3-2- مفهوم منطق فازی.. 15

3-3- تفاوت سیستم های کلاسیک و فازی.. 16

3-4- متغیرهای زبانی.. 17

3-5- اعداد و مجموعه های فازی.. 18

3-6- مجموعه های گسسته و محدود. 20

3-7- مجموعه فازی پیوسته و نامحدود. 20

3-8- تابع عضویت… 20

3-9- انواع توابع عضویت… 21

3-9-1- تابع عضویت مثلثی (Triangular-shaped) 21

3-9-2- تابع عضویت گوسی.. 22

3-9-3- تابع عضویت ذوزنقه ای.. 22

3-9-4- تابع عضویت زنگوله ای.. 23

3-10- عملگرهای مجموعه های فازی.. 23

3-11- انواع عملگرهای فازی.. 24

3-12- سیستم استنتاج فازی.. 26

3-13- انواع سیستم های استنتاج فازی.. 26

3-13-1- سیستم فازی خالص…. 27

3-13-2- سیستم فازی تاکاگی سوگنو کانگ ((TSK… 27

3-13-3- سیستم فازی با فازی ساز و غیر فازی ساز(سیستم فازی ممدانی) 28

-13-34- سیستم فازی سوگنو(Sugeno) 29

3-14- مراحل ساختن یک سیستم استنتاج فازی ممدانی.. 29

3-14-1- فازی سازی مقادیر قطعی ورودی.. 30

3-14-2- بیان قواعد سیستم و روش استنتاج.. 30

3-14-3- غیر فازی سازی مقادیر فازی خروجی.. 30

3-14-3-1- روش مرکز ثقل.. 31

3-14-3-2- روش میانه ماکزیمم.. 31

3-14-3-3- روش مرکز مجموع ها 32

3-14-3-4- روش میانگین وزنی.. 33

3-15- توسعه. 33

3-16- توسعة پایدار 35

4- فصل چهارم: مواد وروش ها 39

4-1- مقدمه. 39

4-2- منابع داده 39

4-2-1- نقشه ی کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه. 40

4-2-2- دسترسی به خدمات و تسهیلات شهری.. 40

4-2-3- دسترسی به خدمات آموزشی.. 41

4-2-4- نقشه بیمارستان و مراکز بهداشتی.. 41

4-2-5- شبکه ارتباطی.. 42

4-2-6- پارک های شهری.. 43

4-2-7- تراکم جمعیت : 44

4-3- نرم افزار های مورد استفاده 45

4-4- روش تحقیق.. 45

4-4-1- روند نمای تحقیق.. 45

4-4-2- تولید نقشه های معیار 46

4-4-2-1- سازگاری کاربری ها 46

4-4-2-2- استاندارد سازی داده ها: 48

4-4-2-3- دسترسی به خدمات… 48

4-4-2-3-1- شبکه ارتباطی.. 48

4-4-2-3-2- دسترسی به خدمات آموزشی: 49

4-4-2-3-3- دسترسی به پارک های شهری.. 51

4-4-2-4- امنیت در برابر زلزله. 51

4-4-2-4-1- تراکم جمعیت… 51

4-4-2-4-2- استاندارد سازی میزان تخریب ساختمان ها در زمان وقوع زلزله. 52

4-4-3- سیستم استنتاج فازی: 52

4-4-3-1- توابع عضویت… 53

4-4-3-2- فازی سازی معیارهای سازگاری کاربری.. 53

4-4-3-3- فازی سازی معیار دسترسی به خدمات… 54

4-4-3-4- فازی سازی معیار امنیت در برابر زلزله. 55

4-4-3-5- قوانین فازی.. 55

4-4-3-6- غیر فازی سازی مقادیر فازی.. 56

4-4-3-7- تحلیل حساسیت پایداری کاربری ها به معیارهای ورودی.. 56

5- فصل پنجم: نتایج و بحث: 59

5-1- مقدمه. 59

5-2- نقشه های تولید شده در GIS.. 59

5-2-1- نقشه سازگاری کاربری ها: 59

5-2-1-1- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به بزرگراه 60

5-2-2- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به خیابان های اصلی.. 61

