تحديد صلاحية المناطق للتنمية في منطقة مكة المكرمة باستخدام تقنيات نظم المعلومات الجغرافية ...

تحديد صلاحية المناطق للتنمية في منطقة مكة المكرمة باستخدام تقنيات نظم المعلومات الجغرافية

 د. سامي ياسين برهمين -د. حسين محمد أبوبكر - أمانة الهيئة العليا لتطوير منطقة مكة المكرمة - مجلة تقنية البناء - العدد الثاني عشر - أكتوبر 2007 - ص ص 48 - 57 :

المستخلص

 يتناول البحث أسس استخدام تطبيقات تكنولوجية نظم المعلومات الجغرافية GIS في مجال دراسات التخطيط الإقليمي. وتطبيق هذه التقنية في دراسات المخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة.

   وفي هذا الإطار فقد تم استعراض أهمية تطبيق هذه التقنية وكيفية بناء النموذج المنهجي Conceptual Model الذي اتبعته الدراسة لإنجاز تحليلات صلاحية الأراضي العامة للتنمية على مستوى منطقة مكة المكرمة وكيفية تحديد المعايير التي تم أخذها في الاعتبار من وجهة النظر التخطيطية وتحديد العمليات الحسابية والمكانية المطلوب إنجازها بناء على تلك المعايير وأسماء طبقات المعلومات الوسيطة للوصول إلى النتيجة النهائية المطلوبة.

  انتقل البحث بعد ذلك إلى دراسة تطبيق هذه المنهجية على منطقة مكة المكرمة بناء على قاعدة المعلومات الطبيعية والبيئية والعمرانية التي تم دراستها وتكوينها على مستوى المنطقة. يهدف البحث إلى إظهار وتأكيد أهمية التوجه نحو استخدام قواعد البيانات الجغرافية كإحدى الأدوات القوية لإنجاز الدراسات التخطيطية وبخاصة المخططات الإقليمية، حيث تساهم هذه التقنية في إنجاز العديد من الدراسات والتحليلات المطلوبة لدراسات المخططات الإقليمية بدقة وسرعة وجودة واضحة ومن أهم هذه التحليلات تحديد المناطق والأراضي الصالحة للتنمية على ضوء الموارد التنموية المتاحة والقيود والمحددات التي تحكم وتؤثر على هذه الامكانات واستغلالها.

   استنبطت دراسة المخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة عدداً من النتائج المهمة باستخدام القدرات التحليلية لنظم المعلومات الجغرافية من أهمها: استنباط مساحة المناطق الصالحة للتنمية من الناحية الطبيعية، المناطق الصالحة للتنمية وبها موارد وإمكانات تنموية، ترتيب أولويات التنمية للمناطق وفقا لتوافر الموارد والإمكانات، وتوزيع المناطق الصالحة للتنمية وأولوياتها على مستوى محافظات المنطقة.

مقدمة

   تعتبر نظم المعلومات الجغرافية بشكل خاص من الأدوات المهمة التي تسعى المؤسسات والهيئات والمنظمات العاملة في مجال دعم واتخاذ القرار - والذي يمثل استراتيجيات التنمية والتخطيط الإقليمي والعمراني أحد أركانه - إلى استخدامها بشكل أساس ومكثف للاستفادة من قدراتها العالية في الجمع والتوثيق والتحليل والإظهار وغيرها من القدرات التي تتطلبها طبيعة تلك الدراسات التي تتعامل مع كميات كبيرة من البيانات المكانية والوصفية، وقد برزت هذه القدرات خلال مرحلة إعداد المخطط الإقليمي لتنمية منطقة مكة المكرمة الذي أنجز في الفترة من١٤٢٥ - ١٤٢٧هـ تحت إشراف الهيئة العليا لتطوير منطقة مكة المكرمة.

  تعتبر خطط التنمية الإقليمية والتخطيط الإقليمي من المجالات المطلوب استخدام تطبيقات وتقنيات نظم المعلومات الجغرافية باعتبارها إحدى الأدوات التي تدعم عملية تحليل البيانات والمعلومات المتعددة والمتداخلة إلى جانب أنها تدعم عملية اتخاذ القرار وتجعله يقوم على أسس علمية ومنطقية.

