Saludos, comentas un tema complejo, de predicción y simulación
Hay aproximaciones muy complejas y otras mas simples
La más simple de todas, que seguro ya has probado es graficar el cambio poblacional a lo largo del tiempo y proyectarlo siguiendo dicha tendencia
Complementado con el enfoque geo-espacial el conjunto de imagenes-mapas disponibles para determinar las manchas urbanas en el tiempo y los cambios de uso de la tierra
Luego relacionar las estadisticas y los mapas
Entrando a métodos mas complejos primero es bueno definir a que te refieres
- Zonas urbanas
- Rurales
- Rurales y urbanas
Estimar el cambio de ciudades tiene modelos específicos
Uno de los modelos es redes neuronales, la idea es que múltiples variables influyen de forma diferente empujando el crecimiento de diversas formas
Primero que todo es bueno que definas las múltiples variables que pueden influir en el crecimiento, físico naturales (pendiente, zonas inundadas, tipos de suelo) sociales, administrativas, políticas (zonas urbanizadas, redes viales, uso de la tierra, proyectos urbanísticos y comerciales futuros, propiedad y disponibilidad de terrenos) y otros.....
Se cita el uso del programa IDRISI (ahora Terraset) para ello
También puedes probar Qgis con el PlugIn Molusce que es especifico para evaluar y modelar cambios de uso