Modeling Urban Growth in Southern Thailand.

Abstract

It is important to have a method that makes appropriate use of land-use data. This thesis focuses on methods, which we believe are new and important, particularly because they can be integrated with remote sensing data on land cover from Earth-orbiting satellites. The method is basically analog-to-digital conversion. The method allows us to analyze land-use development and to show how land-use has changed between two time periods using statistical methods. The land-use of each grid at the later time point is an outcome and the land-use at the previous time point is determinant. Logistic regression model was used when outcome is binary (developed land/other). Since data at neighboring grid points are not independent. Variance inflation factor was used to handling spatial correlation. The model based on weighted sum contrasts was used. The first part aims to propose method for predicting land-use change. This method is based on an analog-to-digital conversion which replaces polygonal shapes by coded grid points. The method is applied to data from a survey of Phuket province from 1967-2009 where land-use was classified broadly as forest, agriculture, urban, water bodies and miscellaneous land. Logistic regression was used to predict a binary land-use outcome (urban/other), and location combined with land-use at a previous survey was a determinant. To account for correlation in land-use amongst nearby plots of land, variance inflation factors were used to compute standard errors of proportions of urban growth. This study shows that analog-to-digital conversion methods are useful approaches to develop appropriate statistical models for land-use change. The greater urbanization was observed in the southern parts of Phuket during the period of study. The second part aims to investigate the change of developed land in three different locations along Highway 4 Road from Phattalung to HatYai. The method involves creating a digitized grid of geographical coordinates covering the study area. The land-use codes and plot identifiers were recorded in database tables indexed by grid coordinates. Logistic regression of land development adjusted for spatial correlation was used to model its change over a 9-year period using land-use at the previous survey combined with location as a determinant. The results show increasing average percentages of developed land (3% in 2000 and 5% in 2009). Land development occurred mostly in the northern location along the Pattalung to HatYai road. The third part aims to model land development in the 17 sub-districts in Phuket province of Thailand from 2000 to 2009. Logistic regression was used to monitor changes in land-use over this period and predict future changes. The ROC curve was used to measure the performance of the model. Land-use from a previous survey in 2000 and sub-district identity were included as determinants. The area of developed land increased by 4,557 ha over the study period. Agricultural land in 2000 was more likely to become developed in 2009 and developed land was more likely to remain developed land in 2009. Land development occurred mostly in Chalong and Talat Nua sub-districts. The area under the ROC curve was 0.83 indicating a reasonably good fit of the model. In conclusion, this study provides useful information on the trend of land-use development for government planners and developers to manage land-use change in the future. The methods are useful approaches to