ارزیابی کارآمدی سه مدل داده‌کاوی در پهنه بندی مناطق حساس به رخداد آبکند (مطالعه موردی: حوزه آبخیز بالادست سد بوستان، استان گلستان)

یعقوبی, ثریا; حسینعلی زاده, محسن; کمکی, چوقی بایرام; نجفی نژاد, علی; پورقاسمی, حمیدرضا

doi:10.22098/mmws.2023.13511.1343

ارزیابی کارآمدی سه مدل داده‌کاوی در پهنه بندی مناطق حساس به رخداد آبکند (مطالعه موردی: حوزه آبخیز بالادست سد بوستان، استان گلستان)

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

¹ گروه مدیریت مناطق بیابانی، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گلستان، ایران

² دانشیارگروه مدیریت مناطق بیابانی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

³ استادیار، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

⁴ گروه آبخیزداری ، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گلستان، ایران

⁵ دانشگاه شیراز

10.22098/mmws.2023.13511.1343

چکیده

فرسایش آبکندی یکی از مخرب‌ترین اشکال فرسایش آبی است که باعث هدررفت حجم زیادی از خاک در مناطق خشک و نیمه‌خشک می‌شود. هدف از این تحقیق بررسی حساسیت حوضه بالادست سد بوستان در شمال شرق استان گلستان به فرسایش آبکندی با استفاده از فناوری شیءگرا و الگوریتم-های داده‌کاوی می‌باشد. برای پایش و شناسایی آبکند‌های موجود در منطقه با سنجش از دور از تصاویر QuickBird سال 2021 و نرم‌افزار Orfeo جهت قطعه‌بندی تصویر مورد‌نظر استفاده شد. سپس با بازدیدهای میدانی، 81 آبکند در منطقه انتخاب شد. در نهایت در محیط پایتون (کولب) با استفاده از آنالیز هم‌خطی بر 23 شاخص مؤثر در وقوع فرسایش آبکندی با سه مدل جنگل تصادفی، حداکثر آنتروپی و ماشین بردار پشتیبان اقدام به مدل‌سازی شد. بعد از انجام آنالیز هم‌خطی، هفت عامل شامل فاصله از گسل، ارتفاع، NDBI، NDWI، Band3، Band5 و Band7 به دلیل مقدار تورم واریانس بالاتر از 5، از مرحله مدل‌سازی حذف شدند. نتایج حاصل از بررسی متغیرهای تاثیرگذار نشان داد که در مدل جنگل تصادفی بارندگی، شاخص فاصله از رودخانه، شاخص HAND، فاصله از جاده و دره پراهمیت‌ترین شاخص‌ها می‌باشند. هم‌چنین نتایج پهنه‌بندی با استفاده از این شاخص‌ها حاکی از آن بود که در مدل جنگل تصادفی، 65/8 درصد از مساحت منطقه در خطر فرسایش زیاد و خیلی زیاد قرار دارد که در مقایسه با دو مدل حداکثر آنتروپی و ماشین بردار پشتیبان با عملکرد بهتری نواحی مستعد فرسایش را پیش‌بینی کرده است. در نهایت جهت اعتبارسنجی مدل از منحنی ROC استفاده شد. مقادیر AUC در مدل جنگل تصادفی در دو مرحله آموزش و اعتبارسنجی 95/0 و 94/0 درصد به دست آمد که بیانگر دقت بالای این مدل در پیش‌بینی مناطق با حساسیت بالا به فرسایش آبکندی می‌باشد. نتایج این تحقیق و کارایی فناوری شیء‌گرا در تفکیک آبکندها، می‌تواند به محققین کمک کند که با لحاظ کردن اقدامات حفاظتی و آبخیزداری در اراضی لسی از تمرکز رواناب‌های ناشی از بارش سیلابی، در مناطق با حساسیت زیاد به وقوع آبکند جلوگیری کنند.

کلیدواژه‌ها