Günümüzde uzaktan kumanda sensörlü veriler yapıları gereği, kentsel arazi örtüsü (LC) karakteristikleri, zamana göre değişim ve modelleme ile ilgili bilgi sağlanmasında uygundur. Bu tar çalışmalar kapsamında kuzeydoğu Illinois’de kentsel yayılmanın incelenmesine girişilmekte olup zirai araziler ile zamana doğa üzerindeki etkileri analiz edilmektedir. Uydu görüntüleri edinilmiş olup altlık haritalarının hazırlanması için tasnif edilmiş, zamana göre değişimin analizi için değişiklik sezimi kullanılmıştır.
2020-2030’lu yıllar
2020-2030 yılları arasındaki gelecekteki kentsel gelişim alanlarının hesaplamaları için arazi değişim modelleyicisi kullanılmıştır. Sonuçlar 1989-2010 yılları arasında yapılaşan alanın %82,2 oranında arttığını göstermekte olup bu da ekilebilir zirai alanlardaki %25,8’lik bir kayba ve kentsel açık alanlar ile diğer peyzaj kategorilerinde de %32,5’lik bir azalmaya işaret etmektedir. Hesap haritaları yapılaşma alanlarında bir artışa işaret etmekte olup bu durum özellikle banliyö alanlarında (kent çevresinde) yeni zirai alan kayıplarını neden olacaktır.
Kentsel yayılma; sürdürülebilir kentsel gelişimi savunan planlamacılar, coğrafyacılar ve politika yapıcıların artan ilgi ve dikkatine mazhar olmaya başlamıştır. Kentsel yayılma; kent merkezinden dairesel bir mantıkla genişleyen ve sıklıkla hızlı büyüme ile rastgele gelişimle düşük yoğunluklu kuruluma dayalı arazi dönüşüm unsurlarıyla karakterize edilmektedir. Bu durum kentlerin periferileri (çevre alanları) ile ana yerleşimleri birbirine bağlayan karayolu ve otoyollarla karakterize edilmektedir. Kentsel yayılma; açık alanların kaybı, çevresel kirlilik ve trafik tıkanıklığı gibi ancak bunlarla sınırlanamayan çeşitli sosyal ve ekonomik sonuçlara sahiptir. Kentsel yayılma aynı zamanda doğal alanların (sulak alanlar, doğal yaşam alanı koridorları gibi) kayı ya da bölünmesi ile sel risklerinin artması ve hayat kalitesinde toptan bir azalma gibi sonuçlarla da ilintilidir.
Kentsel yollarla ulaştırma sistemleri
Chicago metropoliten bölgesi bu kentsel arazi dönüşümünün klasik bir örneğini sunmaktadır. Örneğin 1970-1990 yılları arasında, kuzeydoğu Illinois yaklaşık 1140 km2’lik ekilebilir araziyi kaybetmiştir. Bu miktar, günümüzdeki Chicago kentsel alanının iki katına tekabül etmektedir. Dönüşüm halen durmamış olup kentsel yollarla ulaştırma sistemleri, konut için idari teşviklerin devam etmesi, yerel idarelerin fazla müsamahaları ve politik olarak zayıf olan bölgesel planlama acenteleri gibi faktörler devam eden kentleşmeyi etkilemektedir. Kuzeydoğu Illinois Planlama Komisyonu’na (NIPC) – şimdiki adı ile Chicago Metropoliten Planlama Ajansı (CMAP) – göre, 1990-2020 yılları arasında Chicago metropoliten bölgesi için hızlı nüfus artışı (örneğin %25’lerde) tahminleri yapılmaktadır. Diğer bir deyişle metropoliten nüfusun 1990-2020 yılları arasında 1,8 milyonluk bir artış göstermesi beklenmekte olup bu miktar, örneğin 1970-1990 yılları arasında olduğu gibi, önceki on yıllık süreçlerde kaydedilen %4’lük artış oranlarının oldukça üzerindedir. Uzaktan kumanda ve coğrafi bilgi sistemleri (CBS) ile entegre simülasyon modelleri, kentsel gelişim hesaplama ve modelleme değişimlerinin kesin ve güncel bilgilerinin temininde büyük ölçüde artan fırsatlar sunmaktadır. Arazi uydu verilerinin tarihi 1972’lere kadar uzandığından, kentlerin zamana göre gelişim unsurları uzaktan algılamalı tekniklere göre değerlendirilmektedir. Bu teknikler aynı zamanda biyofiziksel faktörler (sıcaklık, düşen yağmur miktarı, eğim, sıcaklık vs) ve sosyoekonomik etkileri (örneğin: nüfus artışı, sanayileşme, altyapı ve teknoloji vb) kapsayan ancak bunlarla sınırlı olmayan değişim faktörlerini de değerlendirmektedir. Bu bulgular dünya genelinde çoğu kentin gelişiminin sonuç ve faktörleri ile ortaya çıkış nedenlerinin kavranmasını arttırmaktadır.
