Kentsel büyüme dinamiklerinin modellenmesi: Ankara kenti simülasyonu

Abstract

Kentsel sistemlerin dinamik yapısını açıklayan çalışmalarda, kentin biyofiziksel ve insani süreçler tarafından şekillenen ve aynı zamanda bu süreçleri şekillendirerek yeniden üreten karmaşık doğasının anlaşılmasının zor ancak bu sistemin ekolojik, ekonomik ve toplumsal parametreleri etkileme durumu nedeniyle zorunlu ve önemli bir süreç olduğundan bahsedilmektedir. Bu önemden hareketle bu tez çalışması; Ankara kenti ve yakın çevresini içine alan (2023 Nazım İmar Plan sınırı) bir çerçevede Ankara'da geçmişten günümüze yaşanan kentsel genişleme, sosyo-ekonomik ve ekolojik süreçler arasında farklı mekânsal ölçeklerde gerçekleşen karşılıklı etkileşimin ortaya konulmasını ve 1984 -2038 yılları arasındaki dönem için kentin mekânsal genişlemesinin peyzaj deseni üzerinde yaratacağı olası etkilerin simüle edilmesini amaçlamaktadır. Bu amaç doğrultusunda farklı veri kaynaklarından elde edilen mekânsal ve istatistiki veriler bu tez çalışmasına özgü olarak geliştirilen ve hâlihazırda kullanılagelen çeşitli uzaktan algılama ve coğrafi bilgi sistemleri teknikleri işlenerek yüksek doğruluğa sahip çok zamanlı bir veri tabanı oluşturularak dinamik desen değişim analizleri ve modelleme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Araştırmada desen değişim analizleri; çok zamanlı arazi kullanım haritaları üzerinden peyzaj metrikleri ve bu tez çalışmasına özgü olarak geliştirilen Coğrafi Bilgi Sistemleri yazılımlarına uyumlu olarak kullanılabilen kentsel yayılma metrik modülü ile ölçülerek gerçekleştirilmiştir. Araştırma doğrultusunda elde edilen veri setleri Lojistik regresyon, Hücresel Otomasyon, Markov ve Çok Katmanlı Yapay Sinir Ağları gibi birbirinden farklı modelleme tekniklerini entegre olarak kullanan hibrit bir peyzaj desen değişim modeli üzerinden modellenerek Ankara'nın arazi kullanım değişimi 2020 yılından başlayarak 2 yıl aralıklarla 2038 yılına kadar çeşitli doğruluk analizleri ile test edilerek (ROC, mcfadden, skill measurement) yüksek doğrulukla simüle edilmiştir.Sonuç olarak, çeşitli mekânsal veri setlerini farklı analiz ve modelleme tekniklerini bir arada kullanarak yorumlama gücüne sahip araştırma kapsamında ortaya konulan yöntem aracılığıyla, kentsel desen değişiminin peyzaj deseni nasıl, ne kadar, ne zaman ve ne yönde etkilendiği ve gelecekte nasıl, ne kadar, ne zaman ve ne yönde etkileneceği Ankara kenti üzerinden açıklanmıştır. Araştırma bulgularına göre Ankara'daki kentsel genişleme süreci çoğunlukla tarım alanları, seyrek vejetasyon alanları ve ıslak alan vejetasyon sistemleri gibi doğal ve üretken peyzajlarda desen değişimine neden olmakta ve bu peyzajların şekil, alan ve komşuluk özelliklerini değiştirerek peyzaj fonksiyonlarının bozulmasına neden olduğu ve gelecekte bu etkinin daha da yoğunlaşarak peyzajların tamamen yok olacağı tespit edilmiştir. Benzer şekilde kent yerleşiminin konumu ve genişleme yönü hem değerli tarım havzalarının yok olmasına hem de bu havzalardaki su sistemlerini etkileyerek bu sistemlerin günümüze kadar geçen süre içerisinde ısıl koridor işlevlerinin bozulmasına ve gelecekte de bu işlevlerin yok olmasına neden olacağı ortaya konulmuştur. Ayrıca kentin gelişim sürecini yönlendirmek için hazırlanmış planların ki sonuncusu 2023 Ankara Nazım İmar Planı (Ankara Büyükşehir Belediyesi tarafından hazırlanan 1/100.000 ölçekli Çevre Düzeni Planı hem araştırma ölçeğine uygun olmadığı hem de planlama hiyerarşisine uygun üretilmediğinden dolayı) kentsel genişlemenin üretici ve doğal peyzajlar üzerinde yarattığı baskıyı azaltması bir yana daha da artırdığı ve benzer şekilde kentsel saçaklanmanın artmasını neden olarak kentsel hizmetlerin kent sakinleri arasında homojen dağılmaması ve toplumsal tabakalaşmanın artması gibi bir takım ekolojik ve toplumsal sorunun oluşmasına neden olduğu tespit edilmiştir.

In most of the studies that claim to explain the dynamic structure of urban systems, it is mentioned that the understanding of the complex nature of the city, which is shaped by biophysical and human processes, and which at the same time is shaping and reproducing these processes, is difficult because of the wide variety and different scales of many parameters but is a necessary process due to the influence of the system on ecological, economic and social parameters. From this point of view, this thesis study aims to reveal mutual interaction between the urban development that took place in Ankara from past to present, socio-economic and ecological processes on different spatial scales and to simulate the possible effects of the spatial expansion of the city for the period between 1984 and 2038 in a framework that covers the city of Ankara and its immediate surroundings (2023 Reconstruction Plan border). For this purpose, analyzes of dynamic pattern change were performed and modeling studies were carried out by processing spatial and statistical data obtained from different data sources with the conventionally used various remote sensing and geographical information systems techniques and the techniques developed specifically for this thesis and by forming a multi-time database with high accuracy. In this research, measurement of pattern change analyzes was carried out over multi-time land use maps by landscape metrics and urban sprawl metric module that can be used in accordance with the Geographic Information Systems software developed for this thesis study. The data sets obtained from the research were simulated with high accuracy by modeling on a hybrid landscape pattern change model that integrates different modeling techniques such as Logistic regression, Cellular Automation, Markov and Multilayer Artificial Neural Networks and by testing the land use change of Ankara from 2020 to 2038 at 2 years intervals with various accuracy analyses (ROC, mcfadden, skill measurement).Consequently, how, how much, when and in what direction landscape pattern was affected by the urban pattern change and how, how much, when and in what direction it will be affected in the future is explained through the city of Ankara by means of the method set forth in the research that has the power to interpret by using different spatial data sets combined with different analysis and modeling techniques. According to the findings of the research, the process of urban expansion in Ankara often leads to a change in patterns in natural and productive landscapes such as agricultural areas, sparse vegetation areas and wet area vegetation systems, and this has changed the shape, area and neighborhood characteristics of the landscapes, causing the deterioration of the landscape functions, and in the future, this effect will be further intensified and the landscapes will be completely destroyed. Similarly, it has been shown that the location and expansion of the urban settlement has affected both the destruction of the valuable agricultural basins and the water systems in these basins, leading to the deterioration of the thermal corridor functions of these systems until now and to the destruction of these functions in the future. In addition, it has been determined that plans to guide the development process of the city, noting that the last one, 2023 Ankara Master Plan (1 / 100.000 scale Environmental Plan prepared by Ankara Metropolitan Municipality for not being suitable for the research scale and not being produced according to the planning hierarchy), aside from reduction further increase the pressure of urban expansion on productivity and natural landscapes and similarly, result in increase in the urban fringe and cause a number of ecological and social problems such as the lack of homogeneous distribution of urban services among the inhabitants of the city and the increase of social stratification.