Perubahan penggunaan tanah merupakan proses dinamis yang dipengaruhi oleh pertumbuhan penduduk, pembangunan infrastruktur, dan perkembangan aktivitas ekonomi sehingga menyebabkan perubahan pemanfaatan ruang dari waktu ke wakna. Informasi mengenai perubahan penggunaan tanah di masa mendatang diperlukan sebagai dasar dalan mendukung perencanaan tata ruang yang berkelanjutan. Penelitian ini bertujuan untuk (1) menganalisis perubahan penggunaan tanah Kabupaten Ngawi tahun 2015-2020, (2) mengidentifikasi faktor-faktor spasial yang berpengaruh terhadap perubahan penggunaan tanah, dan (3) memprediksi penggunaan tanah tahun 2030 menggunakan metode Cellular Automata-Artificial Neural Network (CA-ANN).

Penelitian ini menggunakan pendekatan kuantitatif spasial dengan memanfaatkan eitra Landsat 8 tahun 2015, 2020, dan 2025. Klasifikasi penggunaan tanah dilakukan menggunakan metode Supervised Maximum Likelihood Classification, sedangkan analisis perubahan dilakukan melalui teknik overlay pada ArcGIS Analisis regresi logistik digunakan untuk mengetahui pengaruh jarak terhadap jaringan jalan, kawasan industri, fasilitas pendidikan, fasilitas kesehatan, dan pusat kegiatan perdagangan terhadap perubahan penggunaan tanah. Selanjutnya, pemodelan prediksi dilakukan menggunakan plugin MOLUSCE pada perangkat lunak OGIS.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa selama periode 2015-2020 luas perkampungan meningkat sebesar 2.305,62 ha, tanah pertanian bertambah 281,25 ha, dan tanah terbuka bertambah 15,30 ha, sedangkan hutan berkurang 2.504,88 ha dan perairan darat berkurang 97,29 ha. Variabel jarak terhadap jaringan jalan, kawasan industri, fasilitas pendidikan, dan pusat kegiatan perdagangan berpengaruh signifikan terhadap perubahan penggunaan tanah, sedangkan jarak terhadap fasilitas kesehatan tidak berpengaruh signifikan. Hasil validasi model prediksi menunjukkan nilai Correctness sebesar 90,35% dan Kappa Overall sebesar 0.84948, sehingga model dinilai memiliki tingkat kesesuaian yang baik untuk digunakan dalam prediksi penggunaan tanah. Hasil prediksi tahun 2030 menunjukkan bahwa tanah pertanian tetap menjadi penggunaan tanah yang dominan dengan luas 64.788.21 ha (46,45%), diikuti hutan seluas 41.418.36 ha (29,70%) dan perkampungan seluas 31.874,85 ha (22,85%). Pola perkembangan kawasan terbangun diprediksi mengikuti jaringan jalan dan pusat-pusat kegiatan, sementara karakter Kabupaten Ngawi sebagai wilayah agraris diperkirakan tetap bertahan hingga tahun 2030.