مدلسازی تغییرات کاربری زمین با استفاده از مدل مارکوف-اتوماتای سلولی و تصمیم‌گیری چند معیاره در حوضه آبخیز تالار

نقشه­های کاربری زمین از لایه­های اطلاعاتی بسیار مهم در برنامه‌ریزی مدیریت حوضه‌های آبخیز است. همچنین استفاده از روش­های پیش­بینی تغییرات کاربری می­تواند در زمینه مدیریت و تصمیم­سازی حوضه­ها بسیار موثر باشد. در این راستا، هدف این پژوهش استفاده از روش ترکیبی مارکوف- اتوماتای سلولی به منظور پیش‌بینی نقشه کاربری زمین با استفاده از تصمیم‌گیری و ارزیابی چند‌ معیاره در حوضه آبخیز تالار در شمال ایران است. به همین منظور، دو تصویر سنجنده Landsat 5 TM مربوط به سال‌های 2000 و 2010 و یک تصویر SENTINEL-2 MSI مربوط به 2016 و سایر لایه­های اطلاعاتی منطقه مورد مطالعه تهیه گردید. ابتدا توسط تصاویر سنجنده TM نقشه‌های کاربری زمین سال­های 2000 و 2010 تولید شد. همچنین، بر اساس اطلاعات موجود، لایه‌های مورد نیاز برای تولید لایه پتانسیل انتقال تهیه شد. برای تولید نقشه‌‌های کاربری زمین، یک سناریو برای پیش‌بینی تغییرات کاربری بر اساس افزایش زمین‌های بدون پوشش یا پوشش گیاهی کم، افزایش زمین‌های کشاورزی و همچنین افزایش زمین‌های مسکونی به کار گرفته شد. با اعمال تبدیلات فازی، استفاده از وزن‌دهی خطی و تصمیم‌گیری چند‌معیاره نقشه‌های پتانسیل انتقال تولید شد. برای تولید ماتریس احتمال انتقال که نشان دهنده تعداد پیکسل‌ها و مساحت‌هایی است که در طول زمان تغییر می‌یابد، از زنجیره مارکوف بهره گرفته شد. در نهایت با استفاده از اتوماتای سلولی با استفاده از فیلتر همسایگی با تعداد 5 پیکسل همسایه، نقشه‌های کاربری زمین برای سال‌های 2016 و 2030 تولید شد. صحت سنجی لایه کاربری زمین تولید شده برای سال 2016 توسط تصویر طبقه­بندی شده MSI انجام گردید و نشان دهنده عملکرد خوب مدل  با کاپای 84/0 برای پیش‌بینی تغییرات کاربری زمین بود. همچنین، نقشه کاربری زمین تولید شده برای سال 2030 نشان دهنده افزایش قابل توجه کلاس های کاربری زمین مسکونی و زمین بایر  و کاهش کلاس‌کاربری جنگل متراکم و کم­تراکم بود.