ارزیابی توزیع فضایی پارک‌های شهری تبریز با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS (روش تطبیقی تحلیل شبکه و بافرینگ)

مقدمه

شهر سبز جاذبه جهانی ایده الی است که در تقسیمات فرهنگی و فضایی از نظر زمانی سبقت می‌گیرد (Hestmark, 2000). فضای سبز در شهرها، به ویژه در شهرهای بزرگ و صنعتی، دارای عملکردهای مختلفی هستند. بنابراین، فضای سبز از یکسو موجب بهبود وضعیت زیست محیطی شهرها شده، از سوی دیگر شرایط مناسبی را برای گذران اوقات فراغت شهروندان مهیا می‌سازد. از آنجایی که فضاهای سبز شهری میراثی از طبیعت در مناطق شهری است (Beatley, 2000). بنابراین نمی توان از اهمیت و نقش فضای سبز شهری در حیات و پایداری آنها و تأثیرات فیزیکی و طبیعی آن در سیستم شهری و بازدهی‌های مختلف اکولوژیکی، اقتصادی و اجتماعی آن چشم پوشی نمود. با این رویکرد فضای سبز شهری را می‌توان به عنوان مکان‌های بیرونی با مقادیر برجسته ای از حیات گیاهی و وجود عمده ای از مناطق شبه طبیعی تعریف نمود (Jim & Chen, 2003). با توجه به اینکه پارک‌های شهری و فضاهای سبز استراتژی مهمی در کیفیت زندگی جامعه شهری است، می‌تواند به عنوان معیار مهمی جهت داوری متناسب اکولوژیکی در مناطق شهری فراهم آورد (Cheiesura, 2004).

امروزه اهمیت شهر و شهرسازی از دیدگاه سالم سازی محیط در چهارچوب یک شهر سالم بیش از هر زمان مورد توجه قرار گرفته و به عنوان یکی از ضروریات توسعه پایدار مطرح است (سعیدنیا، 1379). بنابراین به منظور تعدیل اثرات مخرب آسیب‌های زیست محیطی، مهمترین و در عین حال ساده ترین راه توسعه فضای سبز است. در سال 1940 به تنهایی  از جمعیت جهان در مراکز شهری زندگی می‌کردند ولی در سال 1980 این جمعیت به  افزایش یافت. انتظار می‌رود که در حدود 65 درصد از جمعیت جهان در سال 2025 در شهرها زندگی کنند (Schell &, Ulijazek, 2000). با توجه به این مهم، توجه به فضای سبز به عنوان ریه‌های تنفسی شهرها تعریف اغراق آمیزی از کارکردهای آن نیست بلکه این تشبیه بیان کننده حداقل کارکرد آن در مفهوم اکولوژیک شهرها به شمار می‌رود ( مجنونیان، 1374).

 وقتی شهرها را در شاخص‌های بین المللی در مقایسه با هم مورد ارزیابی قرار می‌دهند یکی از مهم ترین شاخص‌ها وجود تأسیسات عمومی مانند پارک‌های شهری و توان دسترسی شهروندان به پارک‌های شهری است که مورد ارزیابی و سنجش قرار می‌گیرد و نشانگر شاخص توسعه یافتگی یک شهر در مقایسه با شهرهای دیگر است (Oh & Jeong, 2007).

 مجموع پارک‌های شهری در تبریز به احتساب پارک‌های در حال احداث 1174 هکتار است که در مقایسه با دیگر شهرها در ایران نسبتاً بزرگ می‌نماید. اگر چه این اندازه ممکن است مطلوب به نظر آید اما بیشتر پارک‌های در حال احداث در بیرون از مناطق شهری مکان یابی شده اند. و شعاع دسترسی ساکنان شهر به این پارک‌ها به یک اندازه نیست. بنابراین این امر ضرورت بررسی و پژوهش در این زمینه را دو چندان می‌کند.

 مطالعات پیشین که قابلیت سرویس دهی پارک‌های شهری را مورد ارزیابی قرار داده اند بیشتر شاخص‌های آماری را جهت ارزیابی به کار برده اند. این شاخص‌ها عبارت بودند از تعداد پارک‌های شهری، نسبت پارک‌های شهری به نسبت جمعیت، نسبت فضای سبز به وسعت مناطق، که با مدل‌های رگرسیونی چند متغیره مطالعه شده است.