5-2-3- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به مترو 62

5-2-4- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به مدارس ابتدایی.. 63

5-2-5- نقشه فاصله استاندارد شده دسترسی به مدارس راهنمایی.. 64

5-2-6- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به دبیرستان.. 65

5-2-7- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به پارک ها 66

5-2-8- نقشه استاندارد شده دسترسی به بیمارستان و مراکز بهداشتی.. 67

5-2-9- نقشه استاندارد شده میزان تخریب ساختمان ها 67

5-2-10- نقشه استاندارد شده تراکم جمعیت… 68

5-2-11- نقشه نهایی دسترسی به خدمات… 69

5-2-12- نقشه نهایی امنیت در برابر زلزله. 70

5-3- قوانین فازی در سیستم استنتاج فازی طراحی شده 71

5-4- نقشه وضعیت پایداری کاربری ها 73

5-5- توابع عضویت معیارهای ورودی و تابع عضویت خروجی.. 74

5-6- تحلیل حساسیت معیارهای ورودی: 75

5-6-1- تحلیل حساسیت به معیار امنیت در برابر زلزله. 76

5-6-2- تحلیل حساسیت به سازگاری کاربری ها 77

5-6-3- تحلیل حساسیت به معیار خدمات… 78

6- فصل ششم:جمع بندی و پیشنهادات… 80

6-1- مقدمه: 80

6-2- جمع بندی: 80

6-3- آزمون فرض…. 81

6-3-1- فرضیات تحقیق: 81

6-4- پیشنهادات… 82

منابع و مآخذ………83

1- فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

ابهام و عدم قطعیت ذاتی حاکم بر علوم انسانی و به ویژه در برنامه ریزی و تصمیم گیری، نیازمند روش هایی است که امکان بررسی ریاضی مفاهیم نادقیق این علوم را فراهم نمایند.مجموعه فازی به عنوان نظریه ای ریاضی برای مدل سازی در فرایندهای انسانی که در آن عدم دقت وجود دارد ، ابزاری بسیار کارآمد و مفید به شمار می آیند(Chen And other,2001)و زمینه را برای استدلال، استنتاج، كنترل و تصمیم گیری در شرایط عدم اطمینان فراهم می آورد(جعفری و دیگران، 1388).

یکی از مسائل مهم در توسعه پایدار شهر تهران توجه به كاربری های شهری و چگونگی توزیع فضایی – مكانی آنها، به منظور استفادة بهینه از فضای شهری، مدیریت بهینه و تحقق شاخص های پایداری است. با توجه به اینکه معیارهای مورد استفاده در تحلیل پایداری کاربری های شهری متعدد است و از سویی ارزش گذاری بر این معیار ها اغلب کیفی و بر پایه متغیرهای زبانی[1] بوده و دارای عدم قطعیت می باشد، لذا در تحلیل کاربری ها شهری بر اساس شاخص های توسعه پایدار استفاده از سیستم استنتاج فازی بسیار مناسب می باشد.

1-2- بیان مسئله

شهرنشینی، به طور کلی به عنوان روند رشد در نسبت جمعیت ساکن در مکانهای شهری که با رشد بالای جمعیت در داخل شهر و مهاجرت مردم از مناطق خارج، عمدتاً روستایی به شهری، همچنین تبدیل مداوم کاربری اراضی کشاورزی به شهری است، مشخص می شود.در دهه های اخیر، رشد اقتصادی در شهرها سبب جذب مداوم ساکنان جدید به شهرها شده است به طوری که طی 25 سال آینده، حدود 2 میلیارد جمعیت جدید به شهرهای کشورهای درحال توسعه اضافه خواهد شد و توسعه صنعتی در مناطق شهری بزرگ نیز باعث استفاده بیش از حد از منابع می گردد. در کشورهای در حال توسعه، شهرهای بزرگ نسبت به شهرهایی که در سایر نقاط جهان قرار گرفته اند، با نرخ رشد بالاتری گسترش می یابند(Pradhan and Perera 2005).

