مطالعات جغرافیایی مناطق کوهستانی

مطالعات جغرافیایی مناطق کوهستانی

پهنه‌بندی حساسیت فرسایش خاک با استفاده از مدل‌های جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان (مطالعه موردی: حوضه آبخیز سیاه‌رود، گیلان)

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
موسی عابدینی 1
نسرین حسن زاده بابلان 2
1 استاد رشته ژئومورفولوژی، دانشکده علوم اجتماعی، گروه جغرافیای طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل
2 دانشجوی دکترای ژئومورفولوژی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم اجتماعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
10.22034/gsma.2026.2091136.1164
چکیده
در این پژوهش، عوامل مؤثر بر فرسایش خاک شامل شیب، جهت شیب، ارتفاع، بارش، لیتولوژی، کاربری اراضی، شاخص رطوبت توپوگرافیک (TWI)، شاخص توان آبراهه (SPI)، فاصله از رودخانه، فاصله از گسل و پوشش گیاهی مورد بررسی قرار گرفتند. داده‌های مورد استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، مدل رقومی ارتفاعی 30 متر ASTER، داده‌های بارش CHIRPS، نقشه‌های زمین‌شناسی و داده‌های کاربری اراضی استخراج و در قالب لایه‌های رستری با قدرت تفکیک مکانی ۳۰ متر تهیه شدند. همچنین، تعداد ۳۰۰ نقطه فرسایشی و ۳۰۰ نقطه بدون فرسایش برای آموزش (70 درصد) و اعتبارسنجی (30 درصد) مدل‌ها مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که هر دو مدلRF و SVM توانایی بالایی در پهنه‌بندی حساسیت فرسایش خاک دارند. بر اساس نتایج مدل RF، حدود 47/41 درصد از مساحت حوضه در طبقات زیاد و خیلی زیاد قرار گرفت، در حالی که این مقدار در مدل SVM برابر با 29/41 درصد بود. نواحی دارای حساسیت زیاد عمدتاً در بخش‌های شمالی، شمال‌غربی و جنوبی حوضه و در ارتباط با شیب‌های تند، اراضی دیم، نزدیکی به آبراهه‌ها و گسل‌ها مشاهده شدند. تحلیل اهمیت عوامل در مدل جنگل تصادفی نشان داد که پوشش گیاهی، کاربری اراضی و بارش بیشترین نقش را در کنترل فرسایش خاک منطقه دارند. نتایج ارزیابی مدل‌ها با استفاده از منحنی ROC و شاخص AUC بیانگر دقت بسیار بالای هر دو مدل بود؛ به‌طوری‌که مقدار AUC برای مدل RF برابر با 992/0 و برای مدل SVM برابر با 985/0 به‌دست آمد.
کلیدواژه‌ها
فرسایش خاک
یادگیری ماشین
حوضه آبخیز سیاه‌رود
گیلان
مطالعات جغرافیایی مناطق کوهستانی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 20 مهر 1405