   من منطلق أن تطبيق سياسات التخطيط الإقليمي يهدف إلى نشر التنمية على الحيز المكاني من خلال برامج علمية معتمدة على الاستفادة من الإمكانيات الطبيعية والاقتصادية والاجتماعية بشكل متوازن، كما يهدف إلى تحقيق التنمية الإقليمية المستدامة وفق خطط وتوجهات الدولة، فإن تطبيق هذه السياسات يستلزم التركيز على تنمية الموارد البشرية بالمنطقة للاطلاع بمسؤوليات التنمية في المستقبل.

هدف البحث

 يهدف الجزء التطبيقي من البحث إلى تحقيق عدة أهداف رئيسة وثانوية الغرض منها دعم عملية اتخاذ القرار ٤٩ المكاني باستخدام منهجيات وأساليب وأدوات دعم اتخاذ القرار الحديثة كأنظمة المعلومات الجغرافية Geographic Information System وذلك بدمجها في المراحل التحليلية من الدراسات القطاعية بمراحل إعداد المخطط الإقليمي لتنمية مكة المكرمة، ويبرز الهدف الرئيس لهذه الدراسة في تحديد العوامل والمعايير الطبيعية والبيئية والاجتماعية والاقتصادية والعمرانية المؤثرة في تحديد صلاحية الأراضي العامة للتنمية ً على تعدد الموارد وتحديد أولويات تنمية تلك المناطق بناء والإمكانيات التنموية للأراضي الصالحة للتنمية منها بمنطقة مكة المكرمة من خلال تصنيف هذه المعايير إلى مجموعات من القيود العامة والخاصة للتنمية والتي أمكن منها: 

(١) تحديد المناطق الصالحة للتنمية من الناحية الطبيعية وغير المشغولة بأنشطة قائمة، (٢) تحديد المناطق الصالحة للتنمية من الناحية الطبيعية وتوجد بها إمكانات وموارد مؤكدة للتنمية وداعمة لها (٣) ترتيب المواقع والمساحات الصالحة للتنمية وبها إمكانات تنموية وفقا لعدد الإمكانات والموارد المتوافرة لكل منها ثم ترتيبها تنازليا ومن ثم أمكن حساب المساحات والتوزيعات المكانية لتلك المناطق على محافظات منطقة الدراسة. وفي هذا الإطار فقد تحققت عدة أهداف ثانوية للدراسة ومنها بناء قاعدة بيانات رقمية لتلك المعايير في بيئة نظم المعلومات الجغرافية، كذلك بناء نموذج للتحليل المكاني مؤسس على منهج علمي عقلاني لتحديد وتفهم المشكلة محل الدراسة ومن ثم تحويلها إلى مجموعات من العمليات الحسابية والمكانية متوافقة مع البيئة التحليلية لبرامج نظم المعلومات الجغرافية للوصول إلى الهدف الرئيس للدراسة.

منهجية البحث

  نظراً لأن علم التخطيط الإقليمي متعدد الفروع ويرتبط بعلوم أخرى عديدة في مجالات الأنشطة المختلفة العمرانية والاقتصادية والاجتماعية، وحيث إن لكل من هذه العلوم والمجالات مناهجها الدراسية والتي تتمثل في:

المنهج الوصفي التاريخي والمنهج الإحصائي والمنهج الاستنباطي الاستدلالي والمنهج التحليلي التركيبي. لذلك فإن منهجية الدراسة ارتبطت بخلاصة هذه المناهج التي تخدم كل مجال من المجالات بالقدر الذي يخدم أهداف الدراسة باعتبارها دراسة علمية تطبيقية وليست دراسة علمية نظرية، ولذلك فإن الجانب العملي التطبيقي للمناهج العلمية المذكورة كان هو الموجه، أو الأساس النظري لمنهجية العمل بالمشروع.

