مهری مرحمت

زمین لغزش یکی از مخاطرات ژئومورفولوژی است که همواره در مناطق کوهستانی وجود داشته و خسارات زیادی را به باغات، سکونتگاهها و تاسیسات انسانی وارد می کند. هدف از این تحقیق ارزیابی و پهنه بندی حساسیت زمین لغزش در حوضه آبخیز مارگون در شهرستان سپیدان، استان فارس است. سه مدل یادگیری ماشین (ML) (ماشین بردار پشتیبان (SVM)، خطی تعمیم یافته (GLM) و جنگل تصادفی (RF)) برای شناسایی عوامل مؤثر در وقوع زمین لغزش استفاده شد. عوامل مؤثر (ارتفاع، شیب، فاصله از رودخانه، تراکم زهکشی، پوشش گیاهی، کاربری اراضی، سنگ شناسی، نوع خاک، متوسط بارندگی سالانه و فاصله از جاده) است و نقشه فهرست زمین لغزش (119 نقطه لغزش و 99 نقطه عدم لغزش است که از گوگل ارث، مشاهدات میدانی و نرم افزار ArcGIS) به دست آمد. هر مدل با استفاده از 70 درصد داده های آموزشی به طور مستقل آموزش داده شد و در مقابل 30 درصد باقی مانده اعتبارسنجی شد. فاصله از جاده به عنوان تأثیرگذارترین عامل در لغزش زمین در مدل ماشین بردار پشتیبان و مدل جنگل تصادفی و در مدل خطی تعمیم یافته شیب به عنوان تأثیرگذارترین عامل شناخته شد. برای ارزیابی عملکرد مدل ها از سطح زیر منحنی مشخصه عملیاتی گیرنده (AUC) و ضریب Kappa استفاده شد. مدل RF (98/0، 739/0) و SVM (91/0، 638/0) بالاترین سطوح عملکرد را نشان دادند. این تحقیق می تواند به اجرای استراتژی های مدیریت خطر زمین لغزش مؤثر در منطقه کمک کند.

سیل از جمله بلایای طبیعی است که هر ساله خسارات مالی و جانی زیادی را در سراسر جهان به بار می آورد. با تهیه نقشه خطر سیل و تعیین مناطق مستعد سیل، می توان خسارات احتمالی این پدیده را کاهش داد. برای تهیه نقشه حساسیت سیل در حوزه شهری اقلید (استان فارس) عوامل مؤثر بر وقوع سیل شامل شیب، شاخص تابش خورشیدی، شاخص موقعیت توپوگرافی، شاخص قدرت جریان، فاصله از رودخانه، تراکم زهکشی، انحنای سطح، بارندگی، شاخص پوشش گیاهی، سنگ شناسی، کاربری اراضی و نوع خاک استفاده شد. سپس، برای تهیه نقشه خطر سیل، از الگوریتم جنگل تصادفی (RF) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) به عنوان دو مدل یادگیری ماشین در نرم افزار R پیاده سازی و نتایج آنها با هم مقایسه شده است. مدل های RF و SVM بر اساس منحنی ROC به ترتیب با دقت (83/0 و 84/0) اعتبارسنجی شده اند که هر دو عملکرد خوب و تقریباً یکسانی داشته اند. با تحلیل اهمیت ویژگی های لایه ها در مدل RF مشخص شد که مؤلفه های بارندگی، خاک، کاربری اراضی و تراکم زهکشی بیش ترین تأثیر را بر خطر سیل دارند؛ همچنین در مدل SVM، بارندگی، شیب، خاک و تراکم زهکشی به ترتیب مهم ترین متغیرها برای پیش بینی خطر سیل شناخته شدند. نقشه ها و داده های حاصل از این مطالعه می توانند به مسئولین و مدیران شهری به عنوان ابزارهای کلیدی برای برنامه ریزی های پیشگیرانه، آگاه سازی عمومی و طراحی زیرساخت های مقاوم در برابر سیل کمک کنند.

