GIS Cellular Automata Using Artificial Neural Network for Land Use Change Simulation of Lagos, Nigeria الأتمتة الخلوية لنظام المعلومات الجغرافية باستخدام الشبكة العصبية الاصطناعية لمحاكاة تغيير استخدام الأراضي في لاغوس، نيجيريا GIS Cellular Automata Using Artificial Neural Network for Land Use Change Simulation de Lagos, Nigeria GIS Cellular Automata Using Artificial Neural Network for Land Use Change Simulation of Lagos, Nigeria

Tremendous land use change has occurred in Lagos in recent times.Modelling urban systems now extends beyond the use of geographic information systems models.This research therefore presents a loose coupling of geographic information systems and artificial neural network for simulating land use change in Lagos.The experiment is based on three land use epochs of Lagos: 1963Lagos: -1978Lagos: , 1978Lagos: -1984Lagos: , and 1984Lagos: -2000. .Twelve salient land use explanatory variables (distance to water, distance to residential structures, distance to industrial and commercial centres, distance to major roads, distance to railway, distance to Lagos Island, distance to international airport, distance to international seaport, distance to University of Lagos, distance to Lagos State University, income potential, and population potential) are used for the simulation.Using the Kappa statistic, the result of the simulation in terms of the order of best-fit of the reference data is : 1978-1984, 1984-2000, and 1963-1978.An evaluation of the simulation using the receiver operating characteristics corroborates the Kappa estimates.A non black-box experiment using a one-neuron neural network to assess the performance of the spatial independent variables used for the simulation indicates that for all three epochs distance to residential structures has the highest impact in the simulation while population potential has the lowest impact. حدث تغير هائل في استخدام الأراضي في لاغوس في الآونة الأخيرة. يمتد نمذجة النظم الحضرية الآن إلى ما وراء استخدام نماذج نظم المعلومات الجغرافية. لذلك يقدم هذا البحث اقترانًا فضفاضًا لنظم المعلومات الجغرافية والشبكة العصبية الاصطناعية لمحاكاة تغيير استخدام الأراضي في لاغوس. تعتمد التجربة على ثلاث عصور لاستخدام الأراضي في لاغوس: 1963 لاغوس: -1978 لاغوس:، 1978 لاغوس: -1984 لاغوس: ، و 1984 لاغوس: -2000. . يتم استخدام اثني عشر متغيرًا توضيحيًا بارزًا لاستخدام الأراضي (المسافة إلى الماء، والمسافة إلى الهياكل السكنية، والمسافة إلى المراكز الصناعية والتجارية، والمسافة إلى الطرق الرئيسية، والمسافة إلى جزيرة لاغوس، والمسافة إلى المطار الدولي، والمسافة إلى الميناء الدولي، والمسافة إلى جامعة لاغوس، والمسافة إلى جامعة ولاية لاغوس، وإمكانات الدخل، والإمكانات السكانية) للمحاكاة. باستخدام إحصائية كابا، تشير نتيجة المحاكاة من حيث ترتيب أفضل البيانات المرجعية: 1978-1984 و 1984-2000 و 1963-1978. إن تقييم المحاكاة باستخدام خصائص تشغيل جهاز الاستقبال يؤكد تقديرات كابا. تجربة غير الصندوق الأسود باستخدام شبكة عصبية أحادية العصبون لتقييم أداء المتغيرات المستقلة المكانية المستخدمة في المحاكاة تشير إلى أنه بالنسبة لجميع الفترات الثلاث، فإن المسافة إلى الهياكل السكنية لها أعلى تأثير في المحاكاة في حين أن الإمكانات لها أقل تأثير. D'énormes changements d'utilisation des terres se sont produits à Lagos ces derniers temps. La modélisation des systèmes urbains s'étend désormais au-delà de l'utilisation de modèles de systèmes d'information géographique. Cette recherche présente donc un couplage lâche de systèmes d'information géographique et de réseaux neuronaux artificiels pour simuler les changements d'utilisation des terres à Lagos. L'expérience est basée sur trois époques d'utilisation des terres de Lagos : 1963Lagos : -1978Lagos :, 1978Lagos : -1984Lagos : , et 1984Lagos : -2000. . Douze variables explicatives importantes de l'utilisation des terres (distance à l'eau, distance aux structures résidentielles, distance aux centres industriels et commerciaux, distance aux routes principales, distance au chemin de fer, distance à l'île de Lagos, distance à l'aéroport international, distance au port maritime international, distance à l'Université de Lagos, distance à l'Université d'État de Lagos, potentiel de revenu et potentiel de population) sont utilisées pour la simulation. En utilisant la statistique de Kappa, le résultat de la simulation en termes d'ordre de meilleur ajustement des données de référence est : 1978-1984, 1984-2000 et 1963-1978. Une évaluation de la simulation utilisant les caractéristiques de fonctionnement du récepteur corrobore les estimations de Kappa. Une expérience non boîte noire utilisant un réseau neuronal à un seul neurone pour évaluer la performance des variables spatiales indépendantes utilisées pour la simulation indique que pour les trois époques, la distance aux structures résidentielles a l'impact le plus élevé dans la simulation tandis que le potentiel de population a l'impact le plus faible. En los últimos tiempos se ha producido un enorme cambio en el uso de la tierra en Lagos. La modelización de los sistemas urbanos ahora se extiende más allá del uso de modelos de sistemas de información geográfica. Por lo tanto, esta investigación presenta un acoplamiento flexible de los sistemas de información geográfica y la red neuronal artificial para simular el cambio en el uso de la tierra en Lagos. El experimento se basa en tres épocas de uso de la tierra de Lagos: 1963Lagos: -1978Lagos:, 1978Lagos: -1984Lagos: , y 1984Lagos: -2000. .Doce variables explicativas destacadas del uso de la tierra (distancia al agua, distancia a estructuras residenciales, distancia a centros industriales y comerciales, distancia a carreteras principales, distancia al ferrocarril, distancia a la isla de Lagos, distancia al aeropuerto internacional, distancia al puerto marítimo internacional, distancia a la Universidad de Lagos, distancia a la Universidad Estatal de Lagos, potencial de ingresos y potencial de población) se utilizan para la simulación. Utilizando la estadística Kappa, el resultado de la simulación en términos del orden de mejor ajuste de los datos de referencia es : 1978-1984, 1984-2000 y 1963-1978. Una evaluación de la simulación utilizando las características operativas del receptor corrobora las estimaciones Kappa. Un experimento sin caja negra utilizando una red neuronal de una neurona para evaluar el rendimiento de las variables espaciales independientes utilizadas para la simulación indica que para las tres épocas la distancia a las estructuras residenciales tiene el mayor impacto en la simulación, mientras que el potencial de población tiene el menor impacto.