شهرنشینی یک روند بزرگ است که توسط اکثر کشورهای جنوب صحرا در این قرن تجربه شده است. تعریف جمعیت شناختی شهرنشینی، افزایش سهم جمعیت یک ملت ساکن در مناطق شهری است [۱]. این منجر به گسترش فیزیکی محیط ساخته شده برای اسکان جمعیت شهری و فعالیت های آنها می شود [۲]. شهرنشینی سریع و رشد شهر به دلیل عوامل مختلفی از جمله مهاجرت روستا به شهر، افزایش طبیعی جمعیت و الحاق ایجاد می شود. [۳]. با این حال، مطالعات نشان داده است که در بیشتر کشورهای جهان، محیط ساخته شده در مناطق شهری سریعتر از جمعیت شهری در حال گسترش است. [۴]. در حالی که انتظار می رفت جمعیت شهری تقریبا دو برابر شود از ۲٫۶ میلیارد در سال ۲۰۰۰ به ۵ میلیارد در سال ۲۰۳۰ [۵,۶]پیش بینی می شود مناطق شهری بین سال های ۲۰۰۰ تا ۲۰۳۰ سه برابر شوند [۷]. مطالعات نشان داده‌اند که مناطق شهری صرفه‌جویی در مقیاس، ساختارهای بازار غنی‌تر و توسعه اجتماعی را ارائه می‌دهند [۳,۸]. علیرغم نرخ بالای فقر شهری مرتبط با شهرها در کشورهای در حال توسعه، جمعیت شهری از خدمات عمومی اولیه بهتری مانند دسترسی به آموزش، مراقبت های بهداشتی، برق، آب و فاضلاب برخوردار هستند. با این حال، شهرنشینی در کشورهای در حال توسعه باعث ایجاد چالش‌های زیادی مانند تخریب محیط شهری، آسیب زیستگاه، بی‌ثباتی اجتماعی و کاهش چشمگیر اراضی قابل کشت می‌شود. [۹]. رشد سریع جمعیت شهری از ظرفیت بیشتر شهرها پیشی گرفته و تقاضا برای زمین شهری را افزایش داده است که به نوبه خود منجر به ارزش بیشتر زمین می شود. [۹,۱۰]. افزایش ارزش زمین شهری و دستمزد اجاره عوامل کلیدی است که در تبدیل فضاهای سبز شهری و زمین های کشاورزی شهری در کشورهای کمتر توسعه یافته و در حال توسعه به توسعه شهری جدید و مناطق حاشیه شهری کمک می کند. [۱۱,۱۲].

کشاورزی شهری و حومه شهری به تولید، فرآوری و توزیع مواد غذایی و سایر محصولات (محصولات گیاهی و/یا دام) که در داخل و اطراف شهرها برای تامین امنیت غذایی شهری پرورش می یابند تعریف می شود. [۱۳]. زمین های کشاورزی شهری مناطق حائل بین شهرها و زیستگاه های طبیعی ایجاد می کند که غذا، فیبر، هوای پاک، خاک و آب را برای مناطق شهری فراهم می کند. این بافر همچنین تاثیر سیستم های شهری بر محیط زیست و حیات وحش را کاهش می دهد [۱۴,۱۵]. مطالعات تخمین زده اند که (عمدتاً در کشورهای در حال توسعه) ۲۰۰ میلیون شهرنشین مواد غذایی برای بازار شهری تولید می کنند که ۱۵ تا ۲۰ درصد از عرضه جهان را تامین می کند. [۱۶]. علیرغم اهمیت این سهم، کشاورزی شهری به دلیل استفاده رقابتی از زمین با ناامنی زمین مواجه است. [۱۳,۱۵] و توسعه ناپایدار شهرک ها [۱۷]. این به این دلیل است که (به ویژه در کشورهای در حال توسعه)، مقامات شهری توجه کمی به ادغام کشاورزی در برنامه ریزی کاربری اراضی شهری و فرآیندهای منطقه بندی می کنند. در عوض، مقامات بر استفاده از زمین با اجاره های بالا برای ترویج “بالاترین و بهترین استفاده” تاکید کرده اند. [۱۸]. زمین های کشاورزی شهری به دلیل مجاورت فضایی با مناطق شهری، اولین اکوسیستمی هستند که تحت تأثیر نامطلوب گسترش شهری قرار می گیرند. در سطح جهانی، زمین های کشاورزی شهری با توسعه ناهموار زیرساخت ها و سکونتگاه ها به طور فزاینده ای به رشد شهری مستمر و ناپیوسته تبدیل شده اند. [۱۵,۱۹]. در جنوب صحرای آفریقا، به طور گسترده به رسمیت شناخته شده است که شهرنشینی به تدریج کشاورزی شهری معاصر را تغییر داده است، بر فرآیندها و خدمات اکوسیستم تأثیر منفی می گذارد، سیستم های زمین کشاورزی را تکه تکه یا تحلیل می برد. [۱۵,۱۸,۱۹,۲۰]. نیجر یک کشور آفریقایی در جنوب صحرا است که حدود ۱٫۲۷ میلیون مایل مربع از منطقه محصور در خشکی را پوشش می دهد. این کشور یکی از فقیرترین کشورهای جهان است و به طور مکرر تحت تأثیر دوره های قحطی و خشکسالی قرار دارد. [۲۱]. پایتخت این کشور، نیامی، به دلیل نرخ بالای زاد و ولد و مهاجرت تعداد زیادی از مناطق روستایی به شهر، نرخ رشد جمعیت بالای ۵٫۳ درصد در سال را تجربه کرده است. [۲۱]. مهاجرت به مناطق شهری به دلیل عواملی از جمله حاصلخیزی کم خاک، بارندگی نامنظم و زیرساخت های ضعیف است که منجر به تولید کم غذا و در نتیجه امنیت غذایی ضعیف می شود. [۲۱]. این شهر ابتدا در ساحل چپ رودخانه نیجر مستقر شد، اما به تدریج در هر دو سواحل رودخانه گسترش یافته است، بنابراین به زمین های کشاورزی تجاوز کرده و مردم روستایی را از کشاورزی دور می کند. [۲۱]. به دلیل افزایش تقاضا برای رشد شهر و گسترش مناطق ساخته شده، زمین در نیامی از نظر اقتصادی جذاب شده است، به ویژه در امتداد سواحل رودخانه نیجر. این نیز فشار بر مناطق حاصلخیز را افزایش داده و منجر به تبدیل زمین های زراعی به ساختمانی شده است. گسترش مکانی و زمانی نیامی در کشاورزی شهری هنوز به خوبی درک نشده است. [۱۵]. درک جامع کشاورزی پیرامون شهری و شهری و پویایی آن در طول زمان و مکان به طور فزاینده ای برای پیش بینی روندهای احتمالی آینده و کمک به توسعه سیاست های برنامه ریزی شهری موثر مورد نیاز است. [۲۰].

