ارائه يک مدل جامع مديريت هوشمند آب کشاورزي بر اساس داده‌هاي کلان

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناس علوم کامپيوتر، گروه علوم کامپيوتر، واحد علوم و تحقيقات، دانشگاه آزاد اسلامي، تهران، ايران.

2 دانشجوي کارشناسي ارشد محاسبات نرم و هوش مصنوعي، گروه علوم کامپيوتر، واحد علوم و تحقيقات، دانشگاه آزاد اسلامي، تهران، ايران.

3 دانشيار گروه آبياري و فيزيک خاک، مؤسسه تحقيقات خاک و آب، سازمان تحقيقات، آموزش و ترويج كشاورزي، کرج، ايران.

4 دانشجوي کارشناسي ارشد نظريه محاسبه و الگوريتم، گروه علوم کامپيوتر، واحد علوم و تحقيقات، دانشگاه آزاد اسلامي، تهران، ايران.

5 دانشيار گروه علوم و مهندسي آب، واحد علوم و تحقيقات، دانشگاه آزاد اسلامي، تهران، ايران.

doi
چکیده

زمينه و هدف: به علت ناکافي بودن بارندگي و توزيع زماني و مکاني آن در بيش‌تر مناطق ايران بهره‌گيري از منابع آب، نيازمند به ساخت انواع سازه‌هاي آبي مديريت- کنترل- ساماندهي منابع آب شامل: قنات‌ها، کانال‌هاي آبياري و سازه‌هاي تنظيمي جريان، بندهاي مديريتي- تنظيمي- حفاظتي و غيره بوده و چـون سـاخت ايـن سازه‌ها نياز به همکاري جمعي داشته و بالطبع بهره‌برداري از آب به‌دست آمـده نيـز به صورت مشترك بوده است، به ناچار براي انجام اين کارهاي مشترك نياز به رسـم و راهي داشته اند که شيوه کار و بهره‌گيري از آن کار مشترك را روشـن کنـد. بـدين منظور براي تخصيص بهينه و عادلانه منابع آب کشاورزي با توجه به تمام نهاده‌ها و سمن‌ها، روش‌هاي محاسباتي رياضي و امروزه روش‌هاي محاسباتي کامپيوتري نوين و همچنين قوانين دقيقي وضع شده و نهادهـاي گونـاگوني بـه‌منظور تصحيح و نظارت بر حسن اجراي آنان تشکيل گرديد. در نتيجه، پديده کمبـود آب در ايران به‌عنوان يک مسئله عمومي و با گذشته زمان مسئله‌اي اجتماعي و امروزه اجتماعي-امنيتي- سياسي- اقتصادي- فرهنگي- زيست محيطي در سطح پيچيده درهم تنيده قرار گرفته و سبب شده تا مردم ايران بـراي آب ارزش بسياري قائل شوند. روش پژوهش: ا ين پژوهش ماهيتي «پژوهشي- کاربردي» دارد و بر پايه مطالعات اسنادي، انجام پژوهش‌هاي ميداني و رويکرد تطبيقي- کاربردي سامان يافته است. در اين پژوهش، با کمک هوش مصنوعي و يادگيري ماشين مدلي پويا با استفاده از داده‌هاي کلان اندازه‌گيري شده در مزرعه طراحي شد. اين مدل جامع  نتايج نشان داد که مديريت بهنگام و تخصيص بهينه اين داده‌هاي کلان مي‌تواند به‌صورت سيستماتيک با بهره‌مندي از هوش مصنوعي و بهينه‌سازي فراابتکاري، مصرف آب را تا 15 درصد کاهش دهد و به عملکرد اقتصادي پسته و گردو منجر شود، در نتيجه با توجه به برنامه هفتم توسعه نه تنها موجب کاهش مصرف آب شد؛ بلکه مديريت مشارکتي ذينفعان را به همراه داشته و بهره‌برداري درست و حساب شده از اين کلان داده را ميسر نموده است. يافته‌ها: تحليل‌ها نشان مي‌دهد، فقدان نظام داده‌اي يکپارچه، گردآوري گام به گام و جامع با رويکرد فني داده‌هاي کلان، در شکل‌گيري يک «بانک اطلاعاتي پوياي شناور» است که پيامدهاي آن در دو سطح قابل دستيابي مي‌باشد: ۱) سطح اجتماعي- فرهنگي- زيست محيطي: تقارن اطلاعاتي مطلوب که باعث تدوين فرآيندهاي تصميم‌گيري واقعي مي‌شود و سطح رضايت واقعي را فراهم مي‌کند. ۲) سطح فني-اقتصادي- سياسي: با تأمين داده‌هاي دقيق و ريزمقياس، داده‌هاي آماري بهنگام و حاصل از عرصه امکان قيمت‌گذاري واقعي و تخصيص بهينه منابع آب کشاورزي را که نتيجه آن کاهش معني‌دار هدررفت منابع و شکل‌گيري بازارهاي شفاف خواهد شد، مي‌باشد. نخست مدل مفهومي برگرفته از اطلاعات ميداني اين پژوهش بررسي اوليه و تکميل شد که نشان داد که چه لايه هاي اطلاعاتي در قالب داده هاي کلان در چند سطح مورد نياز است. سپس اطلاعات گردآوري و نسخه آلفا و بتاي مدل تدوين و پيکربندي شد. نتايج : مطالعه حاضر استدلال مي‌کند که داده‌کاوي و گردآوري داده‌هاي مبنا بر اساس اطلاعات ضروري براي شناخت پديده بر اساس اطلاعات ميداني و مدل مفهومي، نه يک ابزار فني- مهندسي، بلکه ضرورتي راهبردي جهت تدوين چارچوب و پيکره واقعي يک مدل تقسيم بهينه آب آبياري مي‌باشد. تا زماني که محرمانه‌ فوق محرمانه و عدم دسترسي کامل به اطلاعات و بانک‌هاي اطلاعاتي با تمام چارچوب هاي فني- امنيتي شکسته نشود و دسترسي همگاني به داده‌هاي کلان معتبر موجود تضمين نگردد، گذار از مديريت بحران‌زاي فعلي به حکمراني پايدار و دسترسي به مدل‌هاي بهنگام اثربخش غيرممکن خواهد بود. اين مدل جامع تقسيم بهينه آب آبياري پيشنهادي نشان مي‌دهد که خدمات عامل المنفعتي به ارمغان خواهد آمد.