فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه زمین‌لغزش یکی از خطرات طبیعی است که همه ساله خسارت جانی و مالی فراوانی در مناطق کوهستانی، پر باران و لرزه‌خیز به همراه دارد. حرکت­های توده­ای نقش موثری در تخریب جاده‌های ارتباطی، مراتع، مناطق کوهستانی و ایجاد فرسایش و رسوب در حوزه­های آبخیز دارند. شناسایی مناطق مستعد زمین‌لغزش با استفاده از پهنه‌بندی خطر با مدل‌های مناسب، یکی از اقدامات اولیه در کاهش خسارت احتمالی و مدیریت خطر است. تهیه نقشه حساسیت زمین‌لغزش به‌عنوان سنگ بنای تحقیقات زمین‌لغزش شناخته‌ شده و در مواقع بحرانی به‌عنوان یک ابزار مدیریتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه با اینکه شناسایی مناطق دارای حساسیت زمین‌لغزش براساس روش‌های سنتی و نظرات کارشناسی از دقت مناسبی برخوردار نیست، استفاده از روش‌های نوین یادگیری ماشین مانند روش ماشین بردار پشتیبان امری لازم و ضروری به نظر می‌رسد. هدف از این تحقیق، مدل‌سازی مکانی حساسیت وقوع زمین‌لغزش با استفاده از دو روش مدل خطی تعمیم‌یافته (GLM) و الگوریتم ماشین بردار پشتیبان (SVM) و مقایسه کارایی این مدل‌ها در پهنه‌بندی حساسیت وقوع زمین‌لغزش در حوزه آبخیز کرگانه، استان لرستان است. مواد و روش­ها حوزه آبخیز کرگانه یکی از زیر حوزه‌های بزرگ آبخیز خرم‌آباد با مساحت 2/294 کیلومترمربع است. حداقل ارتفاع حوزه آبخیز کرگانه 1300 و حداکثر آن 2700 متر است و 60 درصد از مساحت این آبخیز دارای شیب بیش از 12 درصد (شیب نسبتاً بالا و بیشتر) است. روش پژوهش در این مطالعه از نظر هدف کاربردی و از نظر ماهیت توصیفی- تحلیلی است که از روش‌های کتابخانه‌ای، بازدیدهای میدانی و مدل‌سازی استفاده ‌شده است. برای این منظور، لایه نقشه پراکنش زمین‌لغزش‌های منطقه شامل 95 مورد زمین‌لغزش به صورت پهنه‌ای تهیه و به دو دسته برای آموزش مدل (70 درصد) و اعتبارسنجی مدل (30 درصد) به‌ صورت تصادفی تقسیم شدند. همچنین، 16 عامل موثر بر وقوع زمین‌لغزش در آبخیز مورد بررسی با توجه به ‌مرور منابع و استفاده از آزمون‌های تجزیه به مولفه‌های اصلی 1(PCA)، Tolerance و2VIF  انتخاب و لایه‌های رقومی در سامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه شد. عوامل شیب، جهت شیب، طبقات ارتفاعی، زمین‌شناسی، شبکه زه‌کشی (فاصله از رودخانه)، جاده (فاصله از جاده)، گسل (فاصله از گسل)، شاخص‌های توپوگرافیک (شاخص توان رودخانه (SPI)، شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI) و شاخص طول شیب (LS))، شاخص‌های ژئومورفولوژیک (شاخص موقعیت توپوگرافی (TPI)، شاخص ناهمواری توپوگرافی (TRI) و شاخص قدرت بردار یا اندازه‌گیری زبری سطح (VRM) کاربری اراضی، فاصله از روستا، و خطوط هم بارش به عنوان موثرترین عوامل وقوع زمین‌لغزش در حوزه آبخیز کرگانه شناخته شدند. سپس نقشه خطر (استعداد) زمین‌لغزش براساس دو روش یاد شده در محیط نرم‌افزار ModEco تهیه شد. در ادامه به منظور ارزیابی صحت مدل­سازی و مقایسه کارایی مدل‌ها از شاخص تشخیص عملکرد نسبی (ROC) استفاده گردید. نتایج و بحث با اصلاح داده‌های زمین‌لغزش تهیه ‌شده از اداره کل منابع طبیعی به کمک تصاویر ماهواره‌ای Google Earth و بازدیدهای میدانی تعداد ۹۵ زمین‌لغزش شناسایی شد که که سطحی حدود ۲۴/۱۴۸۳ هکتار از حوضه را در برگرفته‌اند. براساس نتایج نمودار حداکثر احتمال3، شاخص‌های زمین­شناسی، کاربری اراضی، شیب، شاخص ناهمواری توپوگرافی (TRI)، طول شیب و جهت شیب مهم‌ترین پارامترهای تأثیرگذار بر وقوع زمین لغزش در حوزه آبخیز کرگانه هستند. نتایج نشان داد که روش الگوریتم ماشین بردار پشتیبان (SVM) با ROC برابر با 913/0 به عنوان مدل برتر برای حوضه برگزیده شد. مدل خطی تعمیم یافته با ROC برابر با 803/0 نیز کارایی بالایی را از نظر ارزیابی حسایست‌پذیری زمین‌لغزش از خود نشان داد. براساس نتایج مدل الگوریتم ماشین بردار پشتیبان، حدود 3/19 درصد از حوزه آبخیز کرگانه در کلاس خطر زیاد و خیلی زیاد وقوع زمین‌لغزش قرار گرفته است. براساس نقشه شدت حساسیت‌پذیری زمین‌لغزش با مدل ماشین بردار پشتیبان، روستاهای جمشیدآباد حیدر، میلمیلک، گرمابله بالا، بنه سوره، محمودآباد بالا، اسکین بالا، چشمه پاپی، دره قاسمعلی و شیخ حیدر در خطر زیاد و خیلی زیاد وقوع زمین لغزش واقع شدند. حدود ۱۱۷ کیلومتر از راه‌های ارتباطی این حوزه در کلاس خطر بالا و خیلی بالا قرار گرفتند. نتیجه­ گیری براساس نتایج این تحقیق، الگوریتم ماشین بردار پشتیبان نتایج کاربردی‌ را به منظور پهنه‌بندی وقوع خطر زمین لغزش در حوزه آبخیز کرگانه ارائه می‌دهد؛ به­طوری که با تطبیق نتایج بدست آمده با شرایط واقعی موجود، تطبیق بسیار بالای بین نتایج نقشه پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش با استفاده از این مدل و شواهد واقعی موجود در منطقه موردمطالعه وجود دارد. با فرض تمرکز عملیات مدیریتی در کلاس‌های با حساسیت بالا، حدود 70 درصد از مساحت منطقه از روند مدیریتی خارج ‌شده و سبب تخصیص منابع مالی و زمان کم‌تری نیز خواهد شد. اجرای برنامه­های مدیریت زمین­لغزش بر پایه نتایج این تحقیق در مقیاس محلی و منطقه­ای می­تواند مشکلات ناپایداری دامنه را حل کرده و منجر به بهبود فعالیت­های مدیریت آبخیز و پایداری توسعه حوضه کرگانه شود.