١ - مدخل لتحليل صلاحية الأراضي العامة للتنمية وتحديد أولويات المناطق للتنمية

   يعد تحليل صلاحية الأراضي للتنمية Land Suitability وتحديد أولويات المناطق للتنمية Development priorities من حيث مقوماتها التنموية أحد أهم الدراسات التحليلية ذات الفائدة الكبيرة في مجال التخطيط بصفة عامة والتخطيط الإقليمي بصفة خاصة، والتي أظهرت فيها تطبيقات نظم المعلومات الجغرافية كفاءة عالية في إعداد وتوثيق وتحليل وإظهار تلك الدراسات بكفاءة عالية للعرض على متخذي القرار والمساهمة في دعم اتخاذ القرار، حيث تساهم القدرات التحليلية لنظم المعلومات الجغرافية – مثل تحليلات التطابق Map Overlaying- في تحديد مناطق التنمية المتعارضة مع البيئة المحيطة من خلال تطابق خرائط الأراضي المقترحة للتنمية مستقبلياً بخرائط صلاحية تلك المناطق للتنمية١.

 تعرف صلاحية الأراضي للتنمية بأنها الإجراءات والعمليات التي يقوم بها اططون لتحديد استعمالات الأراضي المستقبلية بالطريقة التي تضمن العلاقات المنطقية بين أنماط استعمالات الأراضي بعضها ببعض وكذلك التأكد من تناغمها وتناسبها مع البيئة والطبيعة المحيطة بها٢.

  يحتاج استخدام هذه التطبيقات بكفاءة إلى بناء نموذج Conceptual Model ٣ يتم فيه تحديد وتعريف المشكلة منهجي والهدف بدقة وتوفير وتجهيز المعايير المستخدمة في الدراسة – في صورة رقمية - والتي سيتم أخذها في الاعتبار من وجهة النظر التخطيطية وتحديد العمليات الحسابية والمكانية المطلوب إنجازها على تلك المعايير وأسماء طبقات المعلومات الوسيطة Intermediate results للوصول إلى النتيجة النهائية المطلوبة، وفي هذا الإطار يتم تقسيم تلك المعايير Criteria لتحديد صلاحية الأراضي للتنمية Land Suitability إلى نوعين رئيسين ٤ هما: القيود أو المحددات Constraints والعوامل الداعمة للتنمية Potentialities.

    تتمثل القيود والمحددات في أنواع أو استعمالات الأراضي التي تحد أو تجعل من المستحيل تنمية الأراضي في منطقة الدراسة إما نتيجة تكلفة تنميتها العالية (مناطق ذات ميول حادة) أو مناطق حرات بركانية أو لوجود أنشطة تنموية قائمة بالفعل (مناطق عمرانية، زراعية...الخ) أو لوجود مخاطر طبيعية مثل الفوالق الأرضية والفوهات البركانية.. الخ، أما العوامل الداعمة للتنمية Potentialities فهي العوامل التي تؤثر على فرصة أي جزء من أجزاء منطقة الدراسة لاختيارها كأولوية للتنمية حيث كلما زادت عدد تلك العوامل المتوفرة في أية منطقة وزادت درجة تصنيف هذا المعيار كأولوية زادت .

1: A G-O Yeh, (1999), "Urban Planning and GIS", in Paul A Longley, Michel Goodchild, David maguire and David Rhind ,eds). Geographical Information Systems: principles, Techniques) Applications, and Management, Second Edition, New York: John .Wiley, pp. 877-888. 

2: Elise Bright, "Using The ALLOT Model in land Use decisionmaking" Chapter 13, Decision Support System in urban planning Book, E & FN Spon, new York, pp 229-250 .

3: Jill McCopy, Kevin Johnston, (2002). Using ArcGIS Spatial Analyst, Environmental System and Research Institute ( ESRI) .Press .

4: Dao Huy Giap1, Yang Yi, (2003), Application of GIS and Remote Sensing for Assessing Watershed Ponds for Aquaculture Development in Thai Nguyen, Vietnam. Map Asia Conference 2003 .

الفرصة لاختيار تلك المنطقة كأولوية للتنمية (القرب من مصادر المياه، القرب من طرق قائمة، القرب من كتل عمرانية قائمة، القرب من مناطق تعدينية مؤكدة، القرب من مناطق صالحة للزراعة...الخ) مع التأكد من عدم وجود أية محددات تمنع من تنمية هذه المنطقة.

