نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• علیرضا عرب عامری ¹
• خلیل رضایی ²
• مجتبی یمانی ³

¹ دکتری ژئومرفولوژی، دانشگاه تربیت مدرس

² دانشگاه خوارزمی

³ دانشگاه تهران

چکیده

فرسایش خندقی یکی از فرآیندهای فرسایندۀ سطح زمین است که عمدتاً باعث تغییر شکل سطح زمین و ایجاد خسارت شدید محیطی و اقتصادی می­گردد. هدف از این پژوهش مدل­سازی بین متغیرهای ­محیطی مؤثر در فرسایش خندقی موجود در منطقۀ مطالعاتی و تهیۀ نقشۀ حساسیت فرسایش خندقی با روش داده محور شواهد وزن قطعی در حوضۀ طرود که دارای حساسیت بالایی نسبت به فرسایش خندقی است، می­باشد. در ابتدا نقشۀ پراکنش خندق­ها با استفاده از عملیات میدانی تهیه گردید و از 80 مورد شناسایی شده، 70 درصد (56 خندق) به طور تصادفی به منظور مدل­سازی و  بقیه 30 درصد (24 خندق) برای اعتبارسنجی مورد استفاده قرار گرفت. در جریان مدل­سازی اگر بین متغیرها همبستگی بالایی وجود داشته باشد دقت مدل کاهش پیدا می­کند، بدین­منظور تست هم­خطی بین متغیرهای وابسته انجام گرفت. ضریب تحمل یک شاخص مهم برای محاسبۀ تست هم­خطی می­باشند. در نهایت 15 متغیر شامل شاخص­های ژئومورفومتری، زمین­شناختی، محیطی و هیدرولوژیک به منظور مدل­سازی مورد استفاده قرار گرفت. در جریان مدل­سازی­ با روش شواهد وزن قطعی چهار رابطۀ قطعیت (Bel)، عدم قطعیت (Dis)، عدم اطمینان (Unc) و احتمال (Pls) محاسبه گردید و از تابع قطعیت برای تهیۀ نقشۀ حساسیت فرسایش خندقی استفاده گردید. به منظور اعتبارسنجی مدل از مساحت زیرمنحنی AUC استفاده گردید و مقادیر نرخ پیش­بینی و نرخ موفقیت برای مدل محاسبه گردید. طبق نتایج روش شواهد وزن قطعی با نرخ پیش­بینی 1 و نرخ موفقیت 959/0 دارای دقت عالی بوده و قابلیت فوق العاده­ای در شناسایی مناطق حساس به فرسایش خندقی در منطقۀ مطالعاتی داشته است. نتایج نشان داد که­ 79/21 درصد (84/90 کیلومترمربع) از سطح منطقۀ مطالعاتی در کلاس حساسیت زیاد و خیلی زیاد قرار گرفته است.

 

کلیدواژه‌ها

• خندق
• متغیرهای محیطی
• شواهد وزن قطعی
• منحنی ROC
• حوضۀ طرود

عنوان مقاله [English]

Analysis of Geo-environmental parameters and gully erosion susceptibility mapping in toroud watershed using data-driven Evidential Belief Function method

نویسندگان [English]

• ALIREZA Arabameri ¹
• khalil rezaei ²
• mojtaba yamani ³

¹

² kharazmi university

³ tehran university

چکیده [English]

Gully erosion is one of the erosive processes that mostly change the shape of the earth surface and has severe environmental and economic damages. The aim of this research is modeling between geo-environmental parameters effective in gully erosion and gully occurrence in the study area and gully erosion susceptibility mapping using evidential belief function (EBF) data driven model in toroud watershed that has high susceptibility to gully erosion. At first, a gully erosion inventory map is prepared, using extensive field surveys and 80 gullies which have been identified, 70 percentage (56 gully location) randomly selected to modeling, while the remaining 30 percentage (24 gully location) are used to validation. In modeling, if there was high correlation among parameters, reduce accuracy of model, thus has done multi-collinearity test among independent variables. Tolerance and the variance inflation factor (VIF) are two important indexes for multi-collinearity diagnosis. Finally 15 parameters including geomorphological, geological, environmental and hydrological are selected for modeling. In evidential belief function model four relationships were calculated: belief (Bel), disbelief (Dis), uncertainty (Unc), and plausibility (Pls) and belief function are used for gully erosion susceptibility mapping. Area under the curve are used for model validation. According to results, EBF model with prediction rate (1) and success rate (0.959) had excellent accuracy and capability in identification of prone areas to gully erosion in study area. The results indicates that 21.79 percentage (90.84 km2) in study area located in high and very high susceptibility class.

کلیدواژه‌ها [English]

• gully
• geo-environmental parameters
• EBF model
• ROC Curve
• toroud watershed