های چند ضلعی بود زیرا مناطق حایل دایره ای معمولاً در ارزیابی های محیطی استفاده می شوند. [۴۲]. اندازه بافر ۱٫۵ کیلومتر بر اساس تجربه ارزیاب های مجوز محیط زیست منطقه ای و ابعاد مرزهای شهرداری انتخاب شد. پس از ایجاد بافرها در اطراف داده های سرزمینی، یک نامگذاری تعریف شده به تعداد قابل توجهی از بافرهای تولید شده اختصاص داده شد. تعریف این کدها را می توان در میز ۱. به منظور کمی سازی بصری مقدار داده ها، نقشه نشان داده شده در شکل ۴ تولید شد.

برای انجام تجزیه و تحلیل محلی دقیق تر، ما یک مورد آزمایشی را در منطقه Umbria انتخاب کردیم. این ما را قادر می سازد تا یک رویکرد آبشاری را توسعه دهیم که می تواند حتی در پیچیده ترین موارد نیز اعمال شود. مورد منتخب ما شهرداری تودی است که در استان پروجا واقع شده است و در سال ۲۰۲۲ دارای جمعیت تخمینی ۱۵۷۲۴ نفر است. تودی با طیف وسیعی از فعالیت های صنعتی از کشاورزی تا بازیافت زباله مشخص می شود. تحلیل قبلی ۶۴ فعالیت صنعتی را در محدوده شهرداری شناسایی کرد. جدول ۲ انواع فعالیت های صنعتی واقع در تودی را خلاصه می کند و برای این مطالعه در نظر گرفته شده است.

مجدداً تصمیم گرفته شد بافرهایی به طول ۱٫۵ کیلومتر در اطراف صنایع مستقر ایجاد شود. این انتخاب بر اساس ملاحظات مربوط به ویژگی های خاص داده ها و اهداف تجزیه و تحلیل به منظور به دست آوردن نمایش دقیقی از روابط فضایی بود. در این مرحله، تجزیه و تحلیل مهم است شکل ۵.

شناسایی مناطق تقاطع بین بافرها یک گام مهم است زیرا اطلاعات دقیقی در مورد میزان همپوشانی ارائه می دهد. رنگ قرمز-قهوه ای در تجسم برای برجسته کردن سطوح مختلف همپوشانی انتخاب شد که امکان تفسیر بصری سریع را فراهم می کرد. وجود همپوشانی نشان‌دهنده تمرکز بالای صنعتی در مناطق خاص است که بر نیاز به بررسی بیشتر در این زمینه‌های خاص تاکید دارد. این روش برای تحلیل فضایی یک چارچوب جامع و آموزنده برای درک روابط بین هندسه های واقع ارائه می دهد. درک کاملی از توزیع جغرافیایی داده‌های مورد بررسی را امکان‌پذیر می‌کند و پایه‌ای قوی برای تصمیم‌گیری آگاهانه و تحقیقات بیشتر فراهم می‌کند.

که در شکل ۵، تعداد کل تقاطع ها با ترسیم بافرها در مقیاس رنگی نشان داده می شود. این به شناسایی مناطقی که چند بافر در آنها تلاقی می کنند کمک می کند. معادله (۱) برای شناسایی تعداد تقاطع ها استفاده شد، جایی که i و j نشان دهنده بافرها هستند. برای اختصاص یک مقدار به تقاطع های تکراری،

ن_{۰} (ساعت)

برای هر نقطه از منطقه مورد بررسی محاسبه شد. در هر بافر، بخش‌های مختلفی از رنگ‌های مختلف با در نظر گرفتن فاصله نسبت به مختصات مرکز ایجاد می‌شود:

$ن_{o} (ایکس) = \sum_{من}^{n} r_{من} (ایکس)$

(۱)

جایی که

$r (ایکس) = ۱$ چه زمانی ایکس هست در منبافر ام (۰ در غیر این صورت).
n تعداد واقعی چند ضلعی ها است.
ایکس نشان دهنده بردار مختصات جغرافیایی است.