  لإتمام هذه التحليلات باستخدام تقنيات نظم المعلومات الجغرافية في التحليلات المكانية فإن الأمر يتطلب ضرورة توفير تلك المعايير كطبقات من المعلومات في صورة رقمية، وهو ما يستدعي إنشاء قاعدة بيانات جغرافية Personal Geo_Database في صورة رقمية قياسية باستخدام أي من حزم برامج نظم المعلومات الجغرافية مثل حزمة البرامج ArcGIS العائدة لشركة إيزري ESRI. كما يتطلب الأمر أن تكون هذه المعلومات والبيانات الرقمية منظمة في صورة طبقات من المعايير (Feature classes) ومجمعة في صورة مجموعات من البيانات المتجانسة (Feature Data sets) حيث تم تقسيم البيانات (في مجال التخطيط الإقليمي على سبيل المثال) إلى ست مجموعات أساسية وهي : العمران – الخدمات - المعالم الطبيعية – شبكة الطرق – البنية الأساسية – الحدود الإدارية (شكل رقم ١)، وتحتوي كل من هذه المجموعات على المعايير Criteria التي سيتم استخدامها لاحقا في التحليلات المكانية لتحديد صلاحية الأراضي Land Suitability للتنمية وأولويات تنمية تلك الأراضي وكما سيرد تفصيله.

  يرتكز إنتاج هذه التحليلات على أحد أهم الأدوات التحليلية التي توفرها حزمة البرامج ArcGIS وهو ملحق أداة التحليل ثلاثية الأبعاد ArcGIS 3D Analyst وملحق أداة التحليل المكاني ArcGIS Spatial Analyst وباستخدام التحليلات المكانية المؤسسة على التمثيل بالخلايا Raster Representation حيث يتم تمثيل كل معيار Criterion من التي تم استخدامها في التحليل في صورة شبكية (شكل رقم ٢) عن طريق تحويل قيم ذلك المعيار إلى شبكة من المربعات الشطرنجية (خلايا) متساوية المساحة يحتوي كل مربع منهم 

شكل رقم (١) مجموعات البيانات الرئيسة Feature Data sets بقاعدة بيانات نظم المعلومات الجغرافية للمشورع

شكل رقم (٢) طريقة تمثيل باستخدام الخلايا في بيئة برامج نظم المعلومات الجغرافية Raster Representation

على قيمة تماثل القيم الموجودة في الطبيعة والعائدة للمعيار محل الدراسة، ويتم استخدام العديد من التحليلات الحسابية والمكانية للوصول إلى إنجاز هذا التطبيق ومنها ١:

- العمليات المكانية Geo-processing Functions: وتتيح هذه الأدوات المدمجة في حزمة البرامج ArcGIS عدة طرق مختلفة لإجراء التحليلات المكانية على المعايير Criteria الممثلة في صورة متجهية وحسب شكل هذا التمثيل (نقطي، خطي، مضلع) مثل تجميع Aggregate العناصر ذات القيم الواحدة الموجودة في إحدى هذه الطبقات في عنصر واحد بستخدام الـ Dissolving، كذلك تجميع أكثر من طبقة من المعلومات موجودة في أكثر من ملف في طبقة واحدة Merge، قص جزء معين من الخريطة Clip، وأيضاً إجراء عمليات التطابق المختلفة لتحديد الخصائص المتعددة لمنطقة معينة محل الاهتمام بمنطقة الدراسة باستخدام التقاطع والاتحاد ,Union Intersect.

- التحويل من الصورة المتجهية للصورة الشبكية Convert Feature to Raster: حيث إن جزء من التحليلات تتم ببرنامج ملحق أداة التحليل المكانية ArcGIS Spatial Analyst وهي تتم باستخدام التحليلات المكانية المؤسسة على التمثيل بالخلايا Raster Representation وعلى هذا تتم تحويل المعايير Criteria من الصورة المتجهية Vector إلى الصورة الشبكية Raster باستخدام هذا الأداة.

- تحليل الميول Slope Analysis: تتيح هذه الوظيفة حساب درجة ميل سطح الأرض بمنطقة الدراسة حتى يمكن لاحقاً استبعاد المناطق شديدة الميول التي تزيد درجة ميلها عن ٢٠٪.