 در ارتباط با توزیع فضایی پارک‌های شهری چندین موضوع مورد توجه بسیار قرار می‌گیرد. نخست اینکه: شاخص‌های آماری سنتی نمی تواند موقعیت دقیق پارک‌های شهری را منعکس کرده و چگونگی بهره گیری شهروندان از آنها را مورد بررسی دقیق قرار دهد. دوم اینکه: مطالعات پیشین نحوه دسترسی به پارک‌های شهری را با روش ساده بافرینگ که بیشتر بر روی فواصل خطی تمرکز دارد انجام شده اند تا به مسیرهای واقعی که شهروندان به آنها دسترسی دارند.

 با توجه به اینکه تحقیق در توزیع فضایی پارک‌های شهری علاوه بر طراحی شکل پارک‌های شهری از لحاظ آسایش مردمی مهم می‌نماید. بنابراین روش‌های متعددی جهت مدیریت توزیع فضایی پارک‌های شهری صورت گرفته است. با این وجود تحقیق درباره توزیع فضایی پارک‌های شهری با استفاده از GIS به صورت خیلی محدود در ایران صورت گرفته است. اما در سطح جهان کارهایی صورت گرفته که در اینجا به بیان چند نمونه داخلی و خارجی اکتفا شده است:

 قربانی (1386)، به تحلیل فضایی توزیع پارک‌های شهری تبریز و نارسایی‌های موجود در آن به روش‌های سرانه/ پارک و بافرینگ در محیط GIS پرداخته است. وی شعاع دسترسی را در بیشتر مناطق شهری به استثناء منطقه دو نامناسب تشخیص داده و سرانه / پارک را در شهر تبریز 6/2 درصد محاسبه کرده است.

 تیموری و همکاران (1389)، با استفاده از GIS به ارزیابی تناسب فضایی- مکانی پارک‌های شهری در منطقه دو شهرداری تبریز پرداخته است. نتایج حاصله از این تحقیق نشان داد که 4/36 درصد از پارک‌ها با کاربری‌های مجاور خود کاملاً سازگار می‌باشند. بررسی وضعیت پارک‌ها به لحاظ ماتریس تناسب نشان می‌دهد که 6/64 درصد از پارک‌ها دارای تناسب مکانی- فضایی بالا، 3/27 درصد دارای تناسب متوسط و تنها 1/9 درصد دارای تناسب پایین می‌باشند.

 زنگی آبادی و رخشانی نسب (1388)، به تحلیل آماری- فضایی نماگرهای توسعه فضای سبز شهری با استفاده از Arc View و SPSS در شهر اصفهان پرداخته اند. یافته‌های پژوهش نشان می‌دهد که به لحاظ توسعه فضای سبز شهری مناطق 9، 4، 8، 5 در سطح بالا، مناطق 11 و 2 در سطح متوسط و سایر مناطق شهر اصفهان در پایین ترین سطح قرار دارند.

 ابراهیم زاده و عبادی (1387)، به تحلیل توزیع فضایی- مکانی کاربری فضای سبز در منطقه 3 زاهدان با شاخص‌های حداقل سرانه و آسایش پرداختند. رهیافت‌های این پژوهش نشان داد که با توجه به افزایش جمعیت و وضعیت فعلی که در حد نامتعادل و نامتناسب است، نیاز به 1789312 متر مربع فضای سبز در این منطقه خواهد بود.

جیونگ و اوه (2007)، با استفاده از تحلیل شبکه در محیط GIS توزیع فضایی پارک‌های شهری در سئول را مورد مطالعه قرار داده و قابلیت سرویس دهی پارک‌های شهری را با توجه به شبکه معابر شهری و شهروندان مورد تحلیل قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که علی رغم وجود پارک‌های شهری در وسعت زیاد به صورت مطلوبی توزیع نشده، همچنین تحلیل شبکه را بر تحلیل بافرینگ در توزیع فضایی پارک‌های شهری ارجح دانسته اند.

 در مقاله حاضر توزیع فضایی پارک‌های شهری، نحوه دسترسی معابر به پارک‌های شهری با روش تحلیل شبکه مورد بررسی قرار گرفته و با روش بافرینگ از لحاظ سرویس دهی تطبیق شده است.

