MOLA

امروزه به دلیل وجود بحران های محیط زیستی حاصل از استفاده غیر منطقی و تبدیل زمین، ارزیابی توان بوم شناختی و آمایش کاربری ها در سرزمین قبل از اجرای توسعه، امری ضروری است. روش های متفاوتی در جهان برای ارزیابی و آمایش سرزمین استفاده می شوند. روش های رتبه بندی براساس شباهت به راه حل ایده آل (TOPSIS) و تخصیص کاربری ها بر اساس اهداف چندگانه (MOLA)، از جمله روش های ارزیابی و آمایش چندمعیاره هستند. در این مقاله از روش های TOPSIS و MOLA برای آمایش رستری سرزمین در حوضه حبله رود استفاده شده است. برای این منظور، از نقشه های توان بوم شناختی، اقتصادی و اجتماعی به عنوان معیار ارزیابی استفاده شد و کاربری های آبزی پروری، باغداری، توسعه و مرتعداری به عنوان گزینه های ارزیابی در نظر گرفته شدند. در ابتدا روش آنتروپی برای وزن دهی نقشه های توان استفاده شد. سپس، روش TOPSIS برای اولویت بندی کاربری ها در منطقه استفاده شد. روش های آنتروپی و TOPSIS هر دو به شکل رستری در نرم افزار ایدریسی اجرا شدند. در مرحله بعد به منظور مقایسه نتایج، روش MOLA نیز در نرم افزار ایدریسی برای آمایش کاربری ها استفاده شد. نتایج حاصل از دو روش، مورد تحلیل و مقایسه قرار گرفت. همچنین، به منظور بررسی نحوه چینش کاربری ها، پارامترهای سیمای سرزمین برای نقشه های آمایش نهایی به وسیله نرم افزار FRAGSTATS محاسبه شد. نتایج نشان داد روش های TOPSIS و MOLA هردو نقشه های آمایش مطلوبی را ارائه می کنند؛ اما نحوه چینش کاربری ها در منطقه در آنها متفاوت است؛ به طوری که نتایج آنها تنها در 41/57 درصد مساحت منطقه با یکدیگر هم پوشانی دارند. تحلیل پارامترهای سیمای سرزمین نشان داد کاربری ها در روش TOPSIS دارای پیوستگی بیشتری هستند؛ در حالی که در روش MOLA کاربری ها در بعضی مناطق دارای پراکندگی هستند. هر دو روش مورد استفاده دارای نواقص و مزایایی هستند و یکی از مسائل مهم در مطالعات آمایش سرزمین ارائه راهکارهایی برای بهبود این روش ها و یا حتی استفاده از نتایج ترکیبی این مدل هاست.

طراحی الگوی فضایی کاربری اراضی، به معنای تعیین مساحت تخصیص داده شده به هر کاربری و توزیع مکانی آن، دارای اهمیت خاصی است و بایستی به نحوی انجام پذیرد که ضمن برآورده کردن نیازها و اهداف، از ظرفیت ها و منابع موجود به نحو مناسب استفاده گردد. در این تحقیق تعیین مساحت بهینه و تخصیص بهینه مکانی سه کلاس اصلی کاربری اراضی- شامل کشاورزی آبی و کشت دیم و اراضی مرتعی- به منظور افزایش بازدهی اقتصادی و کاهش فرسایش با ترکیب دو روش بهینه سازی چند هدفه نیل به مقصود و MOLA در زیر حوضه کویین انجام شد. ابتدا مساحت بهینه کلاس های عمده کاربری اراضی به صورت ریاضی با استفاده از مدل بهینه سازی چند هدفه نیل به مقصود تعیین شد. سپس بهینه سازی تخصیص مکانی کاربری رسیدن به وضعیت بهینه باید مساحت کشت دیم کاهش یابد و به مساحت کشاورزی آبی و مرتع افزوده شود، به طوری که با تبدیل وضع موجود به حالت بهینه- که نسبت مساحت کاربری های کشاورزی آبی، کشت دیم و مرتع در منطقه مورد مطالعه به ترتیب 11/17، 74/2، 15/80 درصد خواهد شد. از میزان فرسایش کاسته شود و بازدهی اقتصادی در قیاس با وضع موجود افزایش یابد. نتایج حاصل از مدل سازی نشان داد در صورت تغییر الگوی فعلی کاربری اراضی به الگوی بهینه، امکان کاهش 6/3 درصدی فرساش خاک و افزایش درآمد اقتصادی به میزان 5/13 درصد وجود دارد.

