مدل سازی گسترش جبهه آتش سوزی جنگل با استفاده از اتوماتای سلولی، سیستم اطلاعات مکانی و الگوریتم پرندگان
چکیده
هر ساله میلیون ها هکتار از جنگل های سرتاسر دنیا طعمه حریق های طبیعی و انسانی می شوند. آتش سوزی های مهیب اتفاق افتاده در دنیا موید این قضیه می باشد که این پدیده مخرب، تأثیرات بسیار ناسازگاری بر اکوسیستم منطقه، پوشش گیاهی و حیات وحش دارد. جنگل ها جزو سرمایه های هر کشور می باشند، بنابراین ارائه راهکارهائی مؤثر در راستای جلوگیری و مدیریت این پدیده پیچیده همواره ایده آل مدیران و برنامه ریزان محیط زیست بوده است. در این بین اتوماسیون سلولی از روش های بسیار ساده با کارائی بالا محسوب می شود که قدرت و قابلیت بالائی در مدل سازی پدیده های پویا نظیر رشد و توسعه شهری، گسترش آتش سوزی جنگل و ... دارد. این روش به کرات در انواع مدل های آتش سوزی جنگل ها مورد استفاده واقع شده و تقریباً جایگاه والائی در شبیه سازی این پدیده دارد. اما مسئله مهم در مورد اتوماسیون سلولی، بحث کالیبراسیون این مدل می باشد. در این تحقیق از الگوریتم پرندگان برای کالیبراسیون اتوماسیون سلولی در آتش سوزی جنگل استفاده شده است. نتایج شبیه سازی بر پایه اتوماسیون سلولی ، الگوریتم پرندگان و سیستم اطلاعات مکانی، قابلیت بالای این روش را نشان می دهد. مدل ارائه شده بر روی جنگل های جنوبی شهرستان مینودشت واقع در شرق استان گلستان اجرا شد. پس از اجرای مدل اولیه بر منطقه، ضریب کاپا 58% بدست آمد، سپس بعد از کالیبراسیون مدل بوسیله الگوریتم بهینه سازی پرندگان، این مقدار به 92% و شاخص دقت کلی به 95% ارتقا یافت. مدت زمان کل آتش سوزی واقعی در منطقه ارزیابی مدل تقریباً 23 ساعت بوده و کل مساحت سوخته در این مدت 5/807 هکتار می باشد و نتایج شبیه سازی مدت زمان 8/22 ساعت و مساحت سوخته 8/769 هکتار را پیش بینی نموده است. با توجه به مقدار کاپا و ارقام مذکور، می توان از این مدل برای پیش بینی در سایر مناطق و همچنین به عنوان یک سیستم حامی تصمیم گیری در آتش سوزی جنگل استفاده نمود.