سیل یکی از مخرب ترین بلایای طبیعی با پیامدهای اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی است که همه ساله تاثیرات بسیار مخربی بر سکونتگاه های انسانی و محیط طبیعی بر جای می گذارد، بنابراین؛ مدیریت جامع سیل برای کاهش اثرات سیل بر زندگی و معیشت انسان ضروری است. این پژوهش سعی دارد که به  بررسی کاربرد مدل حداکثر آنتروپی (Entropy Maxent) در نرم افزار R برای نقشه برداری حساسیت سیل در استان فارس (حوضه شهری جهرم) بپردازد. روش تحقیق از توع توصیفی – تحلیلی مبتنی بر روش های میدانی، آماری و مدل سازی است بدین صورت که ابتدا با استفاده از اطلاعات منابع طبیعی استان فارس و بازدیدهای میدانی نقاط سیل گیر (50 نقطه) مشخص شد در مرحله بعد متغیرهای محیطی مانند ارتفاع، شیب، فاصله از رودخانه، تراکم زهکشی، متوسط بارندگی سالانه، کاربری اراضی، نوع خاک و زمین شناسی انتخاب شد. با اجرای آزمون هم خطی چندگانه متغیر پوشش گیاهی و شاخص رطوبت توپوگرافی حذف شد. نتایج نشان داد که از بین متغیرهای محیطی انتخاب شده، سه عامل ارتفاع، فاصله از آبراهه و کاربری اراضی بیشترین تأثیر را در فرآیند مدل سازی داشته اند. پس ازآن، منحنی مشخصه عملکرد گیرنده (ROC) برای نقشه حساسیت به سیل ترسیم شد که مقدار داده های آموزشی (943/0) و داده های آزمایشی (932/0) به دست آمد. در ادامه با استفاده از الگوریتم ژنتیک مدل بهینه و ارتقا داده شد. در نتیجه این نقشه حساسیت به سیل می تواند برای محققین و برنامه ریزان در استراتژی های کاهش سیل مفید واقع شود.

هدف از این مطالعه توسعه مدل های حساس فرسایش خندقی با اجرای الگوریتم یادگیری ماشینی (ماشین بردار پشتیبان و درخت رگرسیون تقویت شده) در حوضه مُهر است. ابتدا، مناطق خندقی شناسایی و پس از آن 13 متغیر مستعد کننده فرسایش خندقی (شیب، جهت شیب، شاخص رطوبت توپوگرافی، شاخص قدرت جریان، شاخص زبری سطح، فاصله از آبراهه، تراکم زهکشی، فاصله از جاده، کاربری اراضی، پوشش گیاهی، متوسط بارندگی سالانه، زمین شناسی و بافت خاک) انتخاب شد. ضریب تورم واریانس برای ارزیابی چندخطی بین متغیرها استفاده شد. در نهایت نقشه حساسیت فرسایش خندقی در محیط (R) تهیه شد. همچنین تأثیر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک بر فرسایش خندقی با استفاده از رگرسیون چند متغیره بررسی شد. از نظر اهمیت متغییرها، در مدل SVM کاربری اراضی و در مدل BRT زمین شناسی بیشترین تأثیر را بر فرسایش خندقی دارد. نقشه حساسیت پیش بینی شده با کمک منحنی مشخصه عملکرد گیرنده (ROC) اعتبارسنجی شد. نتایج نشان داد که مساحت زیر منحنی (AUC) در مدل های ماشین بردار پشتیبان و درخت رگرسیون تقویت شده به ترتیب 92/0 و 94/0 محاسبه شد که منجر به پیش بینی دقیقی شد. همچنین نتایج نشان داد متغیر ماسه (299/9)، نسبت جذب سدیم (967/7) و مواد خنثی شونده (185/6) بیشترین تأثیر را بر فرسایش خندقی دارد

