مدل‌سازی مکانی حساسیت اراضی به فرونشست با استفاده از مدل‌های یادگیری ماشین (مطالعه موردی: دشت کوهدشت)

رحمانی, پریا; غلامی, حمید; گلزاری, شهرام

doi:10.22098/mmws.2023.13822.1368

مدل‌سازی مکانی حساسیت اراضی به فرونشست با استفاده از مدل‌های یادگیری ماشین (مطالعه موردی: دشت کوهدشت)

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

¹ گروه مهندسی منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی؛ داتشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

² روه مهندسی منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی؛ داتشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

³ دانشیار،گروه مهندسی برق وکامپیوتر، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

10.22098/mmws.2023.13822.1368

چکیده

فرونشست زمین یکی از بزرگ‌ترین تهدیدهای زیست محیطی در سراسر جهان است که دارای پیامدهای منفی بر روی اکوسیستم‌‌‌‌‌های انسانی و طبیعی است. در این پژوهش با استفاده از چهار روش یادگیری ماشینBagged CART ، GAM ، Glmnet و PLS نسبت به مدل‌سازی مکانی فرونشست در دشت کوهدشت در استان لرستان پرداخته شد. جهت این امر ابتدا مهم‌ترین فاکتورهای تأثیرگذار بر فرونشست بررسی شد و در نهایت تعداد 16 فاکتور اصلی انتخاب گردید و لایه مکانی آن‌ها فراهم شد. در این تحقیق از الگوریتم فراابتکاری بهینه‌سازی ازدحام ذرات جهت انتخاب ویژگی‌ها و فاکتورهای اصلی استفاده شد. از بین 16 فاکتور ورودی، 11 فاکتور به عنوان ورودی مدل‌های یادگیری ماشین انتخاب شدند در مرحله بعد با استفاده از نقاط فرونشست برداشت شده در سطح دشت جهت مدل‌سازی فرونشست استفاده گردید. ارزیابی نتایج مدل‌ها با استفاده از نمودار ROC و سطح زیر منحنی (AUC) انجام شد. نتایج نشان داد که مدل‌‌‌‌‌های استفاده شده دارای کارایی قوی در مدل‌سازی فرونشست هستند. سطح زیرمنحنی برای مدل PLS، 981/0 به دست آمد که نشان داد این مدل برای تهیه نقشه حساسیت اراضی به فرونشست در دشت کوهدشت قابل قبول است. نقشه‌های فرونشست تهیه‌شده به وسیله مدل‌ها نشان داد که 37.78 درصد مساحت دشت در مدل PLS در کلاس خطر بسیار زیاد واقع شده است. هم‌چنین بررسی اهمیت معیارها با استفاده از روش اهمیت جایگشتی نشان داد که معیارهای فاصله از چاه، میزان ذرات درشت خاک، شیب و ارتفاع، فاکتور ظرفیت تبادل کاتیونی و افت آبخوان به عنوان مهم‌ترین معیارها انتخاب شدند. نتایج حاصل از این پژوهش می‌تواند به‌عنوان اطلاعات پایه به برنامه‌ریزان و مسئولان محلی به‌منظور ارزیابی، برنامه‌ریزی، مدیریت، استفاده پایدار و حفاظت از منابع آبی دشت کوهدشت در آینده کمک نماید.

کلیدواژه‌ها