1: Jill McCopy, Kevin Johnston, (2002). Using ArcGIS Spatial (Analyst, Environmental System and Research Institute (ESRI .Pr

- التصنيف وإعادة التصنيف Raster Classification: تتيح هذه الوظيفة إجراء عمليات التصنيف وإعادة التصنيف على الخلايا الممثلة للمعايير محل الدراسة ً إعادة تصنيف المناطق الزراعية والمناطق حيث يمكن مثلا العمرانية والمناطق الصناعية القائمة على أنها مناطق لا يمكن إجراء عمليات التنمية الجديدة عليها "حيث إنها تم تنميتها بالفعل" ومنها يمكن إنتاج خريطة وسيطة تحدد الأماكن المتاحة للتنمية والأخرى غير المتاحة.

- إجراء العمليات الحسابية على الخلايا Raster Calculation: وتتيح هذه الوظيفة ميزة إجراء العديد من الوظائف Functions والعمليات الحسابية Operator على الخلايا الممثلة للمعايير محل الدراسة.

- التحليل باستخدام القناع Mask Analysis : تتيح هذه الميزة إجراء عمليات التحليل المكاني على مناطق معينة من منطقة الدراسة حيث يمكن تحديد أولويات الأراضي الصالحة للتنمية في المناطق الملائمة طبيعياً للتنمية فقط وفي كل محافظة على حدي، وهي تعني أن جميع العمليات التي سيتم إجراؤها سوف تكون فقط في أماكن الخلايا (المناطق الصالحة طبيعياً للتنمية) والتي تم تحديدها في القناع Mask. ٢

- تطبيق منهجية تحليل صلاحية المناطق للتنمية على منطقة مكة المكرمة

 من الخطوات الهامة في أسس التنمية الإقليمية تحديد صلاحية المناطق للتنمية المستقبلية بهدف ضمان أن توضع مشاريع التنمية في المستقبل في مواقعها المكانية شكل رقم (٢) الخطوات المنهجية المتتابعة لتحديد أولويات التنمية للمناطق الصالحة للتنمية بمنطة مكة المكرمة السليمة ولتحديد هذه الصلاحية تم اتباع مجموعة من الدراسات والخطوات المنهجية المتتابعة التي سنتناولها تفصيلا ضمن هذا الجزء من الدراسة ويبين الشكل (٣) موجزا لهذه المنهجية.

  وقد تم الاعتماد على نظم المعلومات الجغرافية في تحليل البيانات واستغلال قدرات هذا النظام على التحليلات المكانية (Spatial Analysis) حيث تم ترجمة الخطوات المنهجية المتتابعة السابقة إلى نموذج منهجي Conceptual Model شكل رقم(٤) لتسهيل العمل داخل بيئة برامج نظم المعلومات الجغرافية أثناء إجراء التحليل على الحاسب الآلي.

 ويحقق استخدام هذا النظام في التحليل إمكانية التعامل مع المتغيرات المختلفة وإمكانية وضع افتراضات للتوقعات المستقبلية، بالإضافة إلى القدرة على التعامل مع الكم الكبير من الخرائط والمعلومات الإحصائية والمكانية التي تم جمعها وحصرها على مستوى منطقة مكة المكرمة ككل أو على مستوى المحافظات المكونة لها.

  ويعد بذلك أساسا لدعم اتخاذ القرار التخطيطي. ومن أهم أهداف هذه المنهجية في التحليل تحقيق ما يلي:

- مراجعة وتدقيق المعلومات .

- مراجعة الوضع الراهن مع القيود العامة ومدى ملاءمتها للأنشطة .

- اختيار المواقع الصالحة للتنمية من الناحية الطبيعية .

- اختيار المناطق الصالحة للتنمية وبها إمكانات وموارد تنموية وداعمة للتنمية .

المراجع

١) الشنطي، أحمد محمود،١٩٩٥م- الرواسب المعدنية في المملكة العربية السعودية، جامعة الملك عبد العزيز.

٢) عبد الرحمن صادق الشريف١٩٩٣م: جغرافية المملكة العربية السعودية، الجزء الأول، الطبعة الرابعة.