فرسایش خندقی یکی از مهم ترین فرآیندهای تخریب زمین است که منجر به کاهش بهره برداری از زمین می گردد. بخش جنوب و جنوب شرقی حوضه شور مُهر تحت تأثیر فرسایش خندقی قرار گرفته است، از پیامدهای این نوع فرسایش می توان به بهم خوردن تعادل اکولوژیک منطقه، به خطر افتادن منابع زیستی اشاره کرد که این امر مطالعه در مورد فرسایش خندقی در منطقه را ضروری می کند. هدف از این پژوهش تهیه نقشه پهنه بندی حساسیت به فرسایش خندقی با استفاده از مدل حداکثر آنتروپی و سیستم اطلاعات جغرافیایی است. برای رسیدن به هدف مزبور 15 متغیر شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، فاصله از آبراهه، تراکم زهکشی، فاصله از جاده، بافت خاک، زمین شناسی، کاربری اراضی، بارندگی، فاصله از گسل، پوشش گیاهی، انحنای مقطع، شاخص قدرت جریان (SPI)، شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI) انتخاب و تست هم خطی با استفاده از شاخص های (Variance Inflation Factor) و (Tolernace) گرفته شد. از 100 خندق انتخابی موردبررسی 70 درصد به صورت تصادفی برای داده های آموزشی و 30 درصد برای اعتبار سنجی طبقه بندی و از روش نمونه برداری Bootstrap برای اجرای مدل استفاده شد. جهت تعیین مهم ترین متغیرها از آزمون جک نایف و برای مشخص نمودن قدرت پیش بینی مدل از منحنی ROC استفاده شد. نتایج تست هم خطی بین پوشش گیاهی، فاصله از گسل، انحنای مقطع، SPI و TWI وجود داشت درنتیجه حذف شدند. بر اساس آزمون جک نایف به ترتیب متغیرهای ارتفاع، متوسط بارندگی سالانه، بافت خاک، تراکم زهکشی، زمین شناسی، فاصله از جاده، فاصله از رودخانه بیشترین تأثیر را در فرسایش خندقی داشتند. منحنیROC نشان دهنده دقت 95 درصدی در مرحله اعتبار سنجی مدل است. بر اساس این مدل بیش از 15 درصد حوضه (8445.83 هکتار) دارای حساسیت زیاد و خیلی زیاد به فرسایش خندقی است.

هدف این پژوهش، بررسی تاثیر ویژگی های خاک و آستانه توپوگرافی بر فرسایش خندقی درحوضه آبخیز رودخانه شور (شهرستان مهر) بوده است. بدین منظور، 15 خندق به صورت تصادفی برای نمونه برداری و مورفومتری انتخاب شد. سپس با استفاده از تحلیل خوشه ا ی، خندق ها بر اساس ویژگی های ژئومتری به روش Ward و مقیاس مجذور فاصله اقلیدسی خوشه بندی شدند. از رگرسیون چند متغیره برای نمایش تاثیر ویژگی های خاک استفاده شد. همچنین برخی ویژگی های خندق ها نظیر شیب متوسط و مساحت حوضه آبخیز راس خندق ها به وسیله نرم افزار Arc-GIS بر روی نقشه های توپوگرافی مشخص شد. با توجه به نتایج تحلیل خوشه ا ی، خندق ها در سه گروه طبقه بندی شدند و برای آنالیزهای آماری از گروه یک استفاده شد. نتایج نشان داد در گسترش طولی و سطح مقطع خندق ها به ترتیب میزان ماسه (299/9) (162/7)، نسبت جذب سدیم(967/7) (769/5) و مواد خنثی شونده (185/6) (240/5) ضریب تاثیر بیشتری در ایجاد و گسترش خندق داشته اند. این در حالی است که وجود مواد آلی به ترتیب با مقادیر (058/3-) (390/-) و پتاسیم (410/-) (030/-) مانع از گسترش فرسایش خندقی در منطقه می گردد. با توجه به نتایج فرمول آستانه توپوگرافی منطقه (S=6759.756A^(-.556)) فرآیند رواناب سطحی به عنوان فرآیند غالب هیدرولوژیکی موثر بر گسترش فرسایش خندق ها شناخته شد. این نتایج نشان دهنده ی تاثیر نوع سازند زمین شناسی (نسبت جذب سدیم، مواد خنثی شونده و ماسه) و ویژگی های حوضه آبخیز راس خندق در تولید رسوب ناشی از فرسایش خندقی است که برآیند این عوامل موجب گسترش طولی و سطح مقطع خندق ها در منطقه مورد مطالعه می گردد.