آمایش سرزمین پایدار سازوکارِ تنظیم سیاست های کاربری اراضی و بهبود شرایط فیزیکی و مکانی است و می تواند برای استفاده بهینه و حفاظت بلندمدت منابع طبیعی نقش ایفا کند. از طرفی، به کارگیری مدل های بهینه سازی امری ضروری است؛ زیرا دارای تعامل با اهداف چندگانه، حالت فضایی، منطقه تحقیقاتی بزرگ، الزامات کارایی و تأثیرات آن هاست. بنابراین، الگوریتم های فراابتکاری ابزار کارآمدی برای حل مشکلات پیچیده فضایی شناخته شده است و قابلیت ارائه فناوری بالا و قابل اعتماد برای حل مسائل بهینه سازی غیرخطی را داراست. در این پژوهش، از الگوریتم جست وجوی گرانشی (GSA) به منظور به گزینی کاربری کشاورزی در حوضه آبخیز بیرجند استفاده شده است. در این الگوریتم، بر اساس توابع برازش، اهدافی نظیر بیشینه کردن تناسب محیطی، بوم شناختی، فشردگی و سیمای سرزمین، و کمینه کردن تغییرات کاربری با قیودی مانند محدودیت توسعه فضایی و میزان تقاضا مناسب ترین مکان ها انتخاب شد. همچنین، به منظور ارزیابی کارایی الگوریتم GSA  در به گزینی اراضی کشاورزی آینده، نتایج حاصل با الگوریتم تخصیص چندهدفه سرزمین (MOLA) مقایسه شد. یافته های حاصل از مقایسه بصری، پارامترهای آماری، و تحلیل سنجه های سیمای سرزمین حاکی از کارایی و برتری نسبی نتایج الگوریتم GSA نسبت به MOLA است، که این مناطق بیشتر در حال حاضر دارای کاربری مرتع کم تراکم و اراضی دیم هستند.

یکی از مهم ترین مسئله ها در آمایش سرزمین، رفع تعارض میان کاربری های متضاد و یا رقیب در یک مکان است. این امر باید با توجه به میزان مطلوبیت و در نظر گرفتن پیامدهای اقتصادی، اجتماعی و محیط زیستی آنها انجام شود. بدین منظور رویکردهای مختلفی شکل گرفته است که هر کدام برای رفع این تعارضات به شکلی این کار را انجام می دهند. هدف این تحقیق مقایسه دو رویکرد بهینه سازی تخصیص کاربری چندهدفه زمین (MOLA) و انتخاب چندبُعدی (MDCHOICE) است. نخست نقشه های حاصل از دو رویکرد برای محدوده شهرستان گرگان تهیه شدند و سپس این نتایج با روش های آماری و بوم شناختی و سنجه های سیمای سرزمین مقایسه شدند. نتایج مقایسه مبتنی بر پارامترهای آماری و بوم شناختی حاکی از برتری رویکرد تخصیص کاربری چندهدفه زمین بود. به منظور اعتبارسنجی بنابر نتیجه مرحله قبل، نقشه حاصل از رویکرد MOLA به عنوان نقشه مرجع و رویکرد دیگر به عنوان نقشه مورد مقایسه، استفاده گردید. سپس، میزان شباهت و میزان توافق نقشه ها به کمک الگوریتم های مختلف موجود در نرم افزارهای ایدریسی و MCK، بررسی گردید. نتایج حاصل از بکارگیری هر یک از الگوریتم ها، شاخص های مفیدی مثل مقایسه طبقه به طبقه و سلول به سلول و انواع دیگری از ضرایب کاپا مانند کاپای هیستو، کاپای مکانی و کاپای فازی را ارائه کردند که به-نوع خود باب مباحث تکمیلی در روش های مقایسه را باز می کند. درنهایت، به عنوان یک نتیجه گیری فرعی پیشنهاد می شود برای مقایسه نقشه هایی که به روش های مختلف مدلسازی شده اند و یا در اعتبارسنجی ها، بجای ضریب کاپای معمول یا استاندارد، از انواع مختلف کاپا که میزان توافق در مکان و تعداد را نشان می دهند، استفاده شود.