تعريف مدل: مدل سعي مي كند كه جهان واقعي را به صورت ساده تر و به حالت قابل مديريت در آورد. به عبارت ديگر مدل بازسازي ساده واقعيت است، كه پيچيدگي آشكار جهان واقعي را كاهش مي دهد و آن را به حالتي قابل درك تبديل مي كند.
انواع مدلها:
طبقه بندي هاي مختلفي براي مدلها ارائه شده است اما آن چه كه ما در مباحث برامه ريزي فضايي باآن سرو كار داريم به صورت زير است:
1- مدلهاي تصويري(Iconic Models):
مدلهايي هستند كه به صورت فيزيكي اجسام را نشان مي دهند و صرف نظر از مقياس شبيه آن چيزي هستند كه آن را نمايش مي دهند.مثل عكس هاي هوايي، مدلهاي سه بعدي ماكتها،نقشه هاي كروي زمين،مدلهاي دوبعدي تصويري مثل عكس يا نقشه، مدلهاي سه بعدي مانند عكس هاي سه بعدي، هواپيما، ماكت شهر يا هر مجتمع ديگر
2- مدلهاي قياسي (Analog Models):
اين مدلها با اجسام، شبيه موقعيت هاي واقعي و يا با آنها قابل مقايسه هستند.ترسيم خطوط هم تراز در نقشه هاي توپوگرافي، استفاده از رنگهاي مختلف در نقشه كاربري اراضي براي نشان دادن يك كاربري مشخص و يا نشان دادن شدت تراكم با تن هاي مختلف رنگ، همان مدلهاي قياسي است.برخلاف مدلهاي تصويري، استفاده از مدلهاي قياسي به راهنما نياز دارد.
3- مدلهاي رياضي يا مدلهاي نمادي (Abstract Models):
به اين مدلها ،انتزاعي يا سمبليك مي گويند. مدلهايي هستند كه با افكار انتزاعي شروع ، و با استفاده از علايم، نشانه ها و رمزها ثبت مي شوند. اين مدلها دامنه وسيعي دارند.از فرمول شيميايي ساده آب تا مدلهاي تشكيل شده از يك سري معادلات رياضي كه ويژگيها و خصوصيات توسعه را نشان مي دهند يك مدل رياضي به شمار مي آيند.مدلهاي رياضي داده خوار هستند .يا به عبارت ديگر اطلاعات زيادي را طلب مي كنند. اما با جود آن كه اين مدلها ساخت اوليه دشواري دارند،به آساني قابل تعديل و اصلاح هستند. يكي از انواع اين مدلها مدل لاري است كه در سال 1963 براي پيتزبورگ نوشته شد.در سال 1974 نيز آقاي اچنيك() براي تهران مدل رياضي طراحي كرد.
مدل هاي رياضي به سه ظبقه قابل تفكيك هستند:
1) مدلهاي توصيفي ) ِِِDescriptive Models)
2) مدلهاي برنامه ريزي (Planning Models)
3) مدلهاي پيش بيني كننده (Predictive Models)
1 ) مدلهاي توصيفي ) ِِِDescriptive Models)
اين مدلها براي بيان يك سري از روابط در مقطع زماني مشخص به كار مي رود و عمدتاً در بررسي وضع موجود از آن استفاده به عمل مي آيد.براي مثال تهيه مدل رگرسيوني براي مهاجرت و عواملي كه منجر به مهاجرت مي شود.
