عبدالعزیز حنیفی نیا

هدف این مطالعه، شناسایی عوامل موثر، تهیه نقشه های پیش بینی خطرات سیل با استفاده از مدل های یادگیری ماشین و در انتها ارزیابی کارایی  این مدل ها در حوزه آبخیز زیوه ارومیه می باشد. برای این منظور از عوامل محیطی و انسانی شامل شاخص های مورفومتری؛ شاخص توان آبراهه (SPI)، شاخص طول شیب (LS)، شاخص خیسی توپوگرافی (TWI)، شاخص موقعیت توپوگرافی (TPI)، شاخص ناهمواری زمین (TRI)، شاخص تعادل جرم (MBI)، شاخص انحنای پروفیل (Profile Curvature) و شاخص انحنای سطح (Plan Curvature)، بارندگی، ارتفاع حوضه، درجه شیب ، جهت شیب، لیتولوژی، کاربری اراضی، شاخص تفاضل نرمال شده پوشش گیاهی (NDVI)، فاصله از آبراهه، فاصله از روستا و فاصله از گسل استفاده شد. برای این منظور با استفاده از بازدیدهای میدانی و تصاویر گوگل ارث و منابع دریافتی از ادارات تعداد 96 نقطه سیل در حوضه شناسایی شدند. لایه های مربوط به شاخص های مورفومتری از مدل رقومی ارتفاعی (5/12×5/12) متر و در محیط SAGA_GIS ؛ و نقشه های عوامل محیطی و انسانی در سامانه اطلاعات جغرافیایی ArcGIS تهیه و رقومی شدند. نتایج ارزیابی دو مدل با استفاده از منحنی ROC برای مدل های یادگیری ماشین (ML) نشان داد که مدل بیشینه آنتروپی با )916/0(AUC= و مدل خطی تعمیم یافته با  )902/0(AUC= دارای عملکرد عالی در پهنه بندی حساسیت محدوده مطالعاتی به سیلاب بوده اند. همچنین نتایج حاصل از شاخص کاپا برای مدل برتر نشان داد که عوامل محیطی شامل زمین-شناسی، فاصله از آبراهه، ارتفاع و شیب بیشترین تاثیر و کمترین تاثیر مربوط به عامل های شاخص انحنای پروفیل، کاربری اراضی و شاخص تعادل جرم بوده است. شناسایی مناطق پر خطر و تعیین عوامل موثر بر رخداد سیلاب ها در این حوضه در امر کاهش خسارات احتمالی می تواند بسیار کارآمد باشد.

مستلزم برنامه ریزی، انجام اقدامات مناسب و زیربنای اصلی تهیه نقشه هایی با صحت و دقت بالا در مدیریت زمین لغزش ها شناسایی عوامل موثر در وقوع زمین لغزش ها می باشد. در این مطالعه هدف اصلی بررسی ارتباط بین عوامل موثر شناسایی شده با استفاده از مدل آنتروپی شانون و مقایسه آن با نتایج مدل های WOE و LNRF در حوضه آبخیز زیوه ارومیه می باشد. بعد از ثبت تعداد 167 زمین لغزش، مهمترین عوامل موثر با توجه به مطالعه پژوهش های قبلی و مشاهدات و بازدیدهای مکرر صحرایی در سه طبقه شاخص های مورفومتری، عوامل محیطی و انسانی دسته بندی شدند. نقشه های عوامل محیطی و انسانی در محیط ArcGIS10.5 و نقشه شاخص های ژئومورفومتری در SAGA_GIS.6.4 از طریق مدل رقومی ارتفاعی با پیکسل سایز (5/12*5/12) تهیه شد. نتایج نشان داد که مهترین عوامل موثر بر وقوع زمین لغزش در مدل آنتروپی شانون به ترتیب فاصله از آبراهه، شاخص موقعیت توپوگرافی، فاصله از گسل و کاربری اراضی و کمترین اثر عوامل موثر بر وقوع زمین لغزش به ترتیب شامل عوامل بارندگی، ارتفاع و فاکتور LS بوده است. در مدل های WOE و LNRF مهمترین زیر عامل های موثر در رده های عوامل سنگ-شناسی و کاربری اراضی، شاخص خیسی توپوگرافی، فاصله از آبراهه و گسل بوده است. بنابراین بین نتایج مدل آنترپی شانون در شناسایی عوامل موثر با نتایج مدل های فوق می توان گفت که ارتباط خوبی وجود دارد. ارزیابی مدل ها با استفاده از منحنی ROC نشان دادکه مدل آنتروپی شانون دارای عملکرد عالی و دو مدل LNRF و WOE دارای عملکرد خوب و خیلی خوب در پهنه بندی حساسیت زمین لغزش ها می باشند.

هدف این مطالعه ارزیابی کارایی دو مدل داده کاوی شبکه عصبی مصنوعی و الگوریتم ماشین پشتیبان بردار در سه حالت استفاده از شاخص های مورفومتریک شامل شاخص خیسی توپوگرافی، شاخص موقعیت توپوگرافی، شاخص توان آبراهه، شاخص طول شیب، شاخص ناهمواری زمین، شاخص تعادل جرم، شاخص انحنای پروفیل و شاخص انحنای سطح ؛ استفاده از عوامل محیطی و انسانی شامل بارندگی، ارتفاع حوضه، درجه شیب ، جهت شیب، لیتولوژی، کاربری اراضی، شاخص تفاضل نرمال شده پوشش گیاهی ( NDVI )، فاصله از آبراهه، فاصله از جاده و فاصله از گسل؛ و ترکیبی از دو حالت فوق، در پهنه بندی حساسیت زمین لغزش های حوضه آبخیز چریک آباد ارومیه است. برای این منظور با استفاده از بازدیدهای میدانی و تصاویر گوگل ارث، تعداد 92 نقطه لغزشی در حوضه شناسایی شدند. نقشه شاخص های مورفومتریک و عوامل محیطی و انسانی در SAGA_GIS6.4 و ArcGIS10.5 تهیه و رقومی شدند. نتایج ارزیابی دو مدل با استفاده از منحنی ROC نشان داد که در حالت استفاده از شاخص های مورفومتریک دو مدل SVM و ANN به ترتیب با سطح زیر منحنی 742/0 و 763/0 دارای عملکرد خوب در پهنه بندی حساسیت زمین لغزش ها بوده اند. در حالت استفاده از عوامل انسانی و محیطی، دو مدل فوق به ترتیب با سطح زیر منحنی 876/0 و 929/0 دارای عملکرد خوب و خیلی خوب؛ و در حالت استفاده از هر دو عوامل انسانی و محیطی به همراه شاخص های مورفومتریک، دو مدل با سطح زیر منحنی 940/0 و 936/0 دارای عملکرد تقریباً یکسان با رتبه عالی در پهنه بندی مناطق حساس بوده اند. بالاترین مقدار مجموع کیفیت (Qs) و نسبت تراکمی ( Dr ) بیشترین همبستگی بین رده های خطر برای مدل SVM در حالت سوم بوده است. نتایج حاصل از شاخص کاپا در حالت برتر نشان داد که به ترتیب عوامل لیتولوژی، LS و ارتفاع حوضه بیشترین تأثیر را بر وقوع زمین لغزش ها داشته اند؛ بنابراین تأثیر عوامل طبیعی نسبت به عوامل انسانی و در حالت کلی شاخص های مورفومتری در مقایسه با عوامل محیطی و انسانی در وقوع لغزش ها بیشتر بوده و حوضه ذاتاً حساس به وقوع لغزش است.