متناسب‌سازي ساختارفضايي كاربري‌زمين با بهره‌گيري از شبكه‌عصبي پرسپرسترون چندلايه در شهرستان همدان

پيشينه و هدف حفاظت از منابع طبيعي به ويژه زمين و كاربري آن از ديرباز موردتوجه و بررسي بوده است. در واقع مي توان گفت به اين دليل كه كاربري زمين در گذر زمان تغييرات بسياري را تجربه كرده است كه اين تغييرات داراي اثرات مستقيم و فراوان بر اكوسيستم و محيط بوده و به تبع آن پيامدهاي گوناگوني را در پي داشته است، ازجمله اين پيامدها مي توان به تغيير كاربري زمين متأثر از گسترش شتابان شهرنشيني و اثرات آن بر الگوي كاربري زمين در محيط اطراف و درنهايت قطعه قطعه شدن اراضي در اين مناطق اشاره داشت. بر همين اساس در بسياري از مواقع تبديل كاربري زمين از حالت طبيعي خود به كاربري هاي انسان ساخت داراي پيامدهاي بازگشت ناپذيري بوده كه در جهت كاهش پيامدهاي اين امر مي توان به متناسب سازي ساختار كاربري زمين پرداخت. تناسب زمين به هم خواني ظرفيت هاي يك قطعه زمين و كاربري موجود در آن اطلاق مي شود، و ازآنجاكه تخصيص نامتناسب كاربري زمين و عدم توجه به تغييرات آن داراي پيامدهاي بسياري نظير جدايي گزيني اجتماعي-اقتصادي، فرسودگي محيطي و از بين رفتن منابع است. بنابراين تصميم گيري ها در زمينه مديريت زمين و منابع همواره بايد به صورتي هدايت شوند كه با منافع جامعه و محيط طبيعي تعارض نداشته باشند، در اين راستا يكي از راه هاي مؤثر براي كنترل و به حداقل رساندن آسيب ها و پيامدهاي تغيير كاربري اراضي، متناسب سازي ساختار آن است، به صورتي كه بر اساس ويژگي هاي منابع زمين و قابليت هاي آن، زمين مي تواند تحت توزيع مكاني و آرايشي منطقي تري قرار گيرد. هدف از انجام پژوهش حاضر شناسايي و پهنه بندي ميزان تناسب ساختار كاربري اراضي با قابليت هاي موجود در محدوده شهرستان همدان و همچنين بررسي ميزان كارايي روش شبكه عصبي پرسپرسترون چندلايه در زمينه متناسب سازي ساختار كاربري اراضي در اين شهرستان است.مواد و روش ها بر اساس پيشينه پژوهش و با توجه به معيارهاي اثرگذار در زمينه متناسب سازي ساختار كاربري اراضي، شاخص هاي گوناگوني برگزيده شد كه شامل؛ 12 شاخص كاربري زمين، شيب، ميانگين دما، ميانگين بارش، ميانگين رطوبت، ميانگين سرعت باد، زمين شناسي، نوع خاك، فاصله از رودخانه، فاصله از چاه ها، فاصله از جاده هاي اصلي و نوع پوشش گياهي بوده است. سپس با استفاده از بازديد ميداني، ثبت نقاط داراي تناسب كاربري به عنوان نقاط تعليمي انجام گرفت. پس از آماده سازي لايه هاي شاخص هاي مذكور به استانداردسازي اين لايه ها در محيط نرم افزار سيستم اطلاعات جغرافيايي پرداخته شد و در مرحله بعدي شبكه عصبي پرسپرسترون چندلايه با استفاده از الگوريتم پس از انتشار با واردكردن لايه هاي مؤثر بر متناسب سازي ساختار كاربري زمين به عنوان ورودي و استفاده از يك لايه مياني فاصله از نقاط متناسب از نظر ساختار كاربري زمين، اين شبكه با ساختار 1-10- 12 به منظور متناسب سازي ساختار كاربري زمين در محدودۀ شهرستان همدان اجرا شد. از 35 درصد از كل پيكسل هاي تصوير فاصله از نقاط متناسب كشاورزي به عنوان نقاط تعليمي در سه دسته؛ بخش نخست (70 درصد) براي آموزش شبكه، بخش دوم (15 درصد) براي متوقف كردن محاسبات در زماني كه خطا درحال افزايش است و از بخش سوم (15 درصد) براي راستي آزمايي شبكه استفاده شد و در نهايت به ترسيم نقشه نهايي تناسب زمين اقدام گرديد، لايه بدست آمده داراي ارزشي بين 0 و 1 بود كه به پنج كلاس تناسب اراضي تقسيم بندي شد.نتايج و بحث در پژوهش حاضر پس از شناسايي عوامل مؤثر بر ساختار كاربري زمين و متناسب سازي ساختار آن و تهيه لايه هاي هر يك از آن ها، به استانداردسازي لايه هاي مذكور اقدام شد. سپس با استفاده از بازديد ميداني، ثبت نقاط داراي تناسب كاربري به عنوان نقاط تعليمي انجام گرفت بدين ترتيب به متناسب سازي ساختار كاربري زمين توسط مدل شبكه عصبي پرسپرسترون چندلايه با تعداد تكرار 58 اقدام گرديد. نتايج حاصل از صحت سنجي شبكه عصبي و لايه خروجي حاصل از آن بيانگر دقت بالاي شبكه در متناسب سازي ساختار كاربري زمين بوده به صورتي كه مقادير جذر ميانگين مربعات خطا (RMSE)، خطاي مطلق (MAE) و ضريب همبستگي (R2) در فرايند اجراي شبكه به ترتيب برابر با 0.19، 0.21، و 0.89 بود، كه خود بيانگر دقت بالاي شبكه در اجراي فرايند متناسب سازي هستند.. در آخر ميزان تناسب اراضي به 5 كلاس كاملاً نامناسب، تاحدودي نامناسب، نامناسب، تاحدودي مناسب و كاملاً نامناسب تقسيم بندي شد و نتايج حاصله نشان داد كه بيشترين مساحت مناطق را به ترتيب اراضي تا حدودي مناسب و كاملاً مناسب با 32.62 و 28.13 درصد از كل مساحت محدوده را در برگرفته اند.