ỨNG DỤNG MÔ HÌNH NEURON NETWORK TRONG CÔNG TÁC SỬ DỤNG ĐẤT TẠI HUYỆN THÁI THỤYTHÁI BÌNH

CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM ỨNG DỤNG MÔ HÌNH NEURON NETWORK TRONG CÔNG TÁC SỬ DỤNG ĐẤT TẠI HUYỆN THÁI THỤY-THÁI BÌNH 3.1 Khái quát chung 3.1.1 Khái niệm chung mô hình Neuron Network Mạng nơ ron nhân tạo tính toán khả chuyển đổi sử dụng đất Trong mô hình LCM, mô hình chuyển đổi sử Similarity-Weighted Instance-Based Machine Learning (SimWeight), Logistic Regression Multi-Layer Perceptron (MLP) neural network Mạng nơ ron nhân tạo (Artificial Nerual Networks – ANNs) xây dựng từ năm 1940 Với việc ứng dụng thuật toán lan truyền ngược (back propagation algorithm) năm 1988, ANN trở nên quen thuộc sử dụng nhiều ngành tài nguyên tài nguyên môi trường, đặc biệt dự báo sử dụng đất 3.1.2 Khái quát chung mô hình biến động sử dụng đất Mô hình biến động sử dụng đất (Land Change Modeler) – công cụ mà việc phân tích biến động sử dụng đất mô hình hóa kết hợp với yếu tố sinh địa lý với phát thải hiệu ứng nhà kính, Mô dun mô hình hóa biến động dựa vào ma trận chuỗi Markov đồ khả chuyển đổi mà tính toán từ hồi quy logic mạng thần kinh nhân tạo Mục đích toán mô hình hóa phần nhằm xác định mức độ khả chuyển đổi sử dụng đất đơn vị điều kiện tự nhiên theo không gian thời gian Bên cạnh đó, mô hình Land change modeler sử dụng để dự báo sử dụng đất năm 2021 Từ đánh giá vai trò kết dự báo quy hoạch sử dụng theo mục tiêu phát triển bền vững 3.2 Dữ liệu biến dùng mô hình dự báo xử dụng đất Dữ liệu mô hình cần chuẩn hóa theo định dạng liệu phần mềm IDRISI Dữ liệu tổng hợp theo bảng 3.1 sau: Bảng Bảng định dạng liệu stt Tên lớp liệu Dạng liệu Số hàng cột Hiện trạng sử dụng đất 1989 Số thực 3052,2272 Hiện trạng sử dụng đất 2001 Số thực 3052,2272 Hiện trạng sử dụng đất 2005 Hiện trạng sử dụng đất 2013 Bản đồ địa mạo Số thực 3052,2272 Bản đồ thổ nhưỡng Số thực 3052,2272 Lớp liệu xói lở, bồi tụ 1989 – 2001 Số thực 3052,2272 Lớp liệu khoảng cách tới đường bờ Số thực 3052,2272 3.3 Kết hợp mô hình Neuron network Marko_CA dự báo sử dụng đất Có nhiều cô cụ mô hình hóa sử dụng đất khác Cellular Automata (CA) Markov, Markov chain, GEOMOD, Mô hình LCM (Land Change Modeler) tích hơp CA-Marrkov mạng nơ ron nhân tạo (neural network) nhằm dự báo sử dụng đất tương lai Hình 3.1 sau mô tả quy trình mô hình hóa dự báo sử dụng đất năm 2021 huyện Thái Thụy, Thái Bình Bản đồ sdđ 1989 Bản đồ sdđ 2001 Bản đồ sdđ 2005 Bản đồ sdđ 2013 Bản đồ biến động 1989-2001 Bản đồ biến động 2001-2005 Bản đồ biến động 2005-2013 Likelihood 1989-2001 Likelihood 2001-2005 Likelihood 2005-2013 Điều kiện tự nhiêu (địa mạo, thổ nhưỡng, khoảng cách tới đường bờ, biến động đường bờ) Xác suất chuyển đổi đối tượng năm 1989-2001 Xác suất chuyển đổi đối tượng năm 2001-2005 Xác suất chuyển đổi đối tượng năm 2005-2013 CA Markov Bản đồ dự báo sử dụng đất năm 2013 Bản đồ dự báo sử dụng đất năm 2009 Bản đồ dự báo sử dụng đất năm 2021 Đánh giá độ xác mô hình Mạng neuron network Hình Quy trình mô hình hóa sử dụng đất Quy trình mô hình hóa thực với mục tiêu:1) đánh giá quan hệ khả chuyển đổi sử dụng đất với điều kiện tự nhiên (trình bày mục 3.2.1); 2) Đánh giá độ xác mô hình dự báo sử dụng đất năm 2009 2013 (trình bày mục 3.2.2); 3) Ứng dụng mô hình kiểm chứng mục 3.2.3 để dự báo sử dụng đất năm 2021 (mục 3.2.3) 3.3.1 Đánh giá khả chuyển đổi sử dụng đất mối quan hệ với điều kiện tự nhiên huyện Thái Thụy, Thái Bình Khả chuyển đổi có giá trị từ đến Giá trị cao xác suất chuyển đổi lớn Trong đó, giá trị xác suất chuyển đổi, giá trị chắn chuyển đổi Kết đầu mạng thần kinh nhân tạo xác suất chuyển đổi cặp biến động sử dụng đất Trên cặp biến động sử dụng đất, xác suất chuyển đổi chúng có phân bố theo yếu tố tự nhiên, cụ thể thổ nhưỡng, địa mạo, khoảng cách tới đường bờ, xói mòn bồi tụ Mối quan hệ phân tích thể sau: Biến động đất lúa hoa màu Trong giai đoạn 1989 – 2001, biến động đất lúa hoa màu theo ba hướng: đất lúa hoa màu chuyển thành đất dân cư; lúa hoa màu chuyển thành đất nuôi trồng thủy sản; đất trồng cói chuyển đổi thành đất lúa hoa màu Trong đó, khả chuyển đổi đất lúa hoa màu thành đất nuôi trồng thủy sản nhỏ không đáng kể (giá trị chuyển đổi