پهنه بندی سیلاب در منطقه نیمه خشک طبس با استفاده از الگوریتم های یادگیری ماشین(مقاله علمی وزارت علوم)
منبع:
مطالعات جغرافیایی مناطق خشک دوره ۱۶ پاییز ۱۴۰۴ شماره ۶۱
46 - 67
حوزههای تخصصی:
هدف: هدف از پژوهش حاضر شناسایی مناطق مستعد سیل خیز در منطقه نیمه خشک طبس با استفاده از الگوریتم های یادگیری ماشین لجستیک درختی (LT)، (K-SVM) خطی و نزدیک ترین همسایه (KNN) است تا مهم ترین عوامل مؤثر در سیل خیزی منطقه شناسایی و مورد بررسی قرارگیرد. روش و داده: ابتدا 288 نقطه سیلابی از منابع سازمان منابع طبیعی و آبخیزداری استان خراسان جنوبی گردآوری شده است. در گام دوم داده ها به دو بخش تقسیم شدند: 70 درصد جهت آموزش و توسعه مدل و 30 درصد جهت اعتبارسنجی. سپس 12 عامل کلیدی در ارزیابی پتانسیل سیلاب مورد بررسی قرار گرفت و دقت الگوریتم ها با استفاده از شاخص های آماری مختلف ارزیابی شد. یافته ها: نقشه های پهنه بندی سیل نشان می دهند که در الگوریتم LT، مناطق شمالی و غربی با خطر سیل خیزی زیاد (%43) و نواحی غربی و جنوبی با خطر خیلی زیاد (%36) مواجه هستند. در مقابل، الگوریتم K-SVM نشان می دهد که قسمت های مرکزی، غربی و جنوبی منطقه در معرض سیل خیزی زیاد (%59) قرار دارند، در حالی که نواحی شرقی، شمالی و مرکزی خطر سیل خیزی خیلی زیاد (%41) را نشان می دهند. در الگوریتم KNN نیز نواحی شمالی، شرقی و مرکزی با خطر سیل خیزی زیاد (%38) و مناطق شمال غربی، غربی و مرکزی با خطر سیل خیزی خیلی زیاد (%27) قرار گرفته است که ناشی از تغییرات کاربری اراضی، به ویژه در مناطقی است که فاقد پوشش گیاهی هستند که باعث افزایش رواناب می شود و خطر سیلاب را تشدید می کند. نتیجه گیری: نقشه های پهنه بندی سیلاب نشان می دهند که مناطق پرخطر در نزدیکی آبراهه ها قرار دارند جایی که جریان آب های زیرسطحی باعث تشکیل جبهه های رطوبتی می شود. این امر مقاومت خاک را کاهش داده و احتمال وقوع سیل خیزی را افزایش می دهد. عوامل هیدرولوژیکی مانند شاخص های مرتبط با سیل خیزی ، مناطق غربی، مرکزی، شمال و شمال غرب و جنوب شرق را به عنوان مناطق سیل خیز اصلی معرفی می کنند نوآوری، کاربرد نتایج: استفاده از الگوریتم های یادگیری ماشین در پژوهش حاضر نوآوری های قابل توجهی را به همراه دارد. این رویکرد نه تنها دقت پیش بینی ها را افزایش می دهد، بلکه امکان استفاده از داده های چندمنظوره و شناسایی الگوهای پیچیده را فراهم می کند. نتایج حاصل از این رویکرد، در مدیریت سیلاب و حفظ سلامت اکوسیستم های آبی تأثیرگذار خواهد بود.