تعیین پتانسیل آب زیرزمینی با استفاده از مدلهای شبکۀ عصبی مصنوعی، جنگل تصادفی، ماشین بردار پشتیبان و رگرسیون خطی (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبخیز دریاچۀ ارومیه)
نویسندگان
1 بخش تحقیقات اقتصادی-اجتماعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی زنجان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، زنجان
2 بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد
3 مدیرعامل شرکت سایهگستر دشت البرز، کرج
4 دکترای آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
doi
10.22059/ije.2020.307329.1362چکیده
هدف از تحقیق حاضر، تعیین مناطق دارای پتانسیل آب زیرزمینی با استفاده از مدلهای شبکۀ عصبی مصنوعی (ANN)، جنگل تصادفی (RF)، ماشین بردار پشتیبان (SVM) و رگرسیون خطی (GLM) است. در تحقیق حاضر از 14 پارامتر شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، انحنا، فاصله از آبراهه و گسل، تراکم آبراهه و گسل، لیتولوژی، متوسط بارندگی، کاربری اراضی، شاخص موقعیت توپوگرافیک (TPI)، موقعیت شیب نسبی (RSP) و شاخص رطوبت توپوگرافیک (TWI) برای بررسی پتانسیل آب زیرزمینی استفاده شده است. از مجموع 10624 چشمه، به صورت تصادفی 70 درصد به عنوان دادههای آزمون و 30 درصد به عنوان دادههای اعتبارسنجی طبقهبندی شدند. همچنین، برای تعیین مهمترین پارامترها از مدل RF استفاده شد. تست همخطی بین پارامترها با استفاده از نرمافزار SPSS انجام شد. از منحنی تشخیص عملکرد نسبی برای قدرت پیشبینی مدلها و شاخص سطح سلول هسته (SCAI) به منظور دقت تفکیک بین طبقات استفاده شد. نتایج نشان داد بین پارامترها همخطی وجود ندارد. نتایج مدل RF نشان داد بهترتیب پارامترهای ارتفاع، کاربری اراضی، شیب، فاصله از گسل، TWI و لیتولوژی مهمترین عوامل تأثیرگذار بر پتانسیل آب زیرزمینی هستند. همچنین، بر اساس منحنی ROC در هر دو بخش آموزش (915/0=AUC) و اعتبارسنجی (909/0=AUC)، مدل ANN دارای بیشترین دقت بودند و مدلهای RF، SVM و GLM در ردههای بعدی قرار گرفتند. همچنین، نتایج شاخص سطح سلول هسته نشان داد هر چهار مدل با دقت مناسبی به تفکیک طبقات پرداختهاند. بر اساس مدل ANN، 4/31 درصد حوضه پتانسیل آب زیرزمینی زیاد و خیلی زیاد دارد.