با این حال، مهم است که به یاد داشته باشید که هر بافر باید بر اساس نوع شناسی خاص خود ارزیابی شود. فعالیت‌های صنعتی اثرات متفاوتی بر محیط‌زیست دارند و تعیین ارزش‌های خطر برای هر نوع مهم است. در ابتدا، سه مقدار خطر تعریف شد که هر کدام با نوع خاصی از مجوز زیست محیطی مرتبط است: مجوز زیست محیطی یکپارچه، مجوز منحصر به فرد زباله، و مجوز منحصر به فرد زیست محیطی. با این حال، یک مقدار چهارم ضروری بود، زیرا کشاورزی فشرده در مجوز یکپارچه زیست محیطی گنجانده شده است، اما به دلیل سطح بالای آلودگی آن می توان به طور جداگانه در نظر گرفت. فرآیند صدور مجوز شامل تجزیه و تحلیل سرزمینی نه تنها از فعالیت‌هایی است که به مجوزهای زیست‌محیطی نیاز دارند، بلکه فعالیت‌های دیگری مانند استخراج، تصفیه، و سیستم‌های رادیویی و ویدئویی را نیز شامل می‌شود. برای دستیابی به یک طبقه بندی جامع، ارزش خطر چهارم را اضافه کردیم و طبقه بندی را به سایر فعالیت هایی که مدرسان منطقه ای برای فرآیند مجوز مهم تشخیص داده اند، گسترش دادیم. به طور خلاصه، مقدار ۱ با فعالیت‌های صنعتی مرتبط است که نیازمند مجوز منحصر به فرد محیطی و سایر فعالیت‌های کم خطر هستند که وقتی همراه با فعالیت‌های صنعتی در نظر گرفته می‌شوند، مهم هستند، مانند سیستم‌های رادیویی و ویدئویی. مقدار ۲ به فعالیت هایی اختصاص داده شده است که خطرات زیست محیطی بالاتری نسبت به سطح ۱ دارند. این مقدار می تواند به فعالیت هایی مانند معدن کاری یا کشاورزی غیر متراکم مرتبط باشد که اثرات قابل توجهی بر محیط زیست دارند. به فعالیت‌های صنعتی که آلودگی ایجاد می‌کنند و تحت بررسی‌های دوره‌ای در مورد تصفیه پسماند یا انتشار صنعتی مواد خطرناک هستند، مقدار سه تعیین می‌شود. این شامل فعالیت هایی مانند تصفیه زباله و عملیات صنعتی در مقیاس بزرگ است که تحت یک مجوز منحصر به فرد زباله یا مجوز یکپارچه زیست محیطی قرار می گیرند. این مجوزها اغلب به دلیل میزان بالای آلودگی مرتبط با هر دو ارتباط نزدیکی دارند. ارزش ۴ با فعالیت هایی مرتبط است که به تجزیه و تحلیل خاصی از مواد بالقوه آلاینده یا خطرناک تولید شده توسط عملیات آنها برای اهداف مجوز نیاز دارند. به عنوان مثال، کشاورزی فشرده یا صنایعی که مواد سرطان زا یا سمی منتشر می کنند. توجه به این نکته ضروری است که این مقادیر نباید تجربی در نظر گرفته شوند. در عوض، آنها باید به عنوان یک ارزیابی اولیه از سطوح خطر در ارزیابی اثرات تجمعی دیده شوند. این ارزیابی بر اساس گفتگو با کارشناسان منطقه ای است و با سطح پیچیدگی فرآیند صدور مجوز مطابقت دارد. در نتیجه، آنها ابزار مهمی برای تعیین کمیت ریسک و ارزیابی اثرات تجمعی بر اساس دانش مناطق و فعالیت‌های صنعتی هستند. جدول ۳ ارزش های خطر مرتبط با فعالیت های صنعتی واقع در تودی را تعریف می کند.

به طور خاص، مقدار خطر ۴ نشان‌دهنده یک فعالیت صنعتی با انتشار آلاینده‌ها و خطرات شیمیایی بالا است که نیاز به تجزیه و تحلیل کامل مجوز زیست محیطی دارد. در این مورد، یک نقشه جدید برای نشان دادن سطوح خطر مرتبط ایجاد شد. افسانه در شکل ۶ از یک مقیاس رنگی از نارنجی تا قرمز برای نشان دادن افزایش مقادیر خطر استفاده می کند.

با در نظر گرفتن مجموع وزنی کل همپوشانی ها، می توان سطح دانش عمیق تری را برای هر چندضلعی همپوشانی به دست آورد.

ن_{o_{w}}

برآورد با استفاده از مقادیر خطر بر اساس معادله (۲). به این ترتیب همپوشانی ها از نظر خطر وزن می شوند.

$ن_{o_{w}} (ایکس) = \sum_{من}^{n} r_{من} (ایکس) \cdot v_{من} (ایکس)$

(۲)

جایی که

$r (ایکس) = ۱$ چه زمانی ایکس هست در منبافر ام (۰ در غیر این صورت).
n تعداد واقعی چند ضلعی ها است.
ایکس نشان دهنده بردار مختصات جغرافیایی است.
v مقدار خطر برای هر همپوشانی است.

شکل ۷ مناطق همپوشانی را با توجه به آنها رنگ آمیزی نشان می دهد

ن_{o_{w}}

ارزش های. مناطق تاریک تر به توجه ویژه در فرآیند تصمیم گیری نیاز دارند، زیرا آنها مکان هایی را نشان می دهند که اثرات زیست محیطی فعالیت های فردی با اثرات زیست محیطی فعالیت های مجاور انباشته می شود. بنابراین، این مناطق مستحق سطح بالاتری از توجه در ارزیابی های زیست محیطی و روش های صدور مجوز هستند. ایجاد صنایع جدید یا فعالیت های انسانی در این مناطق ممکن است خطراتی را هم برای محیط زیست و هم برای سلامت انسان ایجاد کند. شکل ۷ نسخه به روز شده است شکل ۵، ارائه سطح بالاتری از دانش با در نظر گرفتن مقادیر خطر چند ضلعی های منفرد.