2 ) مدلهاي برنامه ريزي كه به آنها مدل تجويزي يا Prescriptive نيز مي گويند. اين گونه مدلها مي توانند مدلهاي ارزيابي(Evaluative Models) و يا مدلهاي هنجاري(Normative Models) باشند. مدلهايي كه در فرآيند ارزيابي برنامه ريزي كمك مي كنند داراي تنوع زيادي هستند كه بعضي از انواع آن را در اينجا نام مي بريم:
مدلهاي تحليل هزينه – فايده
مدلهاي تحليل هزينه اجتماعي
ماتريس دستيابي به اهداف
مدلهاي تعادلي برنامه ريزي
مدلهاي ارزيابي چند معياري(Multi criteria evaluation techniques).در ميان اين مدلها مدل فرآيند تحليل سلسله مراتبي(Analytic Hierarchy Process) يا AHPكه آقاي توماس ساعتي آن را ابداع كردند خيلي انعطاف پذير است. اين مدل ابتدا در سال 1977 و بعد در سال 1978 با چاپ دو مقاله توسط آقاي ساعتي و سپس انتشار كتابي با همين نام در سال 1980 ، گسترش يافت و در همه علوم از آن استفاده به عمل آمد.. در امريكا درزمينه ارزيابي كيفيت واحدهاي مسكوني تا ارزيابي رآكتورهاي اتمي از آن استفاده به عمل آمده است.بيشترين استفاده از اين مدلها در علم مديريت صورت گرفته است. در سال 1990 آقاي ساعتي اين مدل را ساده تر مي كند.
3-مدلهاي پيش بيني كننده (Predictive Models)
يك سري روابط توصيفي را با در نظر گرفتن عامل زمان به آينده مي برد.مثل مدلهاي رگرسيوني براي پيش بيني آينده.مدلهاي پيش بيني كننده مي توانند ايستا يا پويا و معين و احتمالي باشند.
تاريخچه مدلهاي بزرگ مقياس:
اولين مدلهايي كه درزمينه برنامه ريزي شهري ساخته شدند به شرح زير است:
دو مطالعه ديگر كه در پيروي از مدل CATS انجام شد، عبارت بودند از PATS و DMATS كه به ترتيب مخفف مدلهاي زير هستند:Pittsburg Area Transportation Study (2و 3)Detroit Metropolitan Area Traffic Study.
يكي ديگر از مدلهايي كه مورد استفاده و توجه قرار گرفت، مدل UCN يا 4)University of North Carolina نام دارد كه توسط آقاي اچنيك و همكاران او در دانشگاه كاروليناي شمالي براي پيش بيني تبديل زمين هاي باير شهري يا روستايي به كاربري مسكوني در اثر توسعه شهري، ساخته شد.اساس مدل آقاي اچنيك در واقع يك رگرسيون خطي چند متغيره بود. ايشان براي هريك از شبكه ها يا سلول ها شاخص جذابيت (Attraction Index) تعريف كرد كه شاخصي تركيبي از متغيرهاي زير بود:
1) ارزش اوليه زمين
2) وجود سيستم فاضلاب عمومي
3) دسترسي به نزديك ترين خيابان اصلي
4) دسترسي به نزديك ترين مدرسه ابتدايي
5) دسترسي به نواحي كار
شاخص جذابيت احتمال تبديل يك خانه از شبكه را به كاربري مسكوني اندازه مي گيرد. در واقع هرچه جذابيت بيشتر باشد، آن محدوده زودتر به كاربري مسكوني تبديل مي شود.
5 )شايد جامع ترين مدل بزرگ مقياس ، مدلي است كه لاري(Lowry Model) براي پيتزبورگ طراحي كرد. مدل لاري روي سه سيستم مرتبط شهري يعني اشتغال، جمعيت و حمل و نقل تأكيد دارد. ايشان از روش اقتصاد پايه براي تعيين ميزان فعاليتها استفاده كرده است.در مدل لاري فرض اين است كه موقعيت مكاني اشتغال پايه ، مستقل از الگوي مكاني ساير فعاليتها مثل اشتغال غيرپايه و جمعيت است و اين فعاليتها از لحاظ مكاني به اشتغال پايه وابسته هستند. به عبارت ديگر عامل تعيين كننده در كاربري اراضي اشتغال پايه است.مدل لاري به صورت تكرار (Iteration) عمل مي كند.نخست اشتغال پايه در حوزه هاي مختلف يك شهر را در نظر مي گيرد و بعد اشتغال غيرپايه و جمعيت وابسته به آن را با تكرار به دست مي آورد.