٣) الهيئة العليا لتطوير منطقة مكة المكرمة، ١٤٢٧هـ: دراسة إعداد المخطط الإقليمي لمنطقة مكة المكرمة، التقريرين الثاني والثالث.

٤) هيئة المساحة الجيولوجية السعودية : الخريطة الإدارية لمنطقة مكة المكرمة ١٤٢٢ هـ.

٥) هيئة المساحة الجيولوجية السعودية : الخرائط الجيولوجية لمنطقة مكة المكرمة، مقياس رسم ١/ ٢٥٠٠٠٠، سنوات مختلفة.

٦) وزارة البترول والثروة المعدنية، وكالة الوزارة للثروة المعدنية ١٤١٩هـ – أطلس المعادن الصناعية بالمملكة ٥٧ العربية السعودية.

٧) وزارة البترول والثروة المعدنية، وكالة الوزارة للثروة المعدنية – ندوة فرص الاستثمار التعدينية بمنطقة مكة المكرمة- أوراق العمل ١٤٢٥هـ.

٨) وزارة البترول والثروة المعدنية – إدارة المساحة الجوية : الخرائط الطبوغرافية لمنطقة مكة المكرمة، مقياس رسم ٢٥٠٠٠٠/١ ،٥٠٠٠٠/١، سنوات مختلفة.

٩) وزارة التجارة والصناعة : بيان بالمدن الصناعية بمنطقة مكة المكرمة، بيانات ١٤٢٤هـ .

١٠) وزارة الزراعة، ١٤٢٥ / ١٤٢٤هـ : المديرية العامة للزراعة بمنطقة مكة المكرمة، التقرير السنوي للقطاع الزراعي بمنطقة مكة المكرمة لعام.

١١) وزارة الزراعة والمياه، ١٤٠٦هـ الخريطة العامة للتربة, المملكة العربية السعودية.

١٢) وزارة الزراعة والمياه، ١٤٢٢ هـ / ٢٠٠١ م: المحميات الطبيعية في المملكة العربية السعودية. الطبعة الثانية ـ المملكة العربية السعودية.

١٣) وزارة الشئون البلدية والقرية – وكالة الوزارة لتخطيط المدن ١٤٢٤هـ " المخططات التنموية الشاملة لسواحل المملكة – التقرير الرابع : مخطط التنمية الشامل لساحل منطقة مكة المكرمة.

١٤) وزارة الشئون البلدية والقرية – وكالة الوزارة لتخطيط المدن– ١٤٢٥هـ - ٢٠٠٥م " استراتيجيات التنمية العمرانية لمناطق المملكة - منطقة مكة المكرمة" التقرير النهائي. ,"

15) A G-O Yeh, (1999), "Urban Planning and GIS in Paul A. Longley, Michel Goodchild, David maguire and David Rhind (eds). Geographical Information Systems: principles, Techniques, Applications, and Management, Second Edition, New York: John .Wiley, pp. 877-888 .

16) Dao Huy Giap1, Yang Yi, (2003), Application of GIS and Remote Sensing, Vietnam. Map Asia .Conference.

 17) Elise Bright, "Using The ALLOT Model in land Use decision-making" Chapter 13, Decision Support System in urban planning Book, E & FN Spon, new York, pp 229-250.

 18) Friedmann, John, and William Alonso. Regional .Policy: Readings in Theory and Applications .Cambridge, Mass.: MIT Press, 1975 .

19) Jill McCopy, Kevin Johnston (2002). Using A.

20) Ministry of Petroleum and Mineral Resources Mineral Information, Deputy Ministry of Mineral .Resources, Jeddah.

21) Prinz, W.C., 1984: Explanatory notes to the geologic map of the wadi Haliy quadrangle sheet 18e, Kingdom of Saudi Arabia. Deputy Ministry For .Mineral Resources, Jeddah .

22) Smith, Michael P. Transnational Urbanism Locating Globalization. Malden, Mass.: Blackwell .Publishers, 2001.

23) Zahran , M. A. (1983). Introduction vegetation types of Saudi Arabia. Kin.

لقراءة كامل النص : إضغط هنا