مدلسازی حساسیت مکانی وقوع زمینلغزش با استفاده از الگوریتم یادگیری ماشین جنگل تصادفی در امتداد جاده هراز | ||
| نشریه سنجش از دور و GIS ایران | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از 24 فروردین 1405 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/gisj.2026.243045.1323 | ||
| نویسنده | ||
| جلال سمیعا* | ||
| استادیار جغرافیا-سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی گروه جغرافیا، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی دانشگاه مازندران | ||
| چکیده | ||
| چکیده سابقه و هدف: وقوع زمینلغزش بهعنوان یکی از مهمترین انواع مخاطرات ژئومورفولوژیک بهدلیل ابعاد گسترده خسارات و آسیبهای جانی، اقتصادی و زیستمحیطی در جادههای کوهستانی، ایمنی شبکههای حمل و نقل را تحت تاثیر قرار میدهد. در این زمینه، مدلسازی حساسیت مکانی وقوع زمینلغزش - مهمترین مرحله ارزیابی خطر و ریسک وقوع زمینلغزش – میتواند نقش قابل-ملاحظهای در کاهش آسیبهای احتمالی ایفا نماید. در سالهای اخیر توسعه الگوریتمهای یادگیری ماشین، قابلیت مدلسازی مکانی حساسیت وقوع زمینلغزش را به شکل قابلملاحظهای بهبود بخشیده است. هدف این پژوهش، استفاده از الگوریتم یادگیری ماشین جنگل تصادفی به منظور مدلسازی حساسیت مکانی وقوع زمینلغزش در امتداد جاده کوهستانی هراز میباشد. این جاده، بدلیل وجود ساختارهای زمینشناسی متنوع و مستعد وقوع زمین لغزش، شرایط آب و هوایی و دخالتهای انسانی همواره در معرض وقوع انواع زمینلغزش بوده و به عنوان خطرناکترین جاده کوهستانی در کشور به شمار میرود. مواد و روشها: جهت مدلسازی حساسیت مکانی وقوع زمینلغزش در جاده هراز، در ابتدا توزیع مکانی زمینلغزشهای بوقوع پیوسته با مطالعه میدانی و استفاده از نقشههای زمینشناسی و تصاویر ماهوارهای به صورت نقشه فهرست زمینلغزش تهیه شد. سپس عوامل موثر مستقل تاثیرگذار بر وقوع زمینلغزش نظیر عوامل زمینشناسی، توپوگرافیکی، هیدرولوژیکی، پوششگیاهی، کاربری اراضی و عوامل انسانی در حریم یک کیلومتری جاده هراز تهیه شد. بدلیل عدم توازن در تعداد پیکسلهای دارای زمینلغزش و پیکسلهای فاقد زمینلغزش در منطقه مورد مطالعه، یک مجموعه داده متعادل و برابر از پیکسلهای دارای رخداد زمینلغزش و پیسکلهای بدون رخداد زمینلغزش تهیه شد که در آن 70% پیکسلها جهت آموزش و 30% برای آزمایش و اعتبارسنجی مدل مورد استفاده قرار گرفت. جهت بررسی اثر انتخاب تصادفی داده های آموزشی و آزمایشی، با استفاده از روش اعتبارسنجی متقابل 10گانه در الگوریتم جنگل تصادفی، این تقسیمبندی 10 بار تکرار شدهاست. علاوهبراین، به منظور افزایش دقت پیشبینی الگوریتم جنگل تصادفی، از قابلیت بهینهسازی ابرپارامترها در الگوریتم استفاده شده و پارمترهای اصلی الگوریتم نظیر تعداد درختهای تصمیمگیری و تعداد متغیرهایی انتخابی در هر تقسیمبندی، تعدیل و تنظیم شدهاند. دقت و عملکرد مدلهای 10گانه آموزشی و 10گانه اعتبارسنجی بااستفاده از شاخصهای ماتریس درهمریختگی، کاپا و شاخص سطح زیر منحنی مورد بررسی قرارگرفته و بهترین مدل از نظر عملکرد شاخص سطح زیرمنحنی در قسمت اعتبارسنجی مدل، جهت تهیه نقشه حساسیت مکانی وقوع زمینلغزش مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج و بحث: نتایج بدستآمده در ارتباط با اهمیت متغیرهای مستقل تاثیرگذار در وقوع زمینلغزش در الگوریتم جنگل تصادفی نشان میدهد که متغیر زمینشناسی با درصد اهمیت 47.8% ، مهمترین عامل وقوع زمینلغزش در امتداد جاده هراز به شمار میرود. در این رابطه، ساختارهای زمینشناسی متشکل از واریزهها و سازند زمینشناسی شمشک بیشترین نقش را در ارتباط با وقوع زمینلغزش در جاده هراز بر عهده دارند. در ارتباط با مدلسازی حساسیت مکانی وقوع زمینلغزش با استفاده از الگوریتم یادگیری ماشین جنگل تصادفی و رویکرد اعتبارسنجی متقابل 10گانه، نتایج نشان میدهد که با میانگین مقادیر شاخص سطح زیر منحنی (AUC) 0.93 و 0.85 به ترتیب در 10 بار تکرار آموزش مدل و 10 بار تکرار اعتبارسنجی مدل، دقت و عمکرد قابلملاحظهای در شناسایی منطق مستعد وقوع زمینلغزش در این روش وجود دارد. نتیجهگیری: نتایج این پروژه پژوهشی نشان میدهد که حساسیت مکانی وقوع زمینلغزش در امتداد طول جاده هراز متغیر و ناهمگن میباشد. در این زمینه و در پهنه یک کیلومتری حریم جاده هراز، 130 کیلومتر مربع از وسعت منطقه در مناطق با خطر خیلی زیاد و زیاد وقوع زمینلغزش واقع شدهاند که درحدود 36 کیلومتر از طول جاده هراز در منطقه مورد مطالعه را شامل میشود. نتایج بدست-آمده میتواند در مدیریت بحران وقوع مخاطرات ژئومورفولوژیک در امتداد جاده کوهستانی هراز، جهت اولویتبندی انجام اقدامات فنی، عمرانی و به منظور بررسی وضعیت دامنههای ناپایدار و انجام عملیات تثبیت دامنهای در مناطق با خطر زیاد و خیلی زیاد و همچنین برنامهریزی جهت افزایش ایمنی جاده مورد استفاده قرار گیرد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| زمین لغزش؛ جاده هراز؛ جنگل تصادفی؛ سازند شمشک؛ سامانه اطلاعات مکانی | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 112 |
||