6) مدل ديگري كه مي توان ذكر كرد مدل تام() تام يك و تام 2(Time Oriented Metropolitan Model) بود كه در سالهاي 1964 و 1968 توسط جان كرسين ساخته شد. آقاي كرسين همكار لاري بود و مدل تام 1 و تام2،با اقتباس از مدل لاري و افزايش ابعاد زماني به آن تهيه شده بود . در واقع ايراد كرسين به مدل لاري اين بود كه مدل مذكور ايستا بوده و عامل زمان را در نظر نگرفته است. تلاش ايشان براي تبديل مدل ايستا به مدل پويا، به دليل پيچيدگي مورد استقبال زيادي قرار نگرفت.. در مدل تام 2 ، عامل مكان را نيز در نظر گرفته است. 80 درصد از مدلهاي بعدي بر اساس ساختار مدل لاري طراحي شده اند.مدلهايي كه بر اساس مدل لاري و يا بسط و گسترش مدل مذكور ساخته شدند به شرح زير است:
1- مدل گارين لاري(Garin- Lowry Model) :
گارين تنها كاري كه كرد اين بود كه مدل لاري را از حالت تكرار خارج كرد. يعني از الگوريتمي استفاده كرد كه نيازي به محاسبات تكرار ندارد.
2- مايكل اچنيك در سال 1969 مدلي را طراحي كرد كه پايه آن مدل لاري بود.
3- مدل مايكل بتي(Batty)،كه هنوز هم در زمينه مدلسازي فعال است.
4- مدل آلن ويلسون: ويلسون تلاش كرده است كه اطلاعاتي را كه در مدل لاري به طور كلي ارائه شده است، به اطلاعات ريزتري تبديل كند.اين اطلاعات شامل خانوارها با درآمدهاي مختلف، سطوح دستمزد و محل اشتغال كاركنان را در نظر مي گيرد. انواع واحدهاي مسكوني و تغييرات ارزش واحدهاي مسكوني نسبت به محل، در اين مدل منظور مي شود.براي ساخت اين مدل از مدل بيشينه نمودن آنتروپي استفاده كرده است.هيچكدام از اين چهارنوع اطلاعات در مدل لاري در نظر گرفته نشده بود.
5- مدل ليسبون كه براي شهر ليسبون در پرتقال ساخته شد، گونه اي از مدل لاري بود.
6- مدل تپاز(Topaz) يا Technique for Optimum Allocation of Activities in Zones را استراليايي ها ساختند. و در ملبورن ، سيدني و چند شهر خارج از استراليا از آن استفاده به عمل آمد..اساس مدل، مدل بهينه يابي است كه از برنامه ريزي خطي براي كمينه كردن و يا بيشينه كردن استفاده مي كند.هدف از تهيه اين مدلها اغلب اوقات به حداقل رسانده هزينه حمل و نقل عمومي بوده است.
7- در سال 1980 آقاي ون (Kwon) مدلي را براي سئول ساخت كه اصلاح مدل تام بود.
8- آقاي آيني(Ayeni) براي شهر لاگوس پايتخت نيجريه مدلي را بر اساس مدل لاري ساخته است.
9- مدل ديگري توسط پوتمن(Puttman) تحت عنوان DRAM يا Disaggregated Residential Allocation Model در سال 1980 ساخته شد كه نوعي مدل جاذبه تك قيدي بود . از اين مدل در تعدادي از شهرها ازجمله:ناتا و ريودوژانيرو در برزيل،مكزيكوسيتي در مكزيك،آنكارا و ازمير در تركيه، سانتياگو در شيلي، هنك كنگ و تايپه استفاده شده است.
10 – در سالهاي 1970 تا 1972 ،دفتر ملي تحقيقات اقتصادي توسط اينگران و همكارانش، مدلي را براي عرضه و تقاضاي مسكن ساختند كه به مدل NBER يا National Bureau of Economic Research معروف است.
