مدل سازي تغييرات پوشش اراضي با استفاده از شبكه عصبي مصنوعي و زنجيره ماركف (مطالعه موردي: سواحل مياني استان بوشهر)

Land use change modeling using artificial neural network and markov chain (Case study: Middle Coastal of Bushehr Province)

اراضي ساحلي استان بوشهر به علت موقعيت ويژه در صادرات و واردات دريايي، وجود ذخاير نفت و گاز، كشاورزي، وجود نيروگاه هسته‌اي، شرايط مناسب صيد و صيادي و جاذبه هاي گردشگري از اهميت راهبردي و اقتصادي بالايي برخوردار است. از اين رو مي بايست از روش هاي نوين جهت پايش و مدل سازي تغييرات در اين مناطق استفاده نمود. هدف از اين مطالعه، پايش و مدل سازي تغييرات كاربري اراضي در يك دوره 23 ساله (1367-1390) با استفاده از شبكه عصبي مصنوعي و زنجيره ماركف در محيط اكستنشن مدل ساز تغييرات اراضي (LCM) مي باشد. بدين منظور از هفت متغير، سه زيرمدل و دوره واسنجي 1379-1384 جهت مدل سازي تغييرات كاربري اراضي سال 1390 استفاده گرديد. پس از ارزيابي صحت مدل با استفاده از آماره كاپا، نقشه پوشش اراضي سال 1395 با استفاده از دوره واسنجي 1390-1384 پيش بيني شد. نتايج نشان داد كه در طول دوره مطالعه، تغييرات شديد از اراضي باز به اراضي كشاورزي و رهاسازي زمين -هاي كشاورزي در منطقه مشاهده گرديد. از سال 1367 تا 1384 به ميزان 76/19715 هكتار به وسعت اراضي كشاورزي افزوده شده و بين سال هاي 1384 تا 1390 تنها 48/14% از كاربري كشاورزي بدون تغيير مانده است و وسعت زيادي از كشاورزي رهاسازي شده است. از ديگر نتايج اين تحقيقي توسعه زياد كاربري شهري (33/17760 هكتار) است. در اين مطالعه LCM توانست 76/0 از تغييرات را بدرستي پيش-بيني نمايد. به طوري كه در سال 1395 به ميزان 12000 هكتار افزايش وسعت در توسعه شهري منطقه پيش-بيني شده است.

Coastal lands of Bushehr Province has a high importance in terms of marine exporting and importing, oil and gas reserves, agriculture, nuclear plant, suitable condition for fishing and tourist attractions. Therefore new desirable methods for monitoring and modeling changes are required to be used in these areas. This study was performed with the aimed of monitoring and modeling land use changes using Artificial Neural Network (ANN) and Markov Chain in Land Change Modeler (LCM) in 23 years period (1990-2011). After model accuracy assessment using kappa coefficient, land cover map of the year 2016 was predicted by the 2006-2011 calibration period. The results indicated that two trends include changes from open lands to agricultural and then quitting these agricultural lands have been observed during the study period. Such that, the agricultural area has increased to 19715.76 hectares from 1990 to 2006,but between 2005 to 2011, only 14.48% of agricultural lands has remained unchanged and the large area of those were finally left. In this study, LCM was able to predict 0.76 of changes correctly. So that it was predicted 12000 hectares increasing of extent urban development in the coastal lands of Bushehr Province in 2016.