مقدمه اشکال بسیاری از خطرات طبیعی و فاجعه‌های مربوطه که شامل زمین‌لرزه، آتشفشان، سونامی، زمین‌لغزش، سیل، فرسایش خاک و غیره در سراسر جهان رخ می‌دهند. در میان این خطرات طبیعی، زمین‌لغزش‌ها یکی از وحشتناک‌ترین و پرتکرارترین اتفاقات در سراسر جهان هستند. هر سال، زمین‌لغزش‌ها خسارات گسترده‌ای از لحاظ جانی و مالی را به همراه دارند که شامل تخریب جنگل‌ها، زمین‌های کشاورزی حاصلخیز، مناطق سکونتی و شبکه‌های ارتباطی به علاوه گردشگری می‌شود. همچنین تغییرات در سطح زمین نیز نتیجه زمین‌لغزش‌های ویرانگر هستند. ایران با انواع مختلفی از تهدیدات و فاجعه‌های طبیعی روبرو شده است، از جمله فرسایش شدید خاک که به پیشرفت سیلاب‌های معمولی، سیلاب‌های عظیم و زمین‌لغزش منجر می‌شود. بنابراین، به دلیل رخدادهای متعدد زمین‌لغزش و خسارات مالی گسترده، این واقعه به عنوان یکی از فاجعه‌های کشور ایران شناخته شده است و حدود 500 میلیارد تومان خسارت مالی ایجاد کرده است. ارزیابی حساسیت به زمین‌لغزش می‌تواند به برنامه‌ریزان در مدیریت نهایی آلودگی محیطی و منابع طبیعی در پیشگیری از خسارات احتمالی و در نهایت توسعه فعالیت‌های اقتصادی در حوزه آبخیز کمک کند. روش‌های برنامه‌ریزی‌شده همزمان از ایده‌های ظرفیت و حقیقت زمین استفاده می‌کنند. روش‌های برنامه‌ریزی‌شده هم از دیدگاه متخصصین و هم از واقعیت‌های زمینی در زمان مشابه استفاده می‌کنند. این می‌تواند به عنوان یک روش کاملاً جدید برای مشکلات پهنه‌بندی زمین لغزش در نظر گرفته شود. هدف از این مطالعه پهنه‌بندی خطر وقوع زمین لغزش با استفاده از الگوریتم حداکثر آنتروپی (ME) و مقایسه اثربخشی این روش در مکان‌یابی حساسیت وقوع زمین لغزش در حوزه آبخیز کرگانه، استان لرستان است. مواد و روش‌ها حوزه آبخیز کرگانه بین طول جغرافیایی"59 '23 °48 تا "24 '44 °48 شرقی و عرض جغرافیایی "12 '25 °33 تا "۱۲ '۳۷ 33° شمالی با مساحتی حدود 2/294 کیلومتر مربع در غرب استان لرستان قرار دارد. این حوضه یکی از زیرحوضه‌های اصلی رودخانه کرخه است. یکی از مهم‌ترین مراحل ارزیابی حساسیت زمین لغزش، شناسایی و تهیه نقشه پراکنش زمین‌لغزش‌های موجود در حوزه آبخیز است. این نقشه از طریق تلفیق اطلاعات مرتبط با زمین‌لغزش‌ها و از طریق تجزیه و تحلیل داده‌های سنجش از دور و تکنیک‌های GIS تهیه شده است. برای این منظور، لایه نقشه پراکنش زمین لغزش در حوضه تهیه و به صورت تصادفی به دو مجموعه برای آموزش مدل (70 درصد) و اعتبارسنجی مدل (30 درصد) تفکیک شد. همچنین 16 عامل مؤثر در وقوع زمین‌لغزش در این حوضه با امکان بررسی منابع و استفاده از آزمون‌های تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA)، Tolerance و آزمون VIF انتخاب شدند. لایه‌های رقومی عوامل موثر در سیستم اطلاعات جغرافیایی تهیه شد. در مرحله بعد نقشه خطر زمین لغزش بر اساس روش ماشین بیشینه آنتروپی (ME) تهیه شد. برای ارزیابی دقت مدل‌سازی و مقایسه کارایی روش، از شاخص سطح زیر منحنی تشخیص عملکرد نسبی (ROC) استفاده شد. بر اساس نتایج نمودار حداکثر احتمال، زمین شناسی، کاربری اراضی و شیب، بهترین عوامل مهم تأثیرگذار بر وقوع زمین‌لغزش در حوزه آبخیز کرگانه هستند.
