تعيين تناسب اراضي براي كشت محصولات كشاورزي با استفاده از GIS و سيستم‌هاي استنتاج‌گر فازي

Land Suitability Determination for Crop Cultivation Using GIS and Fuzzy Inference Systems

با توجه به رشد سريع جمعيت، توسعه و گسترش شهرها و محدودشدن زمين‌هاي كشاورزي، ارزيابي زمين‌ها براي استفاده بهينه و افزايش توليد در واحد سطح و تصميم‌گيري هدفمند در تخصيص زمين‌هاي كشاورزي به بهترين كاربري، اهميت ويژه‌اي دارد. در پژوهش حاضر مدلي براي برنامه‌ريزي تخصيص محصولات كشاورزي ارايه شده است كه در آن با محاسبه ميزان تناسب سرزمين با استفاده از سيستم‌هاي استنتاج‌گر قاعده‌مبناي فازي و تعيين تقاضا و مدنظر قراردادن توالي كشت محصولات، نوع محصول كشاورزي در منطقه موردنظر تعيين مي‌شود. مدل ارايه‌شده با استفاده از نرم‌افزارهاي GAMS 23.7، MATLAB و ArcGIS 9.3 در شهرستان برخوار و ميمه واقع در استان اصفهان پياده‌سازي شد. نتايج تخصيص محصولات كشاورزي و بررسي سه نوع تناوب زراعي موجود نشان دادند كه مساحت اختصاص داده‌شده به محصولات گندم، گندم ـ ذرت، جو، جو ـ ذرت، ذرت، يونجه و سيب‌زميني براي سال 1390 به‌ترتيب برابر با 82/27، 64/21، 27/7، 85/5، 36/7، 36/6 و 74/1 درصد از كل مساحت اختصاص داده‌شده به كاربري كشاورزي در منطقه است. همچنين كه توزيع مكاني اين محصولات به‌گونه‌اي است كه به‌منظور دستيابي به توليد بهينه، مي‌بايست كشت گندم، جو و ذرت به‌صورت سيستم كشت دومحصولي در قسمت جنوبي شهرستان، و كشت يونجه و ذرت عمدتاً در قسمت‌هاي شمالي شهرستان صورت گيرد. با استفاده از مدل ارايه‌شده، مي‌توان مناسب‌ترين محصول براي كشت در ناحيه‌اي مشخص را تعيين كرد و با تعريف سناريوهاي مختلف اطلاعات مفيدي را براي برنامه‌ريزان بخش كشاورزي توليد كرد.

Due to the rapid population growth and urban development which results in limited arable land, land evaluation for selecting optimum utilization of land and increase in production per unit area as well as purposeful decisions in allocation of agricultural land to the best land use type is very important. In this paper, a crop land use allocation model is developed in which with the calculation of land suitability using fuzzy inference systems as well as demand determination and also consideration of crop rotation pattern, crop types within the agricultural area in the planning period are determined. The developed model is applied to Borkhar & Meymeh district in Isfahan province as a case study using GAMS 23.7, MATLAB and ArcGIS 9.3 softwares. Results of the crop allocation considering three existing crop rotation patterns showed that 27.82, 21.64, 7.27, 5.85, 7.36, 6.36 and 1.74 percent of agricultural areas were allocated to wheat, wheat-maize, barley, barley-maize, maize, alfalfa and potato, respectively for the year 2011. Also, spatial distribution of the crops allowed us to suggest that in order to have optimum production in the study area, southern part of the region is suitable for cultivation of wheat, barley and maize in double cropping systems while alfalfa and potato should be cultivated in northern parts of the region. The presented approach is found to be advantageous to determine the best crops for a given area and provide useful information for agricultural planners with the definition of various scenarios.