Measuring and evaluating the physical-spatial development pattern of Yasouj city

Document Type : Scientific-Research

Authors

mehdi Ehsasikhah ¹

keramatollah Ziari ²

Abbas rajaie ³

Ahmad PourAhmad ⁴

hossein hataminejad ⁴

¹ PhD Student in Geography and Urban Planning, University of Tehran, Tehran, Iran

² Professor of the Department Human Geography and Planning, Faculty of Geography, University of Tehran, Tehran, Iran

³ Assistant Professor of Geography and Urban Planning, University of Tehran, Tehran, Iran

⁴ Professor of Geography and Urban Planning, University of Tehran, Tehran, Iran

https://doi.org/10.22067/jgusd.2024.87857.1418

Abstract

Abstract
The pattern of physical development is one of the important and key issues of the 21st century in connection with the discussion of city sustainability. This pattern is defined as the pattern of spatial development of human activities at a certain point in time and is classified into two general categories: scattered or horizontal expansion and compact pattern. It is essential to know the pattern of physical development of the city and evaluate the pattern of its compression and dispersion in order to guide it in the direction of urban sustainability development. Because nowadays most researchers believe that there is a significant relationship between the physical development pattern of the city and sustainability. Based on this, the main goal of the research is to analyze the physical-spatial development pattern of Yasouj city using satellite image processing and quantitative models. Research methodology is a combination of deductive and inductive methods. The findings of the research indicate that during the last four decades (1400-1370), the maximum amount of physical development of Yasouj city was in the northwest, west and south directions. On the other hand, the results indicate that the growth rate of the physical development of the city is higher than the growth rate of the urban population. Also, the pattern of physical growth of Yasouj city during the period of 2015-2015 has a horizontal and spiral development pattern, and the maximum amount of horizontal physical development is related to 2015 with an entropy coefficient equal to 1.33. Therefore, the control and monitoring of urban constructions in the north-west and west axis and the management of the settlement of immigrants can be an important strategy in guiding the physical development of Yasouj city.
Keywords: Physical development, spiral pattern, sustainability, quantitative models, Yasouj city



Extended abstract
1.Introduction
Rapid urbanization—widely regarded as one of the most critical dimensions of global change—has driven the physical expansion and development of cities, inducing extensive land-use transformations from micro to macro scales. As automobile-oriented development became the dominant urban paradigm of the twenty-first century, urban sprawl emerged as the primary pattern of urban form. Urban sprawl is characterized by the declining relevance of central city districts, a lack of effective urban planning, and leapfrog urban development. Numerous factors play a pivotal role in accelerating sprawl, including transformations in urban economic foundations, land speculation, lenient urban planning policies, abrupt decision-making regarding metropolitan expansion, and inefficient urban and regional regulations and plans.
This unbridled sprawl generates severe adverse impacts, such as intensified traffic congestion, widening inequality, poverty, multi-dimensional pollution (air, soil, water, and noise), loss of agricultural land, and habitat destruction. Over recent decades, rapid urbanization—particularly the swift growth of major cities, profound structural and socio-physical shifts in Iranian urban areas, and the disruption of urban network equilibrium—has driven unrestrained urban expansion and the degradation of environmental resources. These spatial transformations have manifested as rapid population growth coupled with accelerated, unbalanced, and fragmented physical expansion.
An analysis of population and territorial dynamics in the city of Yasuj reveals substantial growth fluctuations in recent decades, indicating that the city has expanded at a pace significantly exceeding its natural trajectory. This rapid spatial growth underscores the urgent need for structured planning, fundamental organization, and guided urban development to mitigate urban sprawl and prevent the encroachment of development onto agricultural lands. Accordingly, this study seeks to determine the spatial-physical development pattern of Yasuj, offering actionable insights and strategic guidelines for future planning toward desirable and sustainable urban growth.

2. Method
To determine the extent of physical development in the city of Yasuj, this study utilized Landsat satellite imagery—incorporating data from the MSS, TM, and OLI sensor series spanning the period from 1991 to 2021 at spatial resolutions of 15 m and 30 m, retrieved from the United States Geological Survey (USGS) website. Using ENVI image processing software, built-up surfaces within the designated timeframe were extracted following radiometric and atmospheric corrections, employing a supervised classification method (maximum likelihood classification). Subsequently, spatial expansions during the study period were quantified using Geographic Information Systems (ArcGIS). In the second phase of the research, the spatial patterns of urban growth were identified by integrating secondary demographic and spatial data with quantitative models, including the rank-size/density rule, Shannon’s Entropy Index, and Holdern’s model.

