مدلسازی گسترش آتش سوزی جنگل با استفاده از اتوماسیون سلولی

جنگل ها جزو سرمایه های هر کشور محسوب شده و بقای انسان ها و این کره خاکی به وجود اکسیژن تولید شده توسط جنگل ها (درختان) استوار است. هر ساله میلیون ها هکتار از جنگل های سراسر 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، تاثیرات بسیار ناسازگاری بر اکوسیستم منطقه، پوشش گیاهی و حیات وحش دارد. بنابراین ارائه راهکارهائی موثر در راستای جلوگیری و مدیریت این پدیده پیچیده همواره مورد توجه مدیران و برنامه ریزان محیط زیست بوده است. به عبارت دیگر، مدلسازی گسترش آتش سوزی که بتوان با استفاده از آن نیروها و امکانات را به نحو احسن استفاده نمود به عنوان یک ضرورت محسوب می شود. اتوماسیون سلولی از روش های بسیار ساده با کارائی بالا محسوب می شود که قدرت و قابلیت بالائی در مدلسازی پدیده های پویا نظیر رشد و توسعه شهری، گسترش آتش سوزی جنگل، شیوع بیماری ها و ... دارد. یکی از چالش های مهم در خصوص استفاده از روش اتوماسیون سلولی، کالیبراسیون این مدل می باشد. استفاده از الگوریتم زنبور عسل برای کالیبراسیون اتوماسیون سلولی در آتش سوزی جنگل ها از نوآوری این تحقیق محسوب می شود. در این تحقیق لایه های نوع و تراکم پوشش گیاهی، توپوگرافی، سرعت و جهت باد و مناطق غیر قابل سوختن به عنوان مبنا مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج شبیه سازی بر پایه اتوماسیون سلولی و الگوریتم زنبور عسل، قدرت بالای این روش را در ادغام با سیستم اطلاعات مکانی نشان می دهد. مدل ارائه شده بر روی جنگل های جنوبی شهرستان مینودشت واقع در شرق استان گلستان آزمایش شد. منطقه مورد مطالعه به دو بخش تقسیم گشت، در بخش اول، مدل اولیه بر منطقه اجرا شد و کاپا 58% بدست آمد، سپس به منظور کالیبراسیون مدل، پس از 2000 تکرار الگوریتم زنبور عسل، این مقدار به 92% رسید. برای اعتبارسنجی مدل ارائه شده، مدل کالیبره شده بر روی منطقه دوم اجرا گردید و نتایج خروجی آن ضریب کاپای 88 درصد و دقت کلی 98% را نشان داد. مدت زمان کل آتش سوزی واقعی در منطقه ارزیابی مدل تقریبا 11 ساعت بوده و کل مساحت سوخته در این مدت 351.62 هکتار می باشد و نتایج شبیه سازی مدت زمان 95/11 ساعت و مساحت سوخته 25/375 هکتار را پیش بینی نموده است. با توجه به مقدار کاپا و ارقام مذکور، می توان از این روش برای پیش بینی در سایر مناطق و همچنین به عنوان یک سیستم حامی تصمیم گیری در آتش سوزی جنگل استفاده نمود. کلمات کلیدی: آتش سوزی جنگل، اتوماسیون سلولی، الگوریتم زنبور عسل، سیستم اطلاعات مکانی، شاخص کاپا