Calibration et validation d'un modèle de dynamique d'occupation du sol postforestière à base d'automate temporisé à l'aide d'un modèle markovien : Calibration and validation of a post-forest land use dynamic model based on timed automaton using a Markov model

Ratiarson Olivier, Hervé Dominique, Rakotoasimbahoaka Cyrprien R., Müller Jean Pierre. 2011. Calibration et validation d'un modèle de dynamique d'occupation du sol postforestière à base d'automate temporisé à l'aide d'un modèle markovien : Calibration and validation of a post-forest land use dynamic model based on timed automaton using a Markov model. Cahiers Agricultures, 20 (4) : 274-279.

https://doi.org/10.1684/agr.2011.0498

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Titre anglais : Calibration and validation of a post-forest land use dynamic model based on timed automaton using a Markov model

Quartile : Q3, Sujet : AGRICULTURE, MULTIDISCIPLINARY / Quartile : Q4, Sujet : AGRONOMY

Liste HCERES des revues (en SHS) : oui

Thème(s) HCERES des revues (en SHS) : Géographie-Aménagement-Urbanisme-Architecture

Résumé : La détermination des règles de transition moyennes, vers lesquelles tendent les pratiques de successions culturales des agriculteurs après le défrichement de la forêt, est essentielle pour décider d'une stratégie de conservation. La lisière du couloir forestier est malgache se caractérise par une mosaïque paysagère hétérogène. Parmi les six états d'occupation du sol que peut prendre une parcelle - forêt, culture, jachère, herbe, plantation et rizière - nous justifions le choix des quatre premiers pour modéliser les dynamiques écologiques et les successions culturales. Les transitions entre ces états, gouvernées par des règles recueillies auprès des agriculteurs riverains de la forêt, sont représentées par un modèle d'automate temporisé paramétré par les durées de séjour en culture, jachère, herbe et par le nombre de cycles culturaux depuis le premier défrichement de la forêt. L'objectif est de calibrer et valider l'automate temporisé à l'aide d'un modèle markovien selon la métrique de ? 2, à partir de deux jeux d'historiques d'occupation du sol de parcelles en lisière, initialement en forêt, indépendantes et non spatialisées. L'automate temporisé est calibré par simulation, sur le premier jeu de données de 34 ans, puis validé sur le second jeu de données de 22 ans depuis le premier défrichement, de manière à minimiser la distance entre deux matrices markoviennes - celle qui résume la dynamique simulée et celle qui agrège la dynamique observée. Selon les tests de ? 2, les paramètres ajustés du modèle sont acceptables et conformes en moyenne aux pratiques des agriculteurs. Des scénarios de disparition de la forêt sont construits avec le modèle validé.

Résumé (autre langue) : Determining average transition rules to which farmer cropping succession practices tend after forest clearing is essential to deciding on a strategy for forest conservation. The bordering area of the Malagasy East forest is characterized by a heterogeneous mosaic landscape. Among six land use states for each plot–forest, fallow, crop, herb, plantation and paddy field–we justify the choice of the first four for modelling the dynamics of ecological and cultural practices. The transitions between these states have been governed by a set of land use change rules observed in inquiries conducted with farmers. These transitions are represented by a land-use model based on a timed automaton which is parameterized by the durations of fallow, crop and herb states and the number of cropping cycles since first forest clearing. The objective is to calibrate and validate the timed automaton with the help of a Markov model according to x2 metric from two samples of plots initially covered with Forest and considered independent and not spatially localized. The timed automaton is calibrated by simulating on 34 years since forest clearing with the first sample and then validated on 22 years with the second sample to minimize the distance between two Markov matrices which summarize the simulated and observed dynamics. According to the test of x2, the fitted parameters are accepted and on average in accordance with farmers' practices. Some scenarios of deforestation are built with the validated model.

Mots-clés Agrovoc : forêt, défrichement, utilisation des terres, gestion des ressources naturelles, automate, écologie forestière, modèle mathématique, modèle de simulation, déboisement

Mots-clés géographiques Agrovoc : Madagascar

Classification Agris : E90 - Structure agraire
U10 - Informatique, mathématiques et statistiques
F01 - Culture des plantes
K01 - Foresterie - Considérations générales

Champ stratégique Cirad : Axe 6 (2005-2013) - Agriculture, environnement, nature et sociétés

Auteurs et affiliations