بهینه سازی انرژی با سامانه های تصمیم یار هوشمند و تاثیرات آن بر توسعه پایدار گردشگری در اکوسیستم دریاچه ارومیه

مدیریت ناکارآمد منابع طبیعی در بخش کشاورزی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک منجر به بحران های زیست محیطی جدی نظیر خشک شدن دریاچه ارومیه و کاهش پایداری اقتصادی در منطقه شده است. هدف اصلی این پژوهش بررسی نقش سامانه های تصمیم یار هوشمند (DSS) نظیر سامانه AgriFarm در بهینه سازی مصرف انرژی و آب در حوضه آبریز دریاچه ارومیه و تحلیل اثرات متقابل آن بر احیای اکولوژیک و توسعه پایدار گردشگری سبز است. در این مطالعه از یک معماری یکپارچه شامل لایه های اینترنت اشیاء (IoT) برای جمع آوری داده های برخط خاک و اقلیم و لایه سنجش از دور ماهواره (۲-Sentinel) برای پایش شاخص های گیاهی NDVI و (EVI) استفاده شده است. جهت تضمین پایداری عملیاتی در مناطق دورافتاده حوضه آبریز که با محدودیت های زیرساختی و قطعی اینترنت مواجه هستند، در این پژوهش مدل محاسبات لبه ای (Edge Computing) جایگزین معماری صرفا ابری شده است. این رویکرد به گره های اینترنت اشیاء اجازه می دهد تا فرامین بحرانی آبیاری را به صورت محلی و بدون وابستگی به شبکه مرکزی پردازش کنند که منجر به افزایش قابلیت اطمینان سیستم در شرایط نامساعد اقلیمی می گردد. جهت حل مسائل پیچیده تخصیص منابع، مدل SIAM-R مبتنی بر الگوریتم ژنتیک با مرتب سازی غیرمغلوب (INSGA) برای بهینه سازی چندهدفه (حداکثرسازی عملکرد محصول و حداقل سازی مصرف آب، انرژی و کود) به کار گرفته شد. همچنین برای پردازش تصاویر و شناسایی دقیق وضعیت مزارع از مدل هوش مصنوعی بهره گرفته شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی و پیاده سازی سامانه نشان دهنده کاهش ۳۰ تا ۴۰ درصدی مصرف آب و کاهش ۲۰ تا ۳۰ درصدی مصرف انرژی در بخش کشاورزی است، در حالی که عملکرد محصولات ۱۰ تا ۱۵ درصد بهبود یافته است. از منظر گردشگری، تحلیل های مبتنی بر مدل سازی سیستم های دینامیکی نشان داد که بهبود وضعیت اکولوژیک دریاچه ناشی از این بهینه سازی تمایل گردشگران برای بازدید مجدد را تا ۴۰ درصد (YOLOv۸n) افزایش داده و پتانسیل رشد اقتصاد گردشگری سبز در منطقه را به میزان ۲۵ درصد تقویت می کند. یافته های این تحقیق تایید می کند که استقرار فناوری های هوشمند ابزاری کلیدی برای ایجاد تعادل میان بهره وری اقتصادی کشاورزان و حفظ پایداری اکوسیستم های حساس است.

کلیدواژه ها:

سامانه تصمیم یار هوشمند (DSS) ، بهینه سازی ، انرژی ، دریاچه ارومیه ، گردشگری پایدار ، هوش مصنوعی کشاورزی ، اینترنت اشیاء (IoT)