• شماره ركورد
    25912
  • شماره راهنما
    GEOG3 336
  • عنوان

    ارزيابي حساسيت سيل با مدل يادگيري ماشين در استان ايلام

  • مقطع تحصيلي
    دكتري
  • رشته تحصيلي
    ژئومورفولوژي
  • دانشكده
    علوم جغرافيايي و برنامه ريزي
  • تاريخ دفاع
    1404/05/29
  • صفحه شمار
    178 ص .
  • استاد راهنما
    مژگان انتظاري نجف آبادي , رضا ذاكري نژاد
  • استاد مشاور
    دكترحاجي كريمي
  • كليدواژه فارسي
    حساسيت سيلاب , جنگل تصادفي , استان ايلام , مكسنت , سيل
  • چكيده فارسي
    افزايش وقوع سيلاب‌ در سال‌هاي اخير در استان ايلام، ضرورت شناسايي عوامل مؤثر و تهيه نقشه حساسيت سيل را بيش از پيش نمايان ساخته است هدف اين پژوهش، ارزيابي حساسيت سيل در استان ايلام با استفاده از الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين و داده‌هاي سنجش از دور است. در اين مطالعه از هفت الگوريتم، مكسنت (Maxent)، جنگل‌هاي تصادفي (RF) ، جنگل تصادفي چندك(QRF)، شبكه عصبي مصنوعي(ANN)، تقويت گردايان شديد(XGBoost)، شبكه نزديك‌ترين همسايه (KNN)و كوبيست (Cubist) و شانزده متغير محيطي شامل (ارتفاع، بارندگي، شيب، جهت شيب، بافت خاك، تراكم شبكه زهكشي، كاربري زمين/پوشش زمين، انحنا، شاخص توان جريان، شاخص رطوبت توپوگرافي، شاخص پوشش گياهي، فاصله از رودخانه دائمي، شاخص رطوبت متفاوت نرماليزه شده، شاخص ناهمواري‌هاي توپوگرافي، جهت شيب، زمين شناسي) بهره‌گيري شد. براي مدل‌سازي، 1042 نقطه از مناطق سيل‌خيز و بدون سيل انتخاب و داده‌ها به دو مجموعه آموزش و آزمون تقسيم گرديد. نتايج مطالعه مدل مكسنت نشان داد كه كاربري اراضي(61%)، ارتفاع(8/12) و شيب (4/10) بيشترين نقش در وقوع سيل دارند. ارزيابي مدل مكسنت با 969/0 AUC= نشان دهنده‌ي عملكرد بسيار مناسب و پيش‌بيني‌هاي دقيق مدل است. همچنين نتايج 6 مدل‌هاي يادگيري ماشين نشان داد كاربري اراضي مهم‌ترين عامل معرفي شد. نرخ خطاي الگوريتم‌هاي پيشنهادي، به وضوح نشان داد كه مدل QRFو RF به ترتيب داراي كمترين مقدار MAE كه برابر با 0.0398 ، 0.0889و كمترين مقدار RMSE برابر با 0.1552 و 0.1872، بيشترين مقدارR2 كه برابر 0.8459 و 00.8423 در مقايسه با سايرمدل‌ها عملكرد بهتري دارد. با توجه به خروجي نقشه حساسيت سيل در استان بر اساس مدل‌ RF و QRF كه عملكرد بهتري داشتند نقشه حساسيت سيل استان نشان داد كه مساحت بيشتري از بخش جنوب غرب استان با خطر سيل مواجه است. بررسي دو حوضه كنگير و ميمه با مدل QRF نشان داد ارتفاع مهم‌ترين عامل در هردو حوضه است. به دليل نيروي گرانش، آب به سرعت از مناطق مرتفع به مناطق پست حركت مي‌كند و در دشت‌هاي مسطح باعث وقوع سيل مي‌شود. براساس نتايج نقشه‌هاي حساسيت سيل توليد شده مي‌تواند ابزار مناسبي براي مديريت منابع آب، برنامه ريزي شهري و كاهش خسارت‌هاي ناشي از سيلاب دراستان باشد.
  • كليدواژه لاتين
    Flood sensitivity , random forest , Ilam province , Maxent , flood
  • عنوان لاتين
    eva‎luation of Flood Sensitivity by Machine Learning Model in Ilam Province
  • گروه آموزشي
    جغرافياي طبيعي
  • چكيده لاتين
    The increase in the occurrence of floods in recent years in Ilam Province has made it more important than ever to identify the effective factors an‎d prepare a flood sensitivity map. The aim of this study is to assess flood sensitivity in Ilam Province using machine learning algorithms an‎d remote sensing data. In this study, seven algorithms, Maxent, Ran‎dom Forests (RF), Quantile Ran‎dom Forests (QRF), Artificial Neural Networks (ANN), Extreme Clustering Boosting (XGBoost), Nearest Neighbor Networks (KNN), an‎d Cubist, an‎d sixteen environmental variables including (elevation, rainfall, slope, slope direction, soil texture, drainage network density, lan‎d use/lan‎d cover, curvature, flow power index, topographic moisture index, vegetation index, distance from permanent river, normalized differential moisture index, topographic roughness index, slope direction, geology) were used. For modeling, 1042 points were selec‎ted from flood-prone an‎d non-flood areas an‎d the data were divided into two training an‎d test sets. The results of the MaxNet model study showed that lan‎d use (61%), elevation (12.8) an‎d slope (10.4) play the most role in flood occurrence. The eva‎luation of the MaxNet model with AUC=0.969 indicates very good performance an‎d accurate predictions of the model. Also, the results of 6 machine learning models showed that lan‎d use was the most important factor. The error rate of the proposed algorithms clearly showed that the QRF an‎d RF models had the lowest MAE value of 0.0398, 0.0889, the lowest RMSE value of 0.1552 an‎d 0.1872, an‎d the highest R2 value of 0.8459 an‎d 0.8423, respectively, an‎d performed better than other models. Considering the output of the flood susceptibility map in the province based on the RF an‎d QRF models that performed better, the flood susceptibility map of the province showed that a larger area of the southwestern part of the province is facing flood risk. The study of the two basins of Kangir an‎d Meimeh with the QRF model showed that elevation is the most important factor in both basins. Due to the force of gravity, water moves quickly from highlan‎ds to lowlan‎ds an‎d causes flooding in flat plains. Based on the results, the produced flood sensitivity maps can be a suitable tool for water resource management, urban planning, an‎d reducing flood damage in the province.
  • تعداد فصل ها
    5
  • فهرست مطالب pdf
    160868
  • نويسنده

    غلامي، فرزانه