3.Results
The findings of this study show that Yasuj city had a horizontal and spiral development pattern during the period 1986-2016. This spiral development accounted for significant amounts of Yasuj city’s growth until 1986. After 1986, the development of Yasuj city was mostly due to population growth; as the city's


population increased, population density decreased, and this factor led to an increase in the city's physical development rate during the aforementioned period. On the other hand, it can be said that three factors: 1. The integration of peripheral villages due to the presence of open and vast lands in the west and northwest axes, 2. Favorable access, cheap lands, and the presence of a number of industrial and residential towns and administrative centers in the southeast and south axes, and 3. The limitations of the natural environment, such as the presence of the Zagros mountain range in the northeast and east axes, the Bashar rivers in the southern axis of the city, and the Mehrian river in the northwest axis, have to some extent removed the city from its nuclear and centralized state and transformed it into an urban form with a dispersed expansion.

4. Discussion and Conclusion
In explaining the research findings, the settlement of people with poor financial means in the neighborhoods of Sharaf Abad and Imam Hussein Town located on the south and southeast axis, and the annexation of peripheral villages to the city of Yasuj on the west and northwest axis can be examined with regard to the factor of cheap land and Dr. Farid’s theories of growth linkage (using land around the city for the additional population of the city and immigrants), Maslow’s needs, and the theory of political economy of space, so that in this category of migrations, changes in the use of urban lands, changes in residential rent, and easy access to industrial estates are considered. In relation to the role of natural environmental factors in the formation of dispersed urban settlement development, the hydraulic theory or the basis of environmentalism in the emergence and development of the city and the theory of natural city construction/city geography characteristics (human impacts on the natural environment and environmental impacts on human behavior and activities) can be examined as the most important theories related to the physical development and construction of the city.

Keywords

Keywords: Spiral Model

Sustainability

Physical Development

Yasuj city

Quantitative Model

Subjects

• urban planinnin

---

References

1.      اسماعیل پور، ف.، سرایی، م.، و اسمعیل پور، ن. (1399). تحلیل کمی الگوی رشد کالبدی – فضایی شهر اراک. جغرافیا و آمایش شهری-منطقه‌ای، 10 (35)، 84-65.

2.      پوراحمد، ا.، حاتمی نژاد، ح.، زیاری، ک.، فرجی سبکبار، ح.، و وفایی، ا. (1395). تحلیل الگوی توسعه کالبدی – فضایی شهری از منظر توسعه پایدار (مطالعه موردی: شهر کاشان). مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، 7 (26)، 22-1.

3.      جواهری تقدس، م.، نسترن، م.، زبردست، ا.، و بصیرت، م. (1398). بررسی و تحلیل روند توسعه فضایی – کالبدی منطقه کلان‌شهری تهران بین سال‌های 1365 الی 1395. راهبرد اجتماعی – فرهنگی، 8 (31)، 65-35.

4.      حسینی خواه، ح.، و زنگی آبادی، ع. (1396). تحلیل روند و نحوه گسترش شهرهای سیاسی – اداری ایران (موردپژوهشی: یاسوج از پیدایش تاکنون). جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، 28 (4)، 164-143.

5.      حسینی، ه.، و قدمی، م. (1392). تحلیل الگوی توسعه کالبدی – فضایی شهر سبزوار. فضای جغرافیایی، 13 (44)، 240-219.

6.      خداداد بناب، م. (1399). تحلیل الگوی رشد کالبدی – فضایی شهرها از طریق آمار فضایی در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: شهر گرگان). مطالعات محیطی هفت حصار، 8 (32)، 40-29.

7.      خیرالدین، ر.، و سالاریان، فردیس. (1394). الگوسازی گرایش‌های فضایی شهرها با استفاده از الگوی رشد خودکار سلولی در جهت امکان‌سنجی و انتظام توسعه فضایی شهر چالوس. تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی (دانشگاه خوارزمی)، 15 (39)، 176-153.

8.      داداش پور، ه.، و میری لواسانی، ا. (1394). تحلیل الگوهای فضایی پراکنده رویی در منطقه کلان‌شهری تهران. برنامه‌ریزی فضایی، 5 (1)، 146-123.

9.      زیاری، ک. (1382). تحولات اجتماعی – فرهنگی ناشی از انقلاب صنعتی در توسعه فضایی تهران. جغرافیا و توسعه، 1 (1)، 164-151.

10.   زیاری، ک.، حاتمی نژاد، ح.، و ترکمن نیا، ن. (1391). درآمدی بر نظریه رشد هوشمند شهری. شهرداری‌ها، 104، 19-17.

11.  زیاری، ک.، قاسمی، س.، مهدی، ع.، و مهدیان، م. (1396)، تحلیلی بر وضعیت ساختاری – کالبدی شهر مهاباد از منظر راهبرد توسعه شهری (CDS). پژوهش‌های جغرافیای انسانی، 49 (3)، 504-485.

