Urban sprawl prediction in Batna City, Eastern Algeria, Using the SLEUTH model

Predicción de la expansión urbana en la Ciudad de Batna, este de Argelia, utilizando el modelo SLEUTH

As a developing country, Algeria has experienced urban extensions, often poorly managed, which have generated numerous social, urban, and economic problems. In this context, this work aims to present an integrated approach combining spatial modeling, geographic remote sensing, and geographic information system to plan sustainable urban growth and mitigate the aforementioned issues. This work introduces urban sprawl simulation using the SLEUTH model, based on the cellular automata method. SLEUTH, implemented with a open-source code, facilates the simulation and prediction of urban sprawl. Applied to the Batna metropolitan area, SLEUTH is calibrated using four chronological series of data extracted from satellite images spanning from 1986 to 2020, with approximately 2,000 hectares transformed into urban land, representing an increase of about 180%. Future scenarios simulations were conducted for a 50-year period up to 2072, revealing two growth stages of urbanized areas. Beyond 2048, population density experiences a constant increase, marking the point at which Batna city reaches its urbanization limits. These findings highlight the necessity for urban planners to prepare an appropriate urban policy within a suitable timeframe. The integration of the SLEUTH model into the decision-making process is recommended to enhance urban policy management.

Como país en desarrollo, Argelia ha experimentado extensiones urbanas, a menudo mal gestionadas, que han generado numerosos problemas sociales, urbanos y económicos. En este contexto, este trabajo tiene como objetivo presentar un enfoque integrado que combina la modelización espacial, la teledetección geográfica y el sistema de información geográfica para planificar un crecimiento urbano sostenible y mitigar los problemas mencionados anteriormente. Este trabajo introduce la simulación del esparcimiento urbano utilizando el modelo SLEUTH, basado en el método de autómatas celulares. SLEUTH, implementado con un código de fuente abierta, facilita la simulación y predicción del esparcimiento urbano. Se realizaron simulaciones de escenarios futuros para un período de 50 años hasta 2072, revelando dos etapas de crecimiento de áreas urbanizadas. Más allá de 2048, la densidad de población experimenta un aumento constante, marcando el punto en el que la ciudad de Batna alcanza sus límites de urbanización. Estos hallazgos resaltan la necesidad de que los urbanistas preparen una política urbana adecuada en un plazo adecuado. Se recomienda la integración del modelo SLEUTH en el proceso de toma de decisiones para mejorar la gestión de la política urbana.

En tant que pays en voie de développement, l'Algérie a connu des extensions urbaines souvent mal gérées, générant de nombreux problèmes sociaux, urbains et économiques. Dans ce contexte, ce travail vise à présenter une approche intégrée combinant la modélisation spatiale, la télédétection géographique et les systèmes d'information géographique pour planifier une croissance urbaine durable et atténuer les problèmes susmentionnés. Ce travail introduit la simulation de l'étalement urbain en utilisant le modèle SLEUTH, basé sur la méthode des automates cellulaires. SLEUTH, mis en œuvre avec un code open source, facilite la simulation et la prédiction de l'étalement urbain. Appliqué à la région métropolitaine de Batna, SLEUTH est calibré à l'aide de quatre séries chronologiques de données extraites d'images satellitaires s'étendant de 1986 à 2020, environ 2,000 hectares ont étés transformés en terres urbaines, soit une augmentation d'environ 180%. Des simulations de scénarios futurs ont été menées pour une période de 50 ans jusqu'à 2072, révélant deux phases de croissance des zones urbanisées. Ces résultats soulignent la nécessité pour les urbanistes de préparer une politique urbaine appropriée dans un délai adéquat. L'intégration du modèle SLEUTH dans le processus de prise de décision est recommandée pour améliorer la gestion de la politique urbaine.

Como um país em desenvolvimento, a Argélia tem experimentado extensões urbanas, muitas vezes mal administradas, que geraram inúmeros problemas sociais, urbanos e econômicos. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo apresentar uma abordagem integrada que combina modelagem espacial, sensoriamento remoto geográfico e sistema de informações geográficas para planejar um crescimento urbano sustentável e mitigar os problemas mencionados anteriormente. Este trabalho introduz a simulação de expansão urbana usando o modelo SLEUTH, baseado no método de autômatos celulares. O SLEUTH, implementado com um código aberto, facilita a simulação e a previsão da expansão urbana. Foram conduzidas simulações de cenários futuros para um período de 50 anos até 2072, revelando duas etapas de crescimento de áreas urbanizadas. Além de 2048, a densidade populacional experimenta um aumento constante, marcando o ponto em que a cidade de Batna atinge seus limites de urbanização. Essas descobertas destacam a necessidade de planejadores urbanos prepararem uma política urbana adequada dentro de um prazo adequado. A integração do modelo SLEUTH no processo de tomada de decisão é recomendada para aprimorar a gestão de políticas urbanas.