11- در سال 1968 براي تخصيص مكان و نوع واحدهاي مسكوني در ارتباط با تغييرات اشتغال، مدلي به نام PLUM يا Projective Land use Model ساخته شد
در اواسط دهه 1970 ساخت مدلهاي بزرگ مقياس كه مي خواستند در يك مرحله كل پديده شهري را بررسي كنند و براي آينده پيش بيني هاي لازم را ارائه دهند، مورد سؤال قرار گرفتند. يكي از مهمترين حملات توسط آقاي داگلاس لي با چاپ مقاله اي با عنوان “فاتحه خواني براي مدلهاي بزرگ مقياس[1]” در مجله انستيتو برنامه ريزان امريكايي، مطرح شد. داگلاس لي در مقاله مذكور هفت علت را تحت عنوان هفت گناه مدلهاي بزرگ مقياس به شرح زير بر شمرد:
1- بيش از حد جامع بودن
2- كلي بودن
3- داده خوار بودن
4- سمت گيري غلط داشتن
5- بيش از حد پيچيده بودن
6- مكانيكي بودن و در نظر نگرفتن ايده هاي فازي يا مبهم
7- بيش از حد گران بودن
ايرادهاي فوق و علاوه برآن تحولات تكنولوژيكي باعث شد كه گرايش به سمت مدل هاي كوچك مقياس بيشتر شودكه هركدام يك قسمت از پديده شهري را بررسي مي كردند.به طور خلاصه از اوايل دهه 1980 با عرضه كامپيوترهاي شخصي، مدلهاي كوچك مقياس جايگزين مدلهاي بزرگ مقياس شدند.
– در سال 1088 آقاي كانكل(Kunkel) مدل PLUM را در قالب چهار ماجول به شرح زير ارائه مي دهد:
2-Basic Employment Model (BEM)
3- Sophisticated Allocation Process (SOAP)
4-Projective Land use Model (PLUM)
– در سال 1991 ، استفان پوتمن مدل ITLUP يا Integrated Transportation and Land Use package را ارائه كرد كه از چهار ماجول ساخته شده بود:
1- مدل تخصيص اشتغال Employment Allocation Model
2- مدل تخصيص مسكوني غير متراكمDisaggregated Residential Allocation Model
3- مدل مصرف زمين Land Consumption Model
4-دو مدل متمركز حمل و نقل :Two Transportation Focused Model
4-1- تفكيك سفر MSPLT: Modal Split
4-2- تخصيص شبكه اي سفر Network: Network Assignment
با معرفي GIS در اواخر دهه 1980 و اوايل دهه 1990 اين نگرش به وجود آمد كه مدلها بتوانند تصويري نيز باشند. يعني وقتي از كاربري اراضي صحبت مي شود روي نقشه نيز نشان داده شوند. تلاشهاي زيادي در اين زمينه صورت گرفته و مدلهاي زيادي ارائه شده است.. يكپارچه ساختن مدلها در چارچوب GIS، بحثي است كه امروزه مطرح است.
ساختار مدلها يا جاذبه اي است ويا برمبناي مدل لاري قرار دارد.به طوركلي مدلهاي مورد استفاده در تحليل ساختار فضايي به شرح زير است:
1- مدل هاي جاذبه
1-1- مدل هنسن
1-2- مدل جاذبه تك قيدي
1-2-1- محدوديت توليد سفر
1-2-2- محدوديت جذب سفر
1-3- مدل جاذبه دوقيدي
2- مدل لاري
3- روشها و مدلهاي بررسي ساختار فضايي مناطق (تعيين سلسله مراتب سكونتگاه ها):
3-1- روش اسكالوگرام دستي
3-2- روش شاخص مركزيت
3-3- تحليل عوامل و تحليل خوشه اي
4- مدل هاي بررسي و پيش بيني فعاليت هاي اقتصادي
4-1- روش اقتصاد پايه
4-2- روش تحليل داده- ستانده
5- روشها و مدلهاي ارزيابي
6- تحليل روي هم گذاري يا overlay
پرفسور لطفي زاده منطق بولي يا Boolean Logic را با طرح ايده هاي فازي يا مبهم(Fuzzy Logic) در سال 1965 زير سؤال برد.زيرا به عقيده ايشان همه چيز صفر و يك نيست بلكه بين آنهانقاط بسياري وجود دارد.