با وجود اینکه تراکم در برخی شهرهای کشورهای در حال توسعه از تراکم شهری در کشورهای توسعه یافته بیشتر است، اما درکشورهای در حال توسعه، شهرها از پایداری کمتری نسبت به همتایان توسعه یافته خود برخوردارند(Richardson,2000). در واقع ریشه نگرش توسعه پایدار به نارضایتی از نتایج توسعه و رشد اجتماعی – اقتصادی در شهرها بر می گردد. در تمامی تعاریف مربوط به پایداری مبحث ارتقاءکیفیت زندگی ضمن در نظر گرفتن طرفیت تحمل محیط زیست و پاسخ گویی به نیاز های نسل حاضر بدون ایجاد محدودیت برای امکانات نسل آینده در راستای تأمین نیازهایشان مدنظر می باشد(صرافی، 1375). علاوه بر این می توان چنین عنوان نمود که ایده پایداری مفهومی است که چهار مؤلفه زیست محیطی، اجتماعی، اقتصادی و کالبدی را مورد توجه قرار می دهد( بحرینی ،1380).

روش های تحلیل و ارزیابی مسائل درGIS به دو دسته داده مبنا و دانش مبنا تقسیم می شوند. در روش های دانش مبنا بکارگیری و تلفیقداده های ورودیبه وسیله کارشناسان و متخصصان تعیین می شود و این مدل ها عمومیت بیشتری نسبت به مدل داده مبنا دارند.

سیستم استنتاج فازی(FIS )، سیستمی دانش مبنا می باشد که با استفاده از مجموعه ای از قوانین و بکارگیری متغیر های زبانی(مانند خوب، متوسط، ضعیف و…) به عنوان ورودی، آن ها را به روابط های ریاضی تبدیل می کند و قادر به استخراج نتیجه گیری صحیح از این داده ها می باشد.كل سیستم استنتاج فازی، بر پایه قوانین “اگر، آنگاه ” استوار است كه روابط مختلفی را میان متغیرهای ورودی و خروجی بر قرار می سازد. در این تحقیق معیارهای موثر در پایداری کاربری ها نظیر امنیت در برابر زلزله، سازگاری کاربری ها و دسترسی به خدمات، به صورت توابع فازی به عنوان متغیرهای ورودی وارد سیستم FIS شده و با استفاده از قوانین موجود در پایگاه دانش، خروجی های مناسب که در واقع درجه تناسب هر منطقه نسبت به وضعیت ایده آل از نظر توسعه پایدار می باشد، بدست خواهد آمد. همچنین حساسیت نقشه های خروجی به معیارهای ورودی نیز تحلیل می گردد.

1-3- ضرورت تحقیق

در دهه های اخیر افزایش جمعیت و رشد صنایع، در شهر ها مسایل و مشکلات گوناگونی را به وجود آورده و ابعاد مختلف زندگی بشر را تحت تاثیر قرار داده است.این تحولات جدید شهرنشینی و رشد لجام گسیخته شهرها مشکلات بسیاری از جمله تخریب محیط زیست، کاهش فضاهای سبز، کاهش سرانه های مسکونی،آموزشی، درمانی و ناسازگاری کاربری ها و عدم دسترسی مناسب ساکنان آنها به خدمات را برای شهرنشینان و به وجود آورده است. با رشد سریع جمعیت جهان و تمرکز آن در شهرها،مفهوم توسعه پایدار شهری به عنوان مؤلفه اساسی تاثیرگذار بر چشم انداز بلندمدت جوامع انسانی مطرح گردید. در واقع مطرح شدن توسعه پایدار به عنوان یکی از استراتژی های اصلی قرن بیست و یکم نیز ناشی از اثرات شهرها بر گستره ی زیست کره و ابعاد مختلف زندگی انسانی است و بدون شک بحث از توسعه ی پایدار بدون توجه به شهرها بی معنی خواهد بود.