Similüsyon modelleri
Bununla beraber simülasyon modelleri kentsel gelişim unsurlarını nasıl değerlendirdikleri ve gelecek değişimlerini hesaplama yetkinliklerine göre çeşitlenmektedirler. Örneğin bazı modeller (Markov zinciri gibi) sadece mevcut duruma bağlı olarak ve öncesindeki sıralı etkinlikleri dikkate almayan yersel detaylar olmaksızın arazi kullanım kategorilerini hesaplarken, diğerleri ise yersel detayları hesaba katmakta ancak bir kategoriden sadece diğer bir alternatif kategoriye tek yönlü dönüşümü hesaplamaktadır. Çalışmalar, yersel yönü zayıf olan Markov modellerine yersel boyutları temin etmek için hücresel otomasyon ve Markov zincirini (örneğin CA_Markov) birlikte kullanmaktadır. CA_Markov, Geomod’un tek başına kullanıldığında ürettiğinden daha iyi bir seçimi ortaya koyacak olan herhangi bir sayıdaki kategorideki herhangi bir dönüşümü hesaplama yetkinliğine sahiptir. Yakın dönemde; çok katmanlı algılayıcı (MLP), sinir ağları ve Markov zinciri modelleme tekniklerini kullanan arazi değişimi modelleyicisi (LCM) kentsel gelişimin simüle edilmesinde kullanılmıştır. Yöntem en elverişli bulgulara eşsiz bir şekilde ulaşmakta ve bunun sonucu olarak da arazi değişimleriyle ilgili faktörlerin karmaşık ilişkilerinin modellenmesi için uygun olmaktadır. Bunun yanı sıra modeldeki çok katmanlı algılayıcı (MLP) aynı zamanda muhtemelen lineer olmayan bağıntıları düzenlemede modelin yetkinliğini de arttırmaktadır. Bu tarz çalışmalar kapsamında kuzeydoğu Illinois’de özellikle zirai ve doğal yaşam alanları üzerindeki etkiler başta olmak üzere, kentsel yayılmanın incelenmesine odaklanılmaktadır. Geçmişte benzer çalışmalar mücavir alanlarda yapılagelmiştir. Bununla beraber bu tarz çalışmalar 1972-1997 yılları arasındaki periyodu kapsayan veriler ile daha sağlam yaklaşımlar ve daha güncel veriler ile oluşturulan bir çalışmayı gerektiren dinamik arazi simülasyonuna (DLS) bir yaklaşım kullanılarak yürütülmektedir. Bu tarz çalışmalar kapsamındaki çalışma alanı kuzeydoğu Illinois’in büyük bir bölümünü kapsamaktadır. Söz konusu alan Chicago metropoliten alanının (toplam nüfusu 9,8 milyon) büyük bir kısmını kaplamakta olup Chicago, New York (19 milyon) ve Los Angeles’ın (12 milyon) ardından, Amerika Birleşik Devletleri’nin (ABD) 3. Büyük metropolüdür. Söz konusu metropol; Cook, DuPage, Kane, Kendall, McHenry, Will, Grundy, Boone, De Kalb, Lake’in büyük bir kısmı ile Kankakee ilçelerini barındırmakta olup 11.030,1 km2’lik yüzölçümüne sahiptir. Şekil 2’de çalışma alanının detayları gösterilmektedir.