معرفی منطقه مورد مطالعه

 شهر تبریز یکی از هفت شهر کلانشهر کشور و بزرگترین شهر منطقه شمال غرب به حساب می‌آید که مساحتی بالغ بر 150 کیلومتر مربع را شامل می‌شود. این شهر بین مختصات جغرافیایی 46 درجه و 12 دقیقه تا 46 درجه و 23 دقیقه طول شرقی و 38 درجه و 1 دقیقه تا 38 درجه و 10 دقیقه عرض شمالی قرار گرفته است. شهر تبریز بر روی جلگه وسیعی در حدود 70 کیلومتری خاوری دریاچه ارومیه در دره آجی چای بنا شده است که از تلخه رود موسوم به میدان چای یا مهران رود از وسط شهر می‌گذرد. این رودخانه از دامنه‌های شمالی کوه سهند سرچشمه گرفته و از طریق دره لیقوان به شهر باسمنج رسیده و پس از بهره گیری از چند رودخانه فرعی، به نام میدان چای از شهر تبریز عبور کرده و در شمال غربی به تلخه رود می‌پیوندد (مؤسسه جغرافیایی و کارتوگرافی گیتاشناسی، 1385).

 ارتفاع شهر تبریز در شمال محله زعفرانیه 1561 متر و در حاشیه جنوبی ترمینال بزرگ تبریز 1482 متر و در حاشیه سه راه مرند 1348 متر است. فاصله زمینی تبریز تا پایتخت 599 و تا شهر جلفا 135 و تا شهر ارومیه 308 و تا مرز بازرگان 208 کیلومتر است. همچنین فاصله هوایی آن تا تهران 544 کیلومتر است (همان منبع).

جمعیت شهر تبریز بر اساس آمار سال 1385 بالغ بر 1378935 نفر بوده است که در هر کیلومتر مربع آن 9192 نفر ساکن می‌باشند (مرکز آمار ایران، 1386). به علت واقع شدن شهر تبریز در دامنه‌های شمالی کوه سهند دارای آب و هوای سردسیری بوده که متوسط حداکثر دمای سالیانه آن 5/12 درجه و متوسط حداقل دمای آن 9/6 تا سال 2005 ثبت شده است. متوسط میزان بارندگی سالانه آن 288 میلیمتر تا سال 2005 گزارش شده است (سازمان هواشناسی ایران).

 شهر تبریز در حال حاضر با دارا بودن 1174 هکتار مساحت پارک شهری با احتساب پارک‌های در حال احداث، در مقایسه با دیگر شهرها نسبتاً بزرگ می‌نماید (مطالعات نگارنده، 1389). وجود امکانات رفاهی و جاذبه‌های توریستی و گردشگاه‌های طبیعی همراه با معماری سنتی در سطح شهر تبریز و اطراف تبریز باعث شده که همه ساله تعداد قابل ملاحظه ای گردشگر داخلی و خارجی به این شهر سفر کنند.

شکل 1- نقشه موقعیت جغرافیایی محدوده مورد مطالعه (شهر تبریز)

روش تحقیق

 تحلیل شبکه ابزاری مفید در تحلیل توزیع آب، جریان رودخانه و جریان ترافیک و جزو آن است. Network Analyst در یافتن محدوده خدمات سرویس دهی در شبکه، پلی گونی دور خدمات خاص (مانند پارک‌های شهری) ترسیم می‌کند. و بر اساس زمان تعریف شده و محدودیت دسترسی‌ها محدوده خدمات رسانی آن را مشخص می‌نماید (میرصادقی، 1386). در واقع نتیجه این تحلیل یک لایه خطی (خیابان‌ها) و یک لایه پلی گونی (محدوده سرویس‌های خدماتی) است (مطیعی، 1384). در این نوع از تحلیل، مراکز، لینک‌ها، نودها و امپدانس‌ها، عناصر کلیدی در تحلیل شبکه هستند و با توجه به این عناصر، در مقاله حاضر، پارک‌ها به عنوان مکان‌های مرکزی؛ لینک‌ها نیز مسیرهایی هستند که شهروندان را به پارک‌های شهری وصل می‌کنند. نودها نیز تقاطعی از لینک‌ها هستند.

