سعید ملکی با همکاری انجمن علمی جغرافیا و برنامه ریزی شهری ایران فصلنامه مطالعات توسعه پایدار شهری و منطقه ای 2783-0764 مقالات آماده انتشار 2026 01 04 Analysis of land use changes in Salmas and the effects of urban sprawl development (the case study: Salmas) تحلیل تغییرات فضایی زمانی کاربری اراضی شهری و اثرات توسعه اسپرال (مطالعه موردی: سلماس) 238227 FA حسن محمودزاده استاد گروه برنامه ریزی شهری و منطقه ای دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی دانشگاه تبریز 0000-0001-5465-1114 ایرج تیموری دانشیار گروه برنامه ریزی شهری و منطقه ای دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی دانشگاه تبریز 0000-0002-3167-5583 علی ببرنژاد قره قشلاقی کارشناسی ارشد گروه برنامه ریزی شهری و منطقه ای دانشکده برنامه ریزی و علوم محیطی دانشگاه تبریز Journal Article 2025 09 27 Abstract Background and Objective: Rapid urbanization in developing countries, including Iran, has led to uncontrolled urban sprawl, resulting in the loss of agricultural lands, green spaces, and environmental degradation. In Iran, cities have experienced outward growth since the 1960s, exacerbating land speculation and horizontal expansion. Salmas, a medium-sized city in West Azerbaijan Province, has seen its built-up area nearly double over the past four decades, making it a prime case for studying spatio-temporal land use changes and sprawl impacts. The main objective of this study is to analyze land use changes in Salmas from 1368 to 1402 using Landsat satellite imagery, simulate future changes up to 1422 with the CA-Markov model, and evaluate sprawl effects using the Holdren Index. Hypotheses include: (1) land use changes have occurred in a sprawl pattern over the past three decades; (2) this development has caused specific environmental effects, such as reduced green spaces. Methodology: Primary data included Landsat 5 (ETM+) imagery for 1368 (June 13, 1989) and Landsat 8 (OLI/TIRS) for 1402 (June 27, 2023), downloaded from USGS. Secondary data comprised land use maps from Salmas Municipality, population data from Iran's Statistical Center (1368-1402), and 1:25,000 topographic maps. Field visits validated training samples. Images were preprocessed in ENVI 5.3 (ROI clipping, radiometric calibration, QUAC atmospheric correction, geometric correction with GCPs achieving <0.5 pixel accuracy). Supervised Maximum Likelihood Classification (MLC) identified four classes: built-up areas (residential/commercial), barren lands, parks/green spaces, and agricultural lands. Post-classification, Majority/Minority filtering removed isolated pixels, with accuracy assessed via confusion matrix (Kappa >0.85). Changes were quantified using cross-tabulation matrices in ArcGIS 10.8 and annual change rates<span dir="RTL" lang="FA" style="font-family: 'B Nazanin'; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-ascii-theme-font: major-bidi; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-theme-font: major-bidi; mso-bidi-language: FA;">. The CA-Markov model in TerrSet 2020 generated transition probability matrices from Markov chains, suitability maps via Multi-Layer Perceptron with drivers (distance to urban centers, slope, rivers), and simulations for 1422 using Moore neighborhood (8 cells). Sprawl was measured with the Holdren Index, comparing urban area and population growth. Findings and Conclusion: From 1368 to 1402, built-up areas increased from 538.29 ha (23%) to 1187.64 ha (50.8%), barren lands decreased from 1205.19 ha (51.5%) to 838.17 ha (35.8%), agricultural lands dropped from 525.96 ha to 182.7 ha (-65.26%), and green spaces rose from 69.21 ha to 128.97 ha (+86.34%). Change detection revealed 367.01 ha of barren lands and 343.26 ha of agricultural lands converted to built-up. Simulations for 1422 predict further sprawl: built-up to 1401.66 ha (+18.02%), barren to 747.24 ha (-10.84%), green spaces to 107 ha (-27.15%), and agricultural to 93.95 ha (-48.57%). The Holdren Index indicates 37% of Salmas' growth from 1368-1402 was due to sprawl, with population rising from 60,624 to 99,681 while urban area expanded disproportionately, destroying 343.26 ha of farmland. Conclusions emphasize promoting compact city models for sustainable development, integrating RS/GIS with predictive models to guide policy in medium-sized Iranian border cities like Salmas. چکیده زمینه و هدف: رشد سریع شهرنشینی در کشورهای در حال توسعه، از جمله ایران، منجر به توسعه اسپرال بی‌رویه شده که با نابودی اراضی زراعی، کاهش فضاهای سبز و تخریب محیط زیست همراه است. در ایران، شهرها از دهه ۱۳۴۰ با رشد برون‌زا و بورس‌بازی زمین مواجه بوده‌اند که گسترش افقی را تشدید کرده است. شهر سلماس، به عنوان یکی از شهرهای متوسط استان آذربایجان غربی، در چهار دهه اخیر مساحت خود را نزدیک به دو برابر افزایش داده و نمونه‌ای بارز از این تحولات است. هدف اصلی این پژوهش، تحلیل تغییرات فضایی-زمانی کاربری اراضی شهری سلماس در بازه ۱۳۶۸-۱۴۰۲ با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لندست و مدل CA-Markov، و ارزیابی اثرات توسعه اسپرال با مدل هلدرن است. فرضیات تحقیق عبارتند از: (۱) تغییرات کاربری اراضی در سه دهه گذشته به صورت اسپرال بوده است؛ (۲) این توسعه اثرات زیست‌محیطی مشخصی مانند کاهش فضاهای سبز داشته است. روش‌شناسی: داده‌های اصلی شامل تصاویر ماهواره‌ای لندست ۵ (ETM+) برای سال ۱۳۶۸ (۱۳/۰۶/۱۹۸۹) و لندست ۸ (OLI/TIRS) برای سال ۱۴۰۲ (۲۷/۰۶/۲۰۲۳) از سایت USGS بود. داده‌های ثانویه شامل نقشه‌های کاربری اراضی شهرداری سلماس، داده‌های جمعیتی مرکز آمار ایران (۱۳۶۸-۱۴۰۲) و نقشه‌های توپوگرافی ۱:۲۵۰۰۰ برای تصحیح هندسی بودند. بازدید میدانی برای اعتبارسنجی نمونه‌های آموزشی انجام شد. تصاویر در ENVI پیش‌پردازش شدند (برش ROI، کالیبراسیون رادیومتریک، تصحیح اتمسفری QUAC، تصحیح هندسی با GCPها به دقت <۰.۵ پیکسل). طبقه‌بندی نظارت‌شده حداکثر احتمال (MLC) چهار کلاس را تعریف کرد: سطوح ساخته‌شده (مسکونی/تجاری)، اراضی بایر، پارک و فضای سبز، اراضی زراعی. پس از طبقه‌بندی، فیلتر Majority/Minority برای حذف پیکسل‌های پراکنده اعمال و دقت با ماتریس خطا (کاپا >۰.۸۵) ارزیابی شد. تغییرات با ماتریس گذار متقاطع در ArcGIS ۱۰.۸ و نرخ تغییرات سالانه محاسبه گردید. مدل CA-Markov در TerrSet ۲۰۲۰ با ماتریس احتمال گذار مارکوف، نقشه‌های تناسب مکانی با عوامل پیشران: فاصله از مراکز شهری، شیب، رودخانه‌ها) و شبیه‌سازی تا ۱۴۲۲ (همسایگی مور، ۸ سلول) انجام شد. شاخص هلدرن (رابطه ۲) برای ارزیابی اسپرال استفاده گردید. یافته‌ها و نتایج: از ۱۳۶۸ تا ۱۴۰۲، اراضی ساخته‌شده از ۵۳۸.۲۹ هکتار (۲۳%) به ۱۱۸۷.۶۴ هکتار (۵۰.۸%) افزایش یافت، اراضی بایر از ۱۲۰۵.۱۹ هکتار (۵۱.۵%) به ۸۳۸.۱۷ هکتار (۳۵.۸%) کاهش یافت، اراضی زراعی از ۵۲۵.۹۶ هکتار به ۱۸۲.۷ هکتار (-۶۵.۲۶%) کم شد و فضاهای سبز از ۶۹.۲۱ هکتار به ۱۲۸.۹۷ هکتار (+۸۶.۳۴%) افزایش یافت. ماتریس تغییرات نشان داد ۳۶۷.۰۱ هکتار بایر و ۳۴۳.۲۶ هکتار زراعی به ساخته‌شده تبدیل شده است. شبیه‌سازی تا ۱۴۲۲ پیش‌بینی می‌کند: ساخته‌شده به ۱۴۰۱.۶۶ هکتار (+۱۸.۰۲%)، بایر به ۷۴۷.۲۴ هکتار (-۱۰.۸۴%)، فضاهای سبز به ۱۰۷ هکتار (-۲۷.۱۵%) و زراعی به ۹۳.۹۵ هکتار (-۴۸.۵۷%). شاخص هلدرن حاکی از ۳۷% اسپرال در رشد سلماس (جمعیت از ۶۰۶۲۴ به ۹۹۶۸۱ نفر، مساحت شهری نامتناسب) با تخریب ۳۴۳.۲۶ هکتار زراعی است. نتایج بر لزوم ترویج الگوهای شهر فشرده برای توسعه پایدار در شهرهای متوسط مرزی مانند سلماس تأکید دارد و کاربرد RS/GIS با مدل‌های پیش‌بینی‌کننده را برای سیاست‌گذاری پیشنهاد می‌کند.