Cropping Pattern Optimization by Using of TOPSIS and Genetic Algorithm Based on the Capabilities of GIS

Document Type : Research Article

Author

Faculty of civil, water and Environmental engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

Abstract

One of the core elements of water management and increase agricultural productivity is the efficient use of available resources. Due to increasing demand for agricultural products, increase the productivity of scarce resources is essential. Optimal utilization of these resources, in addition to meet the demand of the community as a major goal, can also increase operating income to be followed. One of the solutions for increasing productivity in the agricultural sectoris reforming the pattern of cultivation according to different parameters. In this study, using economic criteria, water requirements and crop season in the TOPSIS multi-criteria decision, efficient products were selected. Furthermore, by combining these results with the parameters of the water and common time development of products using a genetic algorithm, the optimal cultivation area allocated to each product specified. In addition, by using GIS spatial capabilities and parameters of different locations and combined with optimized data, map the optimal model has been developed crops. The results show that using the models used and the capabilities of GIS, suitable cropping pattern can be achieved, and, on average, raised by about 25% efficiency and the use of available resources.
 

Keywords

Main Subjects


  1.  

    1. محمدی، حمید. بوستانی، فردین. کفیل‌زاده، فرشید. 1391، «تعیین الگوی کشت بهینه با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی چند‌هدفۀ غیرخطی فازی»، فصلنامۀ علمی – پژوهشی آب و فاضلاب، شمارۀ 4، ص. 43- 55.
    2. میرزایی، شکیبا. ذاکری‏نیا، مهدی. شریفان، حسین. شهابی‌فر، مهدی. 1394، «تعیین الگوی کشت بهینه با روش بهینه – کمینه (MMAS) سیستم مورچگان (مطالعۀ موردی: شبکۀ آبیاری و زهکشی سد گلستان)»، نشریۀ آبیاری و رهکشی ایران، شمارۀ 1، ص. 66- 74.
    3. امینی فسخودی، عباس. نوری، سید هدایت‌الله. 1390، «ارزیابی پایداری و تعیین الگوی کشت سیستم‌های زراعی بر‌اساس بهینه‏سازی بهره‏برداری از منابع آب و خاک با استفاده از الگوهای غیر‌خطی برنامه‌ریزی»، مجلۀ علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، شمارۀ 55، ص. 99- 109.
    4. شعبانی، محمد‌کاظم. هنر، تورج. 1387، «تعیین الگوی بهینۀ کشت در کانال‏های آبیاری با استفاده از مدل IPM»، مجلۀ آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، شمارۀ 2، ص. 95- 106.
    5. قاسمی، عبدالرسول. حسنلو، سعید. پیروز، رزا. نجفی علمدارلو، حامد. 1394، «رویکرد محیط زیستی در تعیین الگوی کشت بهینه با استفاده از مدل برنامه‌ریزی آرمانی (مطالعۀ موردی: منطقۀ ورامین)»، پژوهش‌های محیط زیست، شمارۀ 11، ص. 163- 172.
    6. وفائی‏نژاد، علیرضا. یوسف‌زاده، جواد. یوسفی، حسین. محمدی ورزنه، ناصر. 1393، «مدیریت توزیع آب در شبکه‌های آبیاری و تخصیص الگوی کشت به کمک GIS و برنامه‌ریزی خطی (نمونۀ موردی: اراضی پایین‌دست سد آغ‏چای)»، اکوهیدرولوژی، شمارۀ 2، ص. 123- 132.
    7. رستگاری‌پور، فاطمه. صبوحی، محمود. 1388، «تعیین الگوی کشت با استفاده از برنامه‌ریزی فازی خاکستری (مطالعۀ موردی: شهرستان قوچان)»، علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، شمارۀ 48، ص. 405- 413.
