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

Venot Ratiarson, Dominique Hervé, Cyprien R. Rakotoasimbahoaka, Jean-Pierre Müller
2011 Agricultures  
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 parcelleforêt, culture, jachère, herbe, plantation et rizièrenous justifions le choix des quatre premiers
more » ... 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 x 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 markoviennescelle qui résume la dynamique simulée et celle qui agrège la dynamique observée. Selon les tests de x 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. Abstract Calibration and validation of a post-forest land use dynamic model based on timed automaton using a Markov model. Application to forest-agriculture transition in Madagascar 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 plotforest, fallow, crop, herb, plantation and paddy fieldwe 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
doi:10.1684/agr.2011.0498 fatcat:2m6rnkczu5axnj6qb5egdafg3y