12.  زیاری، ک.، قدیری، م.، و دستا، ف. (1393). سنجش و ارزیابی الگوی گسترش فیزیکی شهر یزد. پژوهش‌های جغرافیای انسانی، 46 (2)، 272-255.

13.  سلیمانی مهرنجانی، م.، پریزادی، ط.، میرزازاده، ح.، اصغری، ت.، و احمدپور، سلام. (1402). سناریونویسی گسترش فضایی – کالبدی شهر با تأکید بر کارکرد بازرگانی (موردمطالعه: شهر مهاباد). مجله جغرافیا و توسعه فضای شهری، 10 (3)، 149-129.

14.  شماعی، ع.، واحدی نژاد، ح.، آذرشب، ص.، و قاسمی، م. (1401). تحلیل فرایند توسعه کالبدی شهر و ارائه الگوی راهبردی مناسب آن، مطالعه موردی: شهر اهواز. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 22 (67)، 39-25.

15.  شیروانی مقدم، س. و سعیدی مفرد، س. (1398). سنجش پدیده پراکنده رویی شهری با استفاده از مدل FANP مطالعه موردی: کلان‌شهر مشهد. جغرافیا و مطالعات محیطی، 8 (30)، 58-49.

16.  عبداله زاده، م.، رهنما، م. و اجزاء شکوهی، م. (1399)، سنجش و ارزیابی الگوی رشد فضایی – کالبدی کلان‌شهر تبریز، جغرافیا و برنامه‌ریزی، 24 (71)، 271-245.

17.  عبدالی، ا.، کلانتری خلیل‌آباد، ح.، و پیوسته گر، ی. (1398). تحلیلی بر عوامل مؤثر در پراکنده رویی نواحی شهری (نمونه موردی: شهر یاسوج). پژوهش و برنامه‌ریزی شهری، 10 (36)، 116-101.

18.  غلامی، ی.، حیاتی، س.، و قنبری، م. (1394). شناخت الگوی رشد کالبدی – فضایی کلان‌شهرهای ایران (مطالعه موردی: کلان‌شهرهای مشهد، شیراز، اصفهان و تبریز)، مطالعات نواحی شهری دانشگاه شهید باهنر کرمان، 2 (3)، 100-79.

19.  فرج زاده، ک.، موسوی، م.، و مصیب زاده، ع. (1401). تحلیل فضایی – کالبدی شاخص‌های رشد  هوشمند شهری در مناطق چهارگانه (23 محله) یاسوج براساس مدل‌های تصمیم‌گیری چند معیاره. مجله جغرافیا و توسعه فضای شهری، 9 (1)، 76-53.

20.  فکور کارگر، ص.، اسدی، ا.، و گودرزی، ن. (1398). سنجش پراکنده رویی شهری در کلان‌شهر مشهد. مجله جغرافیا و توسعه فضای شهری، 8 (1)، 125-103.

21.  گودرزی، ع.، حق زاد، آ.، رمضانی پور، م.، و بزرگمهر، ک. (1400). تحلیل روند و الگوی فضایی پراکنده رویی منطقه 22 شهر تهران. پژوهش‌های جغرافیای برنامه‌ریزی شهری، 9 (3)، 879-857.

22.  لطفی، ص.، منوچهری میاندوآب، ا.، و آهار، ح. (1392). تحلیل الگوی گسترش کالبدی – فضایی شهر مراغه با استفاده از مدل‌های کمی. جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری، 17 (43)، 232-191.

23.  مبارکی، ا.، و زنگی‌آبادی، ع. (1391). بررسی عوامل مؤثر بر شکل‌گیری حاشیه‌نشینی شهر تبریز و پیامدهای آن (مطالعه موردی: محلات احمدآباد، کوی بهشت، خلیل‌آباد). جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، 23 (1)، 80-67.

24.  نوروزی، ح.، و محمدی دوست، س. (1397). بررسی ابعاد مختلف توسعه افقی شهر یاسوج و تأثیر آن بر اراضی کشاورزی پیرامون (با استفاده از مدل آنتروپی شانون و ضریب موران). برنامه‌ریزی منطقه‌ای، 8 (32)، 92-81.

25.  نیک پور، ع.، عمونیا، ح.، و شکری، س. (1400). سنجش و ارزیابی میزان پراکنده رویی در نواحی ساحلی موردمطالعه: شهرستان بابلسر. اطلاعات جغرافیایی، 31 (121)، 175-161.

26.  نیک پور، ع.، و یاراحمدی، م. (1401). سنجش و ارزیابی میزان پراکنده رویی شهری مطالعه موردی: شهر ساری. پژوهش‌های جغرافیای برنامه‌ریزی شهری، 10 (2)، 204-189.