توانایی کشاورزی شهری برای تغذیه جمعیت رو به رشد شهری، به ویژه در کشورهای در حال توسعه، به اطلاعات مکانی-زمانی دقیق برای ایجاد برنامه ریزی و مدیریت شهری پایدار بستگی دارد. [۲۲]. در نیامی، هنوز اطلاعات معتبری در مورد میزان و تغییر طبقات کاربری اراضی شهری و حومه شهری و پوشش زمین (LULC) وجود ندارد که بتوان از آنها برای ترویج کشاورزی پایدار شهری استفاده کرد. [۲۱]. در سال‌های گذشته، از تکنیک‌های نقشه‌برداری زمینی پرهزینه و زمان‌بر برای جمع‌آوری داده‌ها در مورد تغییرات در کلاس‌های LULC شهری استفاده شد. [۲۳]. با این حال، داده های سنجش از دور مانند تصاویر ماهواره ای منبع ارزشمندی در ارزیابی پویایی مکانی-زمانی کشاورزی شهری و حومه شهری بوده است. [۲۴]. تصاویر ماهواره ای اطلاعات مقرون به صرفه، به روز، دقیق و دقیق را در مورد کلاس های LULC ارائه می دهد. [۲۵]. تجزیه و تحلیل داده های سنجش از دور با استفاده از الگوریتم های تشخیص تغییر قوی و قابل اعتماد به تجزیه و تحلیل الگوی، رشد و وسعت شهرنشینی کمک می کند که می تواند ذینفعان را قادر به ارائه تصمیماتی کند که به کاهش اثرات منفی شهرنشینی بر محیط زیست کمک کند. [۲۶].