    8. ذاکری‌نیا، مهدی. قربانی، خلیل. هزارجریبی، ابوطالب. 1393، «تعیین نیاز آبی گیاهان الگوی کشت شبکۀ آبیاری با استفاده از ArcET (مطالعۀ موردی: دشت درودزن فارس)»، پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، شمارۀ 2، ص. 191- 208.
    9. خاشعی سیوکی، عباس. قهرمان، بیژن. کوچک‌زاده، مهدی. 1393، «تعیین الگوی کشت بهینه برای جلوگیری از افت آب زیرزمینی با الگوریتم PSO»، مجلۀ پژوهش آب ایران، شمارۀ 14، ص. 137- 146.
    10. حسین‌زاد، جواد. نامور، آیدا. حیاتی، باب‌اله. پیش‌بهار، اسماعیل. 1393، «تعیین الگوی کشت محصولات زراعی با تأکید بر کشاورزی پایدار در اراضی زیر سد علویان»، نشریۀ دانش کشاورزی و تولید پایدار، شمارل 2، ص. 41- 54.
    11. علیزاده، امین؛ کمالی، غلامعلی؛ کشاورز، عباس؛ وظیفه‌دوست، مجید. 1387، نیاز آبی گیاهان در ایران، انتشارات دانشگاه امام رضا (ع)، چاپ اول.
    12. Xia, H.C., Li, D.F., Zhou, J.Y. and Wang, J.M., 2014. Fuzzy Lin Map method for multi – attribute decision making under fuzzy environments, Journal of Operational Research, vol131, pp. 587- 620.
    13. Zanakis, SH., Soloman, A., Wishart, N and Dulish, S., 1998. Multi-attribute decision making: Assimilation comparison of select methods, European Journal of Operational Research , vol107, pp. 507-529.
    14. Wang, X., Triantaphyllou, S., 2008. Ranking irregularities when evaluating alternatives by using some ELECTRE method, vol36, pp.45- 63.
    15. Wu, H.Y., Tzeng, G.H., and Chen, Y.H., 2009. A fuzzy MCDM, approach for evaluating banking performance based on Balanced Scorecard, Expert systems with Applications, vol36, pp.10135-10147.
    16. Rogers, T.B., Bruen, M., 1998. a system for weighting environmental ELECTER III, European Journal of Operational Research, vol107, pp.507-529.
    17. Opricovic, S., Tzeng. G.H., 2004. Compromise solution by MCDM methods: A comparative analysis of VIKOR and TOPSIS. European Journal of Operational Research, vol56, pp. 445–455.
    18. Jadidi, T.S. Hong, F. Firouzi, R.M., Yusuff and Zulkifli, N., 2008. TOPSIS and fuzzy multi-objective model integration for supplier selection problem, Department of Mechanical and Manufacturing Engineering, University Putra Malaysia, vol31, pp.762-769.
    19. Dury, J., Garcia, F., Reynaud, A., & Bergez, J. E. (2013). Cropping-plan decision-making on irrigated crop farms: A spatio-temporal analysis. European Journal of Agronomy, vol 50, pp. 1-10.
    20. Charnes A., Cooper W. (2014). An application of linear programming model for planning dry-seasonal irrigation system. Trends in Applied Sciences Research, vol 5, pp.64-70.
    21. Vivekanandan, N., Viswanathan, K. and Sanjeev G. (2015). Optimization of cropping pattern using goal programming approach, OPSEARCH, vol3, pp.259-274.

    11.   پورطاهری، مهدی. سجاسی قیداری، حمداله. صادقلو، طاهره. 1389، «سنجش و اولویت‏بندی پایداری اجتماعی در مناطق روستایی، با استفاده از تکنیک رتبه‏بندی براساس TOPSIS (مطالعۀ موردی: دهستان حومۀ بخش مرکزی شهرستان خدابنده)»، پژوهش‌های روستایی دانشگاه تهران، ص. 1- 31.

    12.   کارآموز، محمد. احمدی، آزاده. فلاحی، مهدیس. 1385، مهندسی سیستم، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، چاپ اول.

Volume 3, Issue 1
March 2016
Pages 69-82
  • Receive Date: 16 January 2016
  • Revise Date: 02 November 2016
  • Accept Date: 17 March 2016
  • First Publish Date: 20 March 2016