شادی جلیلیان؛ شعبان شتایی جویباری؛ محمدهادی معیری؛ امیر سعدالدین
چکیده
زمینلغزشها بهعنوان یکی از مخربترین پدیدههای طبیعی، سالانه موجب وارد آمدن تلفات انسانی و خسارات مالی قابلتوجهی میگردند. هدف از این پژوهش، ارزیابی مقایسه ای عملکرد الگوریتم های یادگیری ماشین جنگل تصادفی (RF) و ماشینبردارپشتیبان (SVM) و الگوریتم های یادگیری عمیق شبکه عصبی پیچشی (CNN) و شبکه عصبی بازگشتی (RNN) در مدلسازی خطر وقوع ...
بیشتر
زمینلغزشها بهعنوان یکی از مخربترین پدیدههای طبیعی، سالانه موجب وارد آمدن تلفات انسانی و خسارات مالی قابلتوجهی میگردند. هدف از این پژوهش، ارزیابی مقایسه ای عملکرد الگوریتم های یادگیری ماشین جنگل تصادفی (RF) و ماشینبردارپشتیبان (SVM) و الگوریتم های یادگیری عمیق شبکه عصبی پیچشی (CNN) و شبکه عصبی بازگشتی (RNN) در مدلسازی خطر وقوع زمینلغزش حوزه آبخیز جنگلی 85 در بخشی از استان گلستان بود. براساس مطالعات قبلی برای مدلسازی، لایههای 10 عامل تأثیرگذار محیطی و انسانی شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، شاخص نمناکی توپوگرافی (TWI)، شاخص تفاضل نرمال شده پوشش گیاهی (NDVI)، کاربری اراضی، فاصله از جاده، فاصله از رودخانه، فاصله از گسل و بارندگی تعیین و تهیه شد. از مجموع 494 نقاط لغزشی و غیر لغزشی، 70 درصد برای مرحله آموزشی و 30 درصد برای مرحله اعتبارسنجی استفاده شد. از محیط نرمافزار ArcGIS و زبان برنامهنویسی پایتون برای اجرای الگوریتمهای یادگیری ماشین (ML) و یادگیری عمیق (DL) استفاده شد. ارزیابی عملکرد الگوریتم های موردبررسی با استفاده از شاخص مساحت زیر منحنی مشخصهی عامل گیرنده ROC ص.رت گرفت. در این پژوهش، عملکرد چهار الگوریتم یادگیری ماشین و عمیق در پهنهبندی حساسیت زمینلغزش در حوزه آبخیز جنگلی ۸۵ استان گلستان مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که الگوریتم یادگیری عمیق CNN با کسب امتیاز AUC برابر 910/0، صحت کلی 72/87% و ضریب کاپای 899/0 برای طبقات پرخطر (خطرناک و خیلی خطرناک) بهعنوان کارآمدترین مدل شناسایی شد. تحلیل اهمیت متغیرها با استفاده از مدل برتر (CNN) نشان داد که عوامل فاصله از گسل و فاصله از رودخانه به ترتیب دارای بیشترین اهمیت در وقوع زمینلغزش در منطقه موردمطالعه هستند. این یافته کاملاً با انتظارات زمینشناختی و ژئومورفولوژیکی منطقه همخوانی دارد. نقشه نهایی حساسیت زمینلغزش تولیدشده توسط مدل CNN نشان داد که 46/31 درصد از مساحت حوزه (معادل تقریباً12360 هکتار) در طبقه خطر خیلی زیاد قرار دارد.نتایج این تحقیق در شناسایی مناطق پرخطر و تعیین عوامل مؤثر بر رخداد زمینلغزشها در این حوضه در امر کاهش خسارات احتمالی و تهدیدهای مرتبط با زمینلغزش و تدوین سیاست ها و اجرای راهکارهای مدیریتی میتواند بسیار کارآمد باشد.