نتایج و بحث نقشه پراکنش زمین لغزش حاکی از وجود 95 زمین لغزش پراکنده در حوضه آبخیز کرگانه بود. مساحت کل زمین‌لغزش‌های رخداده 635 هکتار (23/2 درصد مساحت حوزه آبخیز) است. بر اساس نتایج شاخص PCA، ضریب KMO برابر با 61/0 محاسبه شد که نشان‌گر همبستگی لازم بین متغیرهای ورودی برای انجام تحلیل مؤلفه‌های اصلی است. از بین 19 عامل به عنوان تعداد متغیرهای مورد بررسی در ارزیابی خطر زمین لغزش، با در نظر گرفتن مقدار ویژه بالاتر از یک، تعداد دو مؤلفه اصلی اول بررسی شد. نتایج نشان داد که این دو مؤلفه اصلی نزدیک به 67 درصد از تغییرات را بیان می‌کنند. پس از بررسی، شیب، جهت شیب، طبقات ارتفاعی، زمین‌شناسی، فاصله از رودخانه، فاصله از جاده، فاصله از گسل، شاخص قدرت رودخانه (SPI)، شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI) و شاخص طول شیب (LS)، توپوگرافی شاخص موقعیت (TPI)، شاخص زبری توپوگرافی (TRI) و شاخص اندازه‌گیری ناهمواری برداری (VRM)، کاربری اراضی، فاصله از روستا و میزان بارندگی به‌عنوان مؤثرترین عوامل وقوع زمین لغزش در حوزه آبخیز کرگانه انتخاب شدند. براساس نمودار شاخص کاپا، عوامل زمین شناسی، کاربری اراضی، شیب، شاخص زبری توپوگرافی (TRI)، طول شیب و جهت شیب مهم‌ترین پارامترهای تاثیرگذار هستند. سطح زیر منحنی (AUC) بر اساس منحنی تشخیص عملکرد نسبی نشان‌دهنده دقت خوب (AUC=0.787) در مرحله اعتبارسنجی است. با در نظر گرفتن نتایج روش حداکثر آنتروپی، حدود 28 درصد از حوزه آبخیز کرگانه در کلاس خطر زیاد و بسیار زیاد وقوع زمین‌لغزش قرار دارد.
نتیجه‌گیری در این تحقیق سعی شد از تمامی عوامل مؤثر در ارزیابی حساسیت زمین لغزش در حوزه آبخیز کرگانه استفاده شود. برای تعیین رابطه بین عوامل مؤثر بر وقوع زمین لغزش و تعیین مؤثرترین عوامل از آنالیز مؤلفه اصلی (PCA)، Tolerance و VIF استفاده شد. ظرفیت حمل آبراهه در واقع تاثیر توپوگرافی بر فرسایش را تعیین می‌کند. هر چه شیب بیشتر باشد، ظرفیت حمل رسوب بیشتر می‌شود و شرایط لغزش در حاشیه آبراهه افزایش می یابد. افزایش در شاخص زبری توپوگرافی (TRI) نشان‌دهنده برآمدگی و فعالیت غیر زمین‌ساختی است. تغییر کاربری از مرتع به دیم و راه‌سازی در حوزه آبخیز کرگانه در سال‌های اخیر به شدت انجام شده و نشان‌دهنده نقش مهم عوامل انسانی در زمین‌لغزش در مقایسه سایر عوامل در این حوزه آبخیزشده است. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده از این مدل، 4/50 درصد از مساحت حوضه در کلاس حساسیت بسیار کم و کم، 6/21 درصد در کلاس حساسیت متوسط و 28 درصد در سطح منطقه‌ای با حساسیت بالا و بسیار بالا قرار دارد. افزایش این شاخص منجر به ناهمواری بیشتر سطح و افزایش شیب می‌شود که شرایط زا برای وقوع زمین‌لغزش‌ها را مستعدتر می‌کند. اجرای برنامه‌های مدیریت زمین‌لغزش بر اساس نتایج این تحقیق در حوزه آبخیز کرگانه می‌تواند مشکلات ناپایداری دامنه را حل کند.
Karimi Sangchini E, Dastranj A, Arami S H, Shadfar S, Vayskarami I. Application of maximum entropy machine learning algorithm in landslide hazard zoning in Karganeh Watershed, Lorestan Province. jwmseir 2024; 18 (64) : 5 URL: http://jwmsei.ir/article-1-1129-fa.html
کریمی سنگچینی ابراهیم، دسترنج علی، آرامی سید حسین، شادفر صمد، ویسکرمی ایرج. کاربرد الگوریتم یادگیری ماشین بیشینه آنتروپی در پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش حوزه آبخیز کرگانه، استان لرستان. مجله علوم ومهندسی آبخیزداری ایران. 1403; 18 (64) :50-63
به اطلاع کلیه نویسندگان ، محققین و داوران محترم می رساند:با عنایت به تصمیم هیئت تحریریه مجله علمی پژوهشی علوم و مهندسی آبخیزداری فرمت تهیه مقاله به شکل پیوست در بخش راهنمای نویسندگان تغییر کرده است. در این راستا، از تاریخ ۱۴۰۳/۰۱/۲۱ کلیه مقالات ارسالی فقط در صورتی که طبق راهنمای نگارش جدید تنظیم شده باشد مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