27.  یوسفی آذر ابرغانی، س.، ماجدی، ح.، و سعیده زرآبادی، ز. (1398). تحلیل الگوهای پراکنده رویی در مجموعه شهری تهران با تأکید بر رویکردهای نظام مدیریت شهری. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 27 (65)، 459-439.

28.   Abhishek, N., Jenamani, M., & Mahanty, B. (2017). Urban growth in Indian cities: Are the driving forces really changing?. Habitat International, 69, 48-57.

29.   Abreu e Silva, J., & Correia, M. (2023). The main drivers of urban sprawl in Portuguese medium cities between 2001 and 2011. Land Use Policy, 132, 106803.

30.   Abudu, D., Echima, R., & Andogah, G. (2018), Spatial assessment of urban sprawl in Arua Municipality, Uganda. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science.

31.   Al-Ahmadi, K., See, L., Heppenstall, A., & Hogg, J. (2009) Calibration of a fuzzy automata model of urban dynamics in Saudi Arabia. Ecological Complexity, 6(2): 80-101.

32.   Brandful, C., & Nsomah, A. (2017) A Ghanaian twist urban sprawl. Land Use Policy, 61, 231-241.

33.   Burton, E. (2000). The compact city: just or just compact? A preliminary analysis. Urban studies, 37(11), 1969-2006.

34.   European Environment Agency. (2006). Urban sprawl in Europe - The ignored challenge. EEA report.

35.   Fang, L., Li, P., & Song, S. (2017). China’s urban development policies and city growth dynamics: An analysis based on the Gibrat’s Law. International Review of Economics & Finance, 52, 322-329.

36.   Galster, G., Hanson, R., Ratcliffe, M.R., Wolman, H., Coleman, S., & Freihage, J., (2001). Wrestling sprawl to the ground: defining and measuring an elusive concept. House Policy Debate, 12 (4), 681–717.

37.   Glaeser, E., & Matthew, E. (2004). Chapter 56 Sprawl and urban growth. Handbook of Regional and Urban Economics, 4, 2481-2527.

38.   Hasse, J., & Richard, G. (2003). Land resource impact indicators of urban sprawl. Applied Holland, 100-115.

39.   Lui, z., Lui, s., Qi, W., & Jin, H. (2018). Urban sprawl among Chinese cities of different population sizes. Habitat International, 79, 89-98.

40.   Mthunzi Sithole, SH., Musakwa, W., Magidi, J., Kibangou, A. (2024). Characterising landcover changes and urban sprawl using geospatial techniques and landscape metrics in Bulawayo, Zimbabwe (1984–2022). Heliyon, 10 (2024) e27275.

41.   Noor, N. M., & Asmawi, M. Z., & Rusni, N. A. (2013). Measuring urban sprawl on geospatial indices characterized by leapfrog development using remote sensing and GIS techniques. 8th International Symposium of the Digital Earth (ISDE8), Kuching, Sarawak, Malaysia, 26-29.

42.   Pourali, M., Townsend, C., Kross, A., Guindon, A. (2021). Urban sprawl in Canada: Values in all 33 Census Metropolitan Areas and corresponding 469 Census Subdivisions between 1991 and 2011. Data in Brief, 41, 107941.

43.   Prasad, V. (2023). Urban sustainability: the way forward check for updates. Urban environment and smart cities in Asian countries. Insights for Social, Ecological, and Technological Sustainability, 1.

44.   Salingaros, N. (2006). Compact City Replaces Sprawl. Chapter in: Crossover: Architecture, Urban Economics, Urbanism, Technology. Edited by Arie Graafland & Leslie Kavanaugh (010) Publishers, Rotterdam,

45.   Shao, Z., Simon Sumari, N., Portnov, A., Ujoh, A. (2021). Urban sprawl and its impact on sustainable urban development: a combination of remote sensing and social media data. Geo Spatial Inf. Sci. 24 (2), 241–255.

46.   Wang, J., Qu, S., Peng, K., Feng, Y. (2019). Quantifying Urban Sprawl and Its Driving Forces in China. Discrete Dynamics in Nature and Society, Article ID 2606950, 14 pages.

47.   Weilenmann, B., Seidl, I., Schulz, T. (2017). The socio-economic determinants of urban sprawl between 1980 and 2010 in Switzerland. Landsc. Urban Plan. 157, 468–482.

48.   Xu, C., Liu, M., An, S, Chen, J.M., & Yan, P. (2007) "Assessing the impact of urbanization on regional net primary productivity in Jiangyin County, China. Journal of Environmental Management, 85(3),597-606.

49.   Zang, X., & Pan, J. (2021). Spatiotemporal Pattern and Driving Factors of Urban Sprawl in China. Land, 10, 1275.