 در پژوهش حاضر جهت تعیین محدوده مورد مطالعه (شهر تبریز) و شناسایی و ترسیم و ایجاد شبکه معابر شهری (نقشه 2) و لایه پارک‌های شهری (نقشه شماره 3)، از نقشه‌های 1:15000 شهری و تصاویر ماهواره ای Spot (تصویر 1)، منطقه استفاده به عمل آمده است. در این راستا بر پایه نقشه‌ها و تصاویر مذکور، بانک اطلاعاتی اولیه (جدول 1)، در راستای تحلیل شبکه و بافرینگ ایجاد شد. و نقشه شبکه معابر شهری (بزرگراه‌ها، خیابان‌های اصلی، فرعی و کوچه‌ها) همچنین مراکز سرویس دهی (پارک‌های شهری) استخراج شد. هر یک از نقشه‌های مستخرج به نقشه‌های معیار در محیط GIS جهت تحلیل تبدیل شدند. جهت ورود و ذخیره اطلاعات و واحدهای مزبور، از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده به عمل آمد که در این راستا از سه نرم افزار اصلی، Auto desk map (2009)، Arc GIS 9.3 و Excel، جهت ورود، ذخیره و طراحی پایگاه اطلاعات جغرافیایی استفاده شده است.

 شبکه معابر شهری منطقه مورد مطالعه در محیط Auto desk map (2009) ترسیم، سپس وارد محیط GIS شده و در محیط Arc catalog توپولوژی، و سپس با اکستنشن New Net work، شبکه معابر جهت تحلیل در محیط GIS آماده سازی شده، ایجاد شد. لایه ایجاد شده برای پارک‌های شهری نیز به محیط GIS خوانده شد. و در زیر نرم افزار Net work Analyze محدودیت‌ها اعمال شد. برای تمامی نقشه‌ها، سیستم مختصات واحد (UTM) انتخاب و با توجه به محدودیت‌ها در تحلیل شبکه و با عنایت به این که در محاسبات فنی حمل و نقل سرعت حرکت یک فرد در حال قدم زنی در حالت نرمال بین 75/0– 2/1 متر در ثانیه بررسی می‌شود. در تحقیق حاضر، سرعت حرکت یک فرد 1/1متر بر ثانیه در نظر گرفته شده است و نسبت به سرعت حرکت و مسیری که فرد از منزل خود تا پارک‌های شهری طی می‌کند، اساس کار در این پژوهش قرار گرفته است. تحلیل شبکه، مرزهایی برای مناطق سرویس دهی پارک‌های شهری از لحاظ دسترسی شهروندان به این مناطق در یک زمان فرضی یا واقعی از طریق معابر واقعی ایجاد می‌کند.

 روش دیگری که جهت مقایسه با روش تحلیل شبکه در این پژوهش به کار گرفته شده است، روش بافرینگ در محیط GISمی باشد. که تحت Spatial Analyze است. روش بافرینگ و حریمی که برای آن در نظر گرفته می‌شود در تحلیل‌های ساده و ایجاد یک دید کلی از نظر پژوهشگر می‌تواند سودمند باشد. حریم برای تأسیسات شهری و سرویس دهی به موازات آن 1000- 800 متر در نظر گرفته می‌شود که در مقاله حاضر 800 متر حریم مورد توجه پژوهشگر بوده و تجزیه و تحلیل با توجه به آن صورت گرفته است.

