پهنه‌بندی حساسیت وقوع زمین‌لغزش با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین (منطقه مورد مطالعه: بخشی از حوزه آبخیز هراز)

سپه وند, علیرضا; بیرانوند, نسرین

doi:10.22098/mmws.2023.12678.1263

پهنه‌بندی حساسیت وقوع زمین‌لغزش با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین (منطقه مورد مطالعه: بخشی از حوزه آبخیز هراز)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

¹ استادیار گروه علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، لرستان، خرم‌آباد.

² دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران.

10.22098/mmws.2023.12678.1263

چکیده

زمین‌لغزش یکی از انواع بلایای زمین شناسی در سراسر جهان است که هر ساله تلفات جانی و خسارات اقتصادی زیادی را به همراه دارد. لذا این پژوهش به‌منظور ارزیابی پهنه‌بندی حساسیت وقوع زمین لغزش با استفاده از الگوریتم‌های مختلف یادگیری ماشین از نوع ماشین پشتیبان بردار (SVM با دو کرنل PUK و RBF)، رگرسیون فرآیند گاوسی (SVM با دو کرنل PUK و RBF) و جنگل تصادفی (RF) در بخشی از حوزه آبخیز هراز، ایران انجام شده است. در تحقیق حاضر از نه عامل شیب، جهت، ارتفاع، زمین‌شناسی، کاربری اراضی، فاصله از گسل، فاصله از جاده، فاصله از رودخانه و بارش به‌عنوان پارامترهای ورودی و نقاط لغزشی و غیر لغزشی به‌عنوان پارامتر خروجی برای مدل‌سازی و پهنه‌بندی حساسیت وقوع زمین لغزش استفاده شد. از مجموع 148 نقاط لغزشی و غیر لغزشی، 70 درصد برای مرحله آموزش و 30 درصد برای مرحله آزمایش مدل‌سازی استفاده شد. برای ارزیابی کارایی مدل‌ها و انتخاب مدل بهینه از معیارهای سنجش خطای مدل Accuracy، F1-score و AUC استفاده شد. همچنین در این تحقیق تحلیل حساسیت به روش حذفی انجام شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که مدل RF (با Accuracy = 0.9، F1-score=0.957 و AUC=0.999) در بخش آزمایش در مقایسه با دیگر مدل‌های به‌عنوان بهترین مدل برای پهنه‌بندی حساسیت وقوع زمین لغزش انتخاب شد. بر اساس نتایج نقشه پهنه‌بندی مشخص شد که به‌ترتیب 86/31، 16/32، 38/13، 73/9 و 84/12 درصد در طبقات با حساسیت خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خلیی زیاد قرار دارد. علاوه بر این نتایج تحلیل حساسیت مدل نشان داد که جهت شیب، حساس‌ترین پارامتر در پهنه‌بندی خطر وقوع زمین لغزش است. مقایسه نتایج مدل‌ها نشان داد که ارتباط معنی‌داری بین مقادیر پیش‌بینی‌شده و مقادیر مشاهداتی با استفاده از مدل‌های استفاده شده وجود ندارد. بر اساس نتایج به دست آمده از نقشه پهنه‌بندی حساسیت وقوع زمین‌لغزش، می‌توان به اولویت‌بندی و مدیریت مناطق پایدار و با حساسیت کم به وقوع حرکت‌های توده‌ای جهت اجرای عملیات عمرانی پرداخت.

کلیدواژه‌ها