بیشتر مطالعات قبلی در مورد تأثیر شهرنشینی بر کشاورزی شهری در کشورهای توسعه یافته انجام شده است [۲۷,۲۸,۲۹,۳۰] و تعداد کمی در آفریقا [۳۱,۳۲]. با این حال، بسیاری از تحقیقات انجام شده در آفریقا تا به حال توصیفی بوده و با استفاده از روش های پرهزینه پیمایش انجام شده است. مطالعات قبلی انجام شده در نیامی اهمیت کشاورزی شهری را برای ساکنین نشان داده است [۲۱,۳۳]. به گفته برنهولت، کهلنبک، گباوئر و بوئرکرت [۲۱]غنای گونه ای گیاهی در نیامی از ۱۱۵ گونه در فصل سرد به ۱۱۰ گونه در فصول گرم و پرباران به ۷۷ گونه تغییر کرد. Graefe، Schlecht و Buerkert [33] توزیع فضایی فعالیت‌های کشاورزی شهری را با استفاده از تکنیک‌های زمینی، یعنی مصاحبه‌های نیمه ساختاریافته، برجسته کرد. نتایج حاصل از مطالعه نشان داد که فعالیت های کشاورزی عمدتاً در امتداد رودخانه نیجر انجام می شد. با این حال، این مطالعات قبلی نتوانستند به طور مقرون به صرفه تغییرات مکانی – زمانی در زمین‌های کشاورزی شهری را تحلیل کنند. مطالعات گذشته در نیامی در مورد چگونگی تغییر کشاورزی شهری در طول سال‌ها و تأثیر منفی شدید شهرنشینی گزارش کرده است. در حالی که در مطالعات دیگر نشان داده شده است که تصاویر ماهواره‌ای و تکنیک‌های سنجش از دور می‌توانند اطلاعات حیاتی برای برنامه‌ریزی شهری و برنامه‌های توسعه محیطی برای دستیابی به کشاورزی پایدار شهری فراهم کنند، تا به امروز هیچ مطالعه‌ای برای تجزیه و تحلیل تأثیر شهرنشینی بر کشاورزی شهری انجام نشده است. نیامی. از این رو این مطالعه تأثیر شهرنشینی بر کشاورزی شهری را با استفاده از تکنیک‌های سنجش از دور در نیامی طی ۴۵ سال تحلیل می‌کند.

تجزیه و تحلیل تغییر منظر شهری چند زمانی بر روی یازده تصویر Landsat نشان می دهد که تغییرات LULC در نیامی وجود داشته است.شکل ۳). افزایش در مناطق ساخته شده و کاهش در مناطق با برنج، و همچنین با سایر محصولات (شکل ۳). این به دلیل افزایش جمعیت است که در آن زمین های کشاورزی برای سازه های ساخته شده پاکسازی می شوند. این با مطالعات قبلی مطابقت دارد [۵۳,۵۴,۵۵] که توجه داشته باشند که به دلیل رشد جمعیت، سکونتگاه ها افزایش یافته است. این امر منجر به تغییراتی در سایر کلاس‌های LULC مانند زمین‌های کشاورزی شهری شده است. رشد جمعیت در نیامی توسط Statista پشتیبانی می شود [۵۶] که نشان می‌دهد این شهر یکی از سریع‌ترین شهرهای آفریقا با رشد تخمینی ۱۰۱ درصد است که بر اقتصاد و فعالیت‌های کشاورزی آن تأثیر می‌گذارد. کاهش در زمین های تحت پوشش برنج، و همچنین طبقه بندی محصولات دیگر، مطابق با Balineau و همکاران است. [۵۷] وی خاطرنشان کرد که کشاورزی شهری در نیامی به دلیل رقابت بین زمین های کشاورزی و سایر بخش های تولیدی و کاربری های مسکونی کاهش یافته است.

تغییر عمده قابل توجه از پوشش گیاهی به زمین بایر – با ارزش ۱۵۸۸۸ هکتار بین سال های ۲۰۰۲ و ۲۰۰۷ بود.جدول ۳ و شکل ۴). از بین رفتن پوشش گیاهی در منطقه مورد مطالعه بین سال‌های ۲۰۰۳ و ۲۰۰۷ ناشی از بارندگی کم و شهرنشینی بود (جایی که درختان برای پاکسازی زمین برای سازه‌های ساخته شده قطع شدند) [۵۸]. از دست دادن زمین به ترتیب ۲۳%، ۳۰۶% و ۷۹% برای زمین بایر، سایر محصولات زراعی و پوشش گیاهی.شکل ۴) به شهرنشینی در شهر نسبت داده می شود. سالماتو، عبدالله، بوباکار، ابو صوفیانو، علی و ماهامانه از این حمایت می‌کنند. [۵۴] وی اظهار داشت که تقاضای فضایی رو به رشد جمعیت شهری در نیامی منجر به کاهش سطح زیر پوشش محصولات زراعی، خاک برهنه و پوشش گیاهی شده است. افزایش جمعیت همچنین به دلیل مهاجرت مردم از مناطق روستایی نیجر به دلیل خشکسالی های مکرر و بحران های غذایی بوده است. [۳۳]. نرخ باروری بالا و کاهش نرخ مرگ و میر در نیامی وجود دارد که به دلیل افزایش ساختمان‌های ساخته شده فشاری را بر شهر وارد کرده است. [۵۹]. ساخت ساختمان ها در حومه شهر نیز منجر به از دست رفتن زمین برای کشت محصولات شده است. [۵۹].

