Modelling urban sprawl with cellular automata markov chain method: The case of Kirkuk governorate


Creative Commons License

Fadhıl A., Kurban T.

Geomatik, vol.7, no.1, pp.58-70, 2022 (Other Refereed National Journals)

  • Publication Type: Article / Article
  • Volume: 7 Issue: 1
  • Publication Date: 2022
  • Doi Number: 10.29128/geomatik.852900
  • Title of Journal : Geomatik
  • Page Numbers: pp.58-70

Abstract

Urban sprawl is a global phenomenon, but it is happening much faster in developing countries such as Iraq. Kirkuk is one of the Iraqi cities that is witnessing a rapidly increasing expansion in urban areas. This urban sprawl is caused by various factors such as rapid population growth, unplanned growth and migration. As a result, the urban ecosystem is significantly affected by this process. In this study, land use/land cover changes in the Kirkuk between 2002-2018 were analyzed by using of GIS and remote sensing techniques. The results of change detection showed that the biggest change has occurred with an increase of 130%. In addition, it was determined that agricultural lands expanded by 22% and water areas by 8%.On the other hand, it was observed that there was a 3% decrease in barren land areas. After this stage, an hybrid Cellular Automata Markov Chain model was built to predict the future urban sprawl rate. The model has been compared with the existing land use map and validated using the Kappa statistics. Kappa standard, kappa location and kappa no coefficients were found as 0.8799, 0.9143 and 0.9154, respectively. These results show that there is a good agreement between the reference map and the comparison map. In addition, the created model has been used to predict the urban sprawl in 2030 and 2035.

Kentsel yayılma küresel bir olgudur ancak Irak gibi gelişmekte olan ülkelerde çok daha hızlı bir şekilde gerçekleşmektedir. Kerkük, kentsel alanlarda hızla artan bir genişlemeye tanık olunan Irak kentlerinden biridir. Bu kentsel yayılma; hızlı nüfus artışı, plansız büyüme ve göç gibi çeşitli faktörlerden kaynaklanmaktadır. Bunun sonucunda kentsel ekosistem bu süreçten önemli ölçüde etkilenmektedir. Bu çalışmada, 2002-2018 yılları arasında Kerkük ilindeki arazi kullanımı/arazi örtüsü değişiklikleri CBS ve uzaktan algılama teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Tespit edilen değişimler göstermektedir ki en büyük değişiklik %130 oranında bir artışla kentsel alanlarda gerçekleşmiştir. Bununla birlikte tarım arazilerinin %22 ve su alanlarının da %8 oranında genişlediği tespit edilmiştir. Buna karşılık, açık arazi alanında %3 oranında bir azalma olduğu da görülmüştür. Bu aşamadan sonra, gelecekte yaşanacak kentsel yayılma oranının öngörülmesi amacıyla karma bir Hücresel Otomata Markov Zincir modelio luşturulmuştur. Model mevcut arazi kullanım haritası ile karşılaştırılmıştır ve Kappa istatistikleri kullanılarak doğrulanmıştır. Kappa standart, kappa konum ve kappa nicelik katsayıları sırasıyla 0.8799, 0.9143 ve 0.9154 olarak bulunmuştur. Bu sonuçlar, referans haritası ile karşılaştırma haritası arasında iyi bir örtüşme olduğunu göstermektedir. Ayrıca bu model, 2030 ve 2035 yıllarında gerçekleşmesi muhtemel kentsel yayılmanın tahmin edilmesi için kullanılmıştır.