شهر تهران به عنوان پایتخت كشور مراحل رشد و توسعه خود را بسیار سریع تر از آهنگ طبیعی طی نموده است، چنانكه علی رغم رشد سریع جمعیتی، مساحت و وسعت این شهر نیز از رشد سریعی در دهه های اخیر برخوردار بوده است(قرخلو،1388). تهران براساس معیارسازمان ملل متحد تنها كلان شهر كشور محسوب می شود كه با سهم 25 درصدی درتولید ناخالص داخلی، بیش ترین سهم را در ارایه ی خدمات، جمعیت متخصص، ساختمان سازی و حركت توسعه ای كشور بر عهده دارد. این مجموعه شهری براساس آمار سرشماری سال 1385 دارای 8/7 میلیون نفر جمعیت شهری است، كه سهم قابل ملاحظه ای از توان علمی، تخصصی، صنعتی و حركتی كشور را به خود اختصاص داده اند و انتظار می رود كه در زمینه تأمین نیازهای اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی و زیستی آنها برنامه ریزی های لازم انجام گردد. بنابراین، بستر سازی بر تحقق رشد شهرها و در نهایت، رشد كشور ضروری جلوه می كند.

در شهر تهران به دلیل عدم توجه به قانون و در پاره ای از موارد عدم وجود قانون، عدم نفوذ شهرداری در تعریف حوزه، بی توجهی به نحوه استفاده از اراضی در حاشیه شهر، دفع نامناسب فاضلاب شهری،مهاجرپذیری بالا و ناهمگونی ساکنین در مناطق مختلف شهری، ناکارآمدی حمل و نقل عمومی و توزیع نامتعادل خدمات رسانی شهری، پیامد هایی از جمله عدم اجرای صحیح برنامه ها و تعریف کاربری ها با توجه به طرح های مصوب،اختلال در نظم شهری، ایجاد بافت های ناهمگن به ویژه در حاشیه شهر، مشکلات زیست محیطی و نارضایتی شهروندان را به دنبال دارد(مجابی و همکاران، 1390).

با توجه به اینکه هر ساله جمعیت زیادی از دیگر شهرهای ایران به شهر تهران و به ویژه مناطق حاشیه ای مهاجرت می کنند، این مناطق با مشکلاتی از جمله گسترش رشد شهری، کمبود زمین، پایین آمدن کیفیت زندگی، عدم دسترسی مناسب به خدمات شهری، آلودگی های متعدد و تخریب محیط زیست روبرو می گردند که باعث کاهش پایداری این نواحی شده است.بنابراین نیاز است در جهت افزایش پایداری این مناطق برنامه ریزی و اقدامات لازم را انجام داد.

سهولت استفاده از روش های فازی و منطق مناسب آن می تواند بهبودی مناسب در روش های مورد استفاده در سنجش توسعه یافتگی ایجاد نماید. به علاوه یانیس و آندریانت بر این باورند که با توجه به دقیق نبودن مفهوم توسعه، کاربرد محاسبات فازی مطلوب تر است(عمرانی، پیری، 1389). این منطق در جاهایی که نمی توان فرمول ریاضی دقیق برای حل مسألة دقیق ارائه داد، کاربرد بسیار زیادی دارد. مجموعه های فازی به صورت گسترده ای در جمع آوری اطلاعات مدل سازی، تجزیه و تحلیل، بهینه سازی، کنترل ، تصمیم گیری و نظارت استفاده می گردد(Wang, 2000). توسعه پایدار در شهر تهران حول محورهای متعددی قابل بررسی است. لذا با توجه به رهیافت فوق، این تحقیق با عنوان: بکارگیری سیستم استنتاج فازی در تحلیل کاربری های شهری با رویکرد توسعه پایدار تبیین می گردد.

1-4- سئوالات تحقیق:

• آیا میتوان در قالب سیستم استنتاجی وضعیت کاربری های شهری را بر اساس شاخص های توسعه پایدار تحلیل نمود ؟

• آیا می توان اثر هر یک از معیارهای ورودی را بر میزان پایداری کاربری ها تعیین کرد؟

1-5- فرضیات تحقیق:

• سیستم استنتاج فازی قابلیت تحلیل وضعیت کاربری های شهری را بر اساس رویکرد توسعه پایدار دارد.

• می توان اثر هر یک از معیارهای ورودی بر میزان پایداری کاربری ها را تعیین نمود.