بین سال‌های ۱۹۹۷ تا ۲۰۰۲ پوشش گیاهی زیادی در نیامی رخ داد.شکل ۴). از بین رفتن این پوشش گیاهی به دلیل پاکسازی زمین های کشاورزی، چرای دام، تغییرات آب و هوایی و تقاضای سوخت شهری بود [۶۰]. این نتیجه نرخ بالای مهاجرت ناشی از حرکت اقتصادی ناشی از محیط زیست بود که منجر به جنگل زدایی برای پاکسازی زمین برای کشاورزی و سکونتگاه شد. [۶۱]. پاکسازی زمین عمدتاً در امتداد رودخانه نیجر انجام شد که در آن مزارع کشاورزی عمدتاً واقع شده است و این امر منجر به تشدید حوادث سیل به دلیل افزایش رواناب شده است. [۶۲]. همانطور که در شکل ۴، که نتیجه خشکسالی های مکرر بود [۵۵]. با این حال، افزایش پوشش گیاهی در طول سال های ۱۹۷۵-۱۹۷۹، ۱۹۸۴-۱۹۸۷، ۲۰۰۲-۲۰۰۷ و ۲۰۱۲-۲۰۱۷ وجود داشت. افزایش پوشش گیاهی به دلیل کاشت درخت و تکنیک های مدیریتی است. برخی از برنامه های درختکاری مانند عملیات ساحل ورت (عملیات ساحل سبز) و روز ملی درخت (روز ملی درخت) که توسط سینی کونتچه در سال ۱۹۷۵ راه اندازی شد، جوانان را تشویق به کاشت درخت در سرتاسر نیجر برای کاهش بیابان زایی و گسترش حکومت او در سراسر نیجر کرد. تمام سرزمین ها و جمعیت های کشور [۶۳]. این امر منجر به افزایش پوشش گیاهی در سراسر شهر شد و بیش از ۶۰ میلیون درخت در سراسر کشور کاشته شد. [۵۵].

تغییر معکوس در منطقه تحت پوشش سازه های ساخته شده و محصولات زراعی وجود داشت (شکل ۵). کاهش سطح محصولات زراعی یکی از مسائل اصلی در نیامی بوده و منجر به ناامنی غذایی در این شهر شده است. اقدام برنامه ملی سازگاری (NAPA) و طرح ملی محیط زیست با دوام توسعه (PNEDD) که برای کاهش بیابان زایی و بهبود زندگی روزمره مردم در نیجر تشکیل شده است، شناسایی کرد که کاهش زمین با محصولات زراعی به دلیل خطرات آب و هوایی مانند خشکسالی، دمای شدید، بادهای شدید، طوفان های گرد و غبار و هجوم حشرات [۵۹]. این مخاطرات اقلیمی با کاهش بهره‌وری شیلات، کاهش آب‌های زیرزمینی، تشکیل تپه‌ها و افزایش مرگ و میر دام‌ها به اقتصاد آسیب رسانده است. افزایش جمعیت در نیامی به دلیل مهاجرت بسیاری از مردان جوان به شهر برای کار برای خانواده هایشان است. آنها به امید یافتن شغل و دفع فقر و ناامنی غذایی به شهر نقل مکان می کنند [۶۴]. نتایج این مطالعه با سازمان ملل متحد مطابقت دارد [۶۵] مطالعه ای که نشان می دهد جمعیت در نیامی از ۱۹۸۰۹۹ نفر در سال ۱۹۷۵ به حدود ۱٫۳ میلیون نفر در سال ۲۰۲۰ افزایش یافته است.

نتایج OA برای همه نقشه های طبقه بندی شده در این مطالعه بالا بود، با همه آنها بیشتر از ۸۵٪ (جدول ۳). دقت بالا به دلیل قدرت طبقه‌بندی‌کننده SVM در مدیریت داده‌های عددی بدون فرض توزیع داده‌ها و توانایی آن در استخراج مجموعه‌ای از ویژگی‌های ارزشمند از همه کلاس‌ها برای توصیف محیط شهری بود. [۲۶,۶۶]. دقت کاربر و تولید کننده برای نقشه ها با حداکثر مقادیر ۱۰۰% بالا بود (جدول ۳). این به دلیل توانایی طبقه‌بندی کننده برای مقابله با داده‌های پر سر و صدا بود که در آن اثرات پرت به دلیل اعوجاج جوی و توپوگرافی مشاهده می‌شد. از سوی دیگر، کمترین دقت کاربر و تولیدکننده (۵۹ درصد) برای کلاس ساخته شده در سال ۱۹۷۵ بود. این به این دلیل بود که تصویر سال ۱۹۷۵ از ۶۰ متر به ۳۰ متر اندازه پیکسل با استفاده از روش نمونه گیری مجدد نزدیکترین همسایگی نمونه برداری شد، که کاهش می دهد. کیفیت تصویر و دقت موقعیت جغرافیایی تصویر [۶۷].