develop an appropriate statistical model for land-use change between two periods using freely available software R program. การจัดการข้อมูลการใช้ประโยชน์ที่ดินมีสำคัญที่จะต้องใช้วิธีการที่เหมาะสม วิทยานิพนธ์นี้ศึกษาเกี่ยวกับวิธีการใหม่ที่มีความสำคัญเนื่องจากสามารถบูรณาการกับข้อมูลการใช้ประโยชน์ที่ดินจากการสำรวจระยะไกลจากดาวเทียมได้ วิธีการดังกล่าวอาศัยการเปลี่ยนโครงสร้างของข้อมูลจากอนาลอคเป็น ติจิตอล ทำให้สามารถนำข้อมูลไปวิเคราะห์โดยใช้วิธีการทางสถิติเพื่อแสดงการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินระหว่างสองช่วงเวลาได้ โดยการใช้ประโยชน์ที่ดินในปีที่สนใจเป็นตัวแปรตาม และการใช้ประโยชน์ที่ดินในปีก่อนหน้าเป็นตัวแปรอิสระ กรณีที่ตัวแปรตามเป็นแบบกลุ่มที่มีสองระดับ สามารถใช้ตัวแบบการการถดถอยแบบลอจิสติกวิเคราะห์ข้อมูลได้ แต่เนื่องจากข้อมูลแต่ละกริดไม่เป็นอิสระต่อกันจึงใช้วิธี Variance inflation factor จัดการความสัมพันธ์ของข้อมูล วิทยานิพนธ์เล่มนี้แบ่งการศึกษาออกเป็นสามตอนดังนี้ ตอนที่หนึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่ออธิบายการเปลี่ยนโครงสร้างของข้อมูลจากอนาลอคเป็นดิจิตอล โดยจากเดิมบันทึกข้อมูลเป็นโพลิกอนเปลี่ยนเป็นบันทึกแบบกริดที่มีขนาด 1 เฮกตาร์และใช้ข้อมูลการใช้ประโยชน์ที่ดินของจังหวัดภูเก็ตจากปี พ.ศ. 2510-2552 กรมพัฒนาที่ดินแบ่งการใช้ประโยชน์ที่ดินเป็น 5 ประเภท ได้แก่ พื้นที่ป่าไม้ พื้นที่เกษตรกรรม พื้นที่ชุมชนและสิ่งปลูกสร้าง พื้นที่น้ำ และพื้นที่เบ็ดเตล็ด ในที่นี้จัดประเภทการใช้ประโยชน์ที่ดินเป็น 2 กลุ่ม ได้แก่พื้นที่ชุมชนและสิ่งปลูกสร้าง ซึ่งหมายถึง พื้นที่เมือง และพื้นที่อื่นๆ จากนั้นจึงสร้างตัวแบบการถดถอยแบบลอจิสติกของความเป็นเมืองโดยมีการใช้ประโยชน์ที่ดินในปีก่อนหน้าที่แยกเป็นพื้นที่ทางตอนเหนือหรือใต้เป็นตัวแปรอิสระ โดยใช้วิธี variance inflation factors โดยคำนวณค่าคลาดเคลื่อนมาตราฐานของสัดส่วนความเป็นเมือง เนื่องจากข้อมูลมีความสัมพันธ์กันในแต่ละกริด ผลการศึกษาพบว่าการเปลี่ยนโครงสร้างของข้อมูลจากอนาลอคเป็นดิจิตอลมีความเหมาะสมสำหรับการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินด้วยการสร้างตัวแบบ และการประยุกต์ใช้วิธีการดังกล่าวกับข้อมูลการใช้ประโยชน์ทิ่ดินในจังหวัดภูเก็ตพบความเปลี่ยนแปลงความเป็นเมืองส่วนใหญ่เกิดขึ้นในทางตอนใต้ของภูเก็ต ตอนที่สองศึกษาความเป็นเมืองในพื้นที่บริเวณทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 4 ระหว่างจังหวัดพัทลุงถึงหาดใหญ่จากปี พ.ศ. 2534-2552 โดยแบ่งพื้นที่ศึกษาออกเป็นพื้นที่ทางตอนเหนือ ทางตอนกลาง และทางตอนใต้ โดยประยุกต์ใช้วิธีการเปลี่ยนโครงสร้างของข้อมูลจากอนาลอคเป็นติจิตอล และการวิเคราะห์การถดถอยแบบลอจิสติกของความเป็นเมือง โดยตัวแปรอิสระคือการใช้ประโยชน์ที่ดินกับพื้นที่ที่ศึกษา ผลการศึกษาพบว่าพื้นที่ความเป็นเมืองเฉลี่ยเพิ่มขึ้นโดย เกิดขึ้นร้อยละ 3 ในปี พ.ศ. 2543 และร้อยละ 5 ในปี พ.ศ. 2552 โดยความเป็นเมืองส่วนใหญ่เกิดขึ้นทางตอนเหนือ ตอนที่สามเป็นการสร้างตัวแบบความเป็นเมืองใน 17 ตำบลของจังหวัดภูเก็ตในปี พ.ศ. 2543-2552 โดยใช้การวิเคราะห์การถดถอยแบบลอจิสติก ที่มีการใช้ประโยชน์ที่ดินในปี พ.ศ. 2543 และตำบลเป็นตัวแปรอิสระ และใช้พื้นที่ใต้โค้ง ROC เปรียบเทียบกับตัวแบบที่มีเฉพาะตัวแปรการใช้ประโยชน์ที่ดินในปี พ.ศ. 2543 ผลการศึกษาพบว่า พื้นที่ของความเป็นเมืองเพิ่มขึ้น 4,557 เฮคแตร์ โดยส่วนใหญ่เปลี่ยนมาจากพื้นที่เกษตรกรรม และพื้นที่ความเป็นเมืองส่วนใหญ่พบในตำบลฉลองและตำบลตลาดเหนือ ตัวแบบที่มีตัวแปรการใช้ประโยชน์ที่ดินในปี พ.ศ. 2543 และตำบลให้ค่าพื้นที่ใต้โค้ง ROC เท่ากับ 0.83 แสดงว่าตัวแบบมีความเหมาะสม โดยสรุปการศึกษาครั้งนี้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับแนวโน้มของการเปลี่ยนแปลงใช้ประโยชน์ที่ดินสำหรับนักวางแผนและนักพัฒนาในการจัดการการใช้ประโยชน์ที่ดินในอนาคต วิธีการเปลี่ยนโครงสร้างของข้อมูลจากอนาลอคเป็นติจิตอลเหมาะสำหรับการพัฒนาตัวแบบทางสถิติเพื่ออธิบายการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินระหว่างสองช่วงเวลาโดยใช้โปรแกรม R ซึ่งเป็นฟรีซอฟแวร์