به این ترتیب، شکل ۷ می تواند نشان دهد که کدام منطقه محلی ممکن است به تجزیه و تحلیل دقیق نیاز داشته باشد. مثلا، شکل ۸ بزرگنمایی از را نشان می دهد

ن_{o_{w}}

نقشه با تصاویر ماهواره ای پوشانده شده است. این می تواند برای راهنمایی ملاحظات دقیق تر بسیار مفید باشد.

شکل ۹ هیستوگرام مقادیر خطر را بر اساس تابع سطح در متر مربع نشان می دهد. این طرح برای تحلیل عمیق‌تر تأثیر جهانی و تحلیل دقت و سودمندی همپوشانی مفید است. مقیاس مساحت لگاریتمی برای تجسم بهتر است. حداکثر مقدار منطقه آسیب دیده مربوط به مقدار خطر ۵ است که با توجه به اینکه حداکثر مقدار خطر یک بافر فردی می تواند به ۴ برسد، نسبتاً کم است. همانطور که در شکل ۷، حداکثر مقدار از

ن_{o_{دبلیو}}

به ۲۵ رسیده است و هنگام در نظر گرفتن گسترش شهرداری، منطقه نسبتاً کوچکی را تحت تأثیر قرار می دهد. با این حال، مناطق بزرگی وجود دارد که تحت تأثیر ارزش‌های خطر بالا قرار گرفته‌اند. می توان مشاهده کرد که به طور کلی، مقادیر خطر با کاهش منطقه تحت تأثیر افزایش می یابد.

۷٫ نتیجه گیری

این مطالعه نقش حیاتی پس پردازش داده های GIS را در ارزیابی های زیست محیطی، با تمرکز ویژه بر منطقه Umbria در ایتالیا ارائه می دهد. فقدان اولیه داده‌های سرزمینی مرتبط با مجوزهای زیست‌محیطی، شکاف مهمی را برای برنامه‌ریزی سرزمینی مؤثر و ارزیابی‌های استراتژیک هدفمند نشان می‌دهد. این رویکرد داده های سرزمینی را به عنوان یک عنصر حیاتی برای تعریف یک دیدگاه جامع و عینی از شرایط محیطی، هم از نظر کیفی و هم از نظر کمی در نظر می گیرد. ادغام ژئوپردازش پتانسیل قابل توجه این نوع داده را برجسته کرده است که توسط پلتفرم های منبع باز پشتیبانی می شود که تجزیه و تحلیل رایگان و به اشتراک گذاری کار را تسهیل می کند. استفاده از نقشه‌های تعاملی به طور خلاصه در این مطالعه معرفی شد، اما ابزاری قدرتمند برای ساده‌سازی تجسم داده‌های سرزمینی و در دسترس ساختن آن‌ها بدون مهارت یا نرم‌افزار خاص است و در کارهای آینده مورد توجه قرار خواهد گرفت. کلید توانایی ترویج اشتراک اطلاعات و رویکردی عینی به تصمیمات زیست محیطی است که عناصر ضروری برای مدیریت یکپارچه پایدار سرزمینی است. Umbria ثابت کرده است که یک آزمایشگاه ایده آل برای نشان دادن اینکه چگونه فناوری های جدید می توانند بر کمبود داده های مربوط به سرزمینی غلبه کنند. تجزیه و تحلیل همپوشانی بافر در مناطق صنعتی پتانسیل تحقیقات بیشتر و توسعه آینده را برجسته کرده است.

این مطالعه نشان دهنده اولین گام به سمت یک رویکرد جامع تر و نوآورانه تر به مدیریت زمین است. به منظور توسعه بیشتر تکنیک فعلی و کمک به مدیریت پایدار و آگاهانه سرزمینی، لازم است تجزیه و تحلیل دقیق‌تری از جنبه‌های مربوط به اشتراک داده‌ها و پتانسیل نقشه‌های تعاملی انجام شود و همچنین داده‌های سرزمینی جدید در نظر گرفته شود. به عنوان جنبه های چشم انداز اجرای رویکردهای نوآورانه می تواند تأثیر مثبتی بر آینده سیاست های سرزمینی داشته باشد و درک یکپارچه و آگاهانه از واقعیت محیطی و صنعتی ما را ارتقا دهد.

منبع:
۱- shahrsaz.ir , علوم شهری | متن کامل رایگان
,۲۰۲۴-۰۳-۱۲ ۰۳:۳۰:۰۰
۲- https://www.mdpi.com/2413-8851/8/1/19