شکل 2- نقشه شبکه معابر شهری، شهر تبریز

شکل 3- نقشه فضای سبز شهری، شهر تبریز

تصویر 1- تصویر Spot از شهر تبریز

جدول 1- بانک اطلاعاتی شبکه معابر شهری، شهر تبریز

بحث و نتیجه‌گیری

فرایند، تجزیه و تحلیل نقشه حریم پارک‌های شهری در شهر تبریز

در این پژوهش در راستای ایجاد حریم برای فضای سبز در شهر تبریز از تابع " طول خط مستقیم "(Straight Line Distance) استفاده شده است. این تابع طول خط مستقیم بین مرکز هر سلول لایه رستر خروجی تا نزدیکترین سلول معرف عوارض منبع (فضای سبز) را اندازه گیری می‌کند. لایه رستری " فاصله خط مستقیم" (استاندارد فاصله از فضای سبز) حاوی اطلاعات مربوط به اندازه فاصله مابین مرکز آن سلول تا موقعیت مرکز نزدیکترین سلول منبع (فضای سبز) است. این تابع به عنوان یکی از توابع با استفاده زیاد از نرم افزار Spatial Analyst است که در یافتن نزدیکترین فاصله خط مستقیم، در ایجاد نقشه میزان شایستگی می‌تواند بسیار کاربرد داشته باشد (حاجی آبادیانی و لطیفی، 1388). ولی در دیدگاه محقق این امر می‌تواند کارایی مفیدتری در مسیرهای هوایی ایجاد نماید. همانگونه که نقشه حریم فضای سبز در شهر تبریز نیز گویای آن است. به طوری که مناطقی وجود دارد که در پوشش کامل حریم از فضای سبز است ولی از نظر دسترسی (استاندارد جهانی) و خدمات رسانی به شهروندان توانا نیستند. چرا که راه دسترسی، موانع در سر راه، می‌تواند از عوامل بازدارنده، کند کردن حرکت و ایجاد نارسایی در سرویس دهی تسهیلات شهری (فضای سبز) شده، مجال بازدید از فضاهای سبز شهری را حتی در بودن در حریم، از نقطه نظر بافرینگ سلب نماید.

 تحلیل بافرینگ از فضاهای سبز در شهر تبریز آشکار ساخت حتی با وجود پوشش بالای 11130 هکتار در ماکسیمم فاصله 800 متر نیز از نظر توزیع فضایی نارسایی دارد چرا که در این نوع از تحلیل نیز ما شاهد مناطقی هستیم که با عدم وجود سرویس دهی مواجه هستند (نقشه شماره 4).

شکل 5- نقشه تحلیل بافرینگ از فضای سبز شهری در شهر تبریز

فرایند تجزیه و تحلیل شبکه در شهر تبریز

 یکی از برنامه‌های مهم نرم افزار Arc GIS (9.3)، تحلیل گر شبکه (Network Analyst) است. این اکستنشن، امکان تحلیل پدیده‌های جغرافیایی که قالب شبکه ای دارند (خیابان‌ها، بزرگراه‌ها، رودخانه، خطوط انتقال آب و. ..) را میسر می‌سازد. تحلیل‌هایی از قبیل بهترین و نزدیکترین مسیر، تعیین محدوده سرویس‌های خدماتی مانند فضاهای سبز شهری، با این اکستنشن قابل انجام است. نتیجه چنین تحلیلی یک لایه خطی (خیابان‌ها) و یک لایه پلی گونی (محدوده سرویس‌های خدماتی) است.

 در این پژوهش لایه خطی، شبکه معابر شهری، شهر تبریز و لایه پلیگونی، محدوده سرویس دهی فضای سبز شهر، برای شهروندان است. زمان محدود کننده در این تحلیل، چنانچه ذکر آن رفت 15 دقیقه و سرعت حرکت فرد 1.1 متر بر ثانیه در ایجاد شبکه دخیل شد. شبکه معابر شهری (کوچه‌ها و خیابان‌های شهری) به دلیل عدم مهیا بودن توسط پژوهشگر از روی نقشه شهری در محیط Auto desk map (2010) تهیه و وارد محیط GIS شده و Shape file از داده‌های ورودی استخراج شده و در محیط Arc catalog برای شیپ فایل‌های ایجاد شده، Topology (نقشه شماره 5) ساخته و سپس در این راستا به ایجاد Network (نقشه شماره ی6) با محدودیت‌های عنوان شده اقدام شد. داده‌های مورد نظر (شبکه معابر و فضای سبز) به محیط Arc map فراخوانی شده با اکستنشن Network Analyst، تحلیل سرویس دهی انجام شد (نقشه شماره 7). مجموع سرویس دهی پارک‌های شهری در تحلیل شبکه 3127 هکتار است که حدوداً 3/1 سرویس دهی پارک‌های شهری در روش بافرینگ است. این اختلاف بین قابلیت سرویس دهی واقعی و انتزاعی در روش تحلیل شبکه و بافرینگ عمدتاً ناشی از مکان یابی نامناسب پارک‌های شهری است.

شکل 5- نقشه توپولوژی شبکه معابر و فضای سبز شهری، شهر تبریز

شکل 6- نقشه شبکه ایجاد شده در محیط Arc catalog

شکل 7- نقشه ناحیه سرویس دهی در تحلیل شبکه