• شماره ركورد
    26076
  • شماره راهنما
    GEOG3 337
  • عنوان

    بررسي اثر ويژگي‌هاي ژئومورفيكي بر الگوي زمين لغزش با استفاده از روش‌هاي كمي و هندسه فركتال (مطالعه موردي: حوضه آبريز سد شهيد عباسپور (ده‌شيخ))

  • مقطع تحصيلي
    دكتري
  • رشته تحصيلي
    ژئومورفولوژي
  • دانشكده
    علوم جغرافيايي و برنامه ريزي
  • تاريخ دفاع
    1405/5/28
  • صفحه شمار
    141 ص.
  • استاد راهنما
    مژگان انتظاري
  • كليدواژه فارسي
    الگوريتم يادگيري ماشين , ابعاد فركتال , ژئومورفولوژي , حساسيت زمين‌لغزش , حوضه آبريز ده‌شيخ
  • چكيده فارسي
    پژوهش حاضر با هدف بررسي اثر ويژگي‌هاي ژئومورفولوژيكي بر الگوي وقوع زمين‌لغزش در حوضه آبريز ده‌شيخ در شمال‌شرق استان خوزستان انجام شد. در اين مطالعه، 15 پارامتر مؤثر شامل ارتفاع، شيب، جهت شيب، انحناي دامنه، شاخص توان آبراهه (SPI)، شاخص رطوبت توپوگرافي (TWI)، فاصله از گسل، فاصله از رودخانه، فاصله از كانون زمين‌لرزه، فاصله از جاده، شاخص پوشش گياهي (NDVI)، بارش، سازندهاي زمين‌شناسي، بافت خاك و كاربري اراضي مورد بررسي قرار گرفتند. داده‌هاي مورد نياز از تصاوير ماهواره‌اي Sentinel-2، داده‌هاي سازمان هواشناسي، سازمان جهاد كشاورزي، سازمان زمين‌شناسي و بازديدهاي ميداني گردآوري و با استفاده از نرم‌افزارهاي SAGA-GIS و ArcGIS 10.8 آماده‌سازي شدند. براي مدل‌سازي حساسيت زمين‌لغزش، از پنج الگوريتم يادگيري ماشين شامل جنگل تصادفي (RF)، ماشين‌بردار پشتيبان (SVM)، شبكه عصبي مصنوعي (ANN)، حداكثر آنتروپي (MaxEnt) و رگرسيون خطي چندگانه (MLR) استفاده گرديد. مجموعه داده‌ها شامل 129 نقطه زمين‌لغزش تاريخي (99 نقطه از سازمان زمين‌شناسي و 30 نقطه از بازديدهاي ميداني و تفسير تصاوير Google Earth) به همراه 1000 نقطه عدم لغزش تصادفي بود كه در مجموع 1129 نقطه را تشكيل مي‌دادند. داده‌ها به نسبت 70 درصد (790 نقطه) براي آموزش و 30 درصد (339 نقطه) براي آزمون تقسيم شدند. اعتبارسنجي مدل‌ها با استفاده از شاخص‌هاي دقت (Accuracy)، ضريب كاپا (Kappa)، ريشه ميانگين مربعات خطا (RMSE)، ضريب تعيين (R²)، ميانگين خطاي مطلق (MAE) و سطح زير منحني ROC (AUC) در محيط نرم‌افزار R انجام شد. در گام بعدي، براي تحليل دقيق‌تر الگوي پراكندگي زمين‌لغزش‌ها، شش بعد فركتال شامل بعد شمارش جعبه‌اي، بعد ظرفيت، بعد همبستگي، بعد راديال، بعد ديليشن و بعد مولتي‌فركتال با استفاده از نرم‌افزار Fractalyse محاسبه و مورد تحليل قرار گرفتند. نتايج حاصل از الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين و ابعاد فركتال بهطوركلي نشان دادند ويژگي‌هاي ژئومورفولوژيكي به‌ويژه سه عامل زمين‌شناسي، شيب و فاصله از رودخانه نقش كليدي در الگوي زمين‌لغزش حوضه آبريز ده‌شيخ ايفا مي‌كنند. نتايج اعتبارسنجي نشان داد مدل (Accuracy=0.897, AUC=0.899) SVM بالاترين قدرت تفكيك‌پذيري و بهترين عملكرد كلي و مدل (R²=0.880, MAE=0.013) RF بيشترين پايداري را در ميان مدل‌هاي مورد بررسي داشتند. بر اساس نتايج الگوريتم‌هاي پژوهش، 27.43درصد از مساحت حوضه در كلاس خطر زياد قرار دارد كه عمدتاً در بخش‌هاي جنوبي و جنوب‌شرقي متمركز شده است. مقادير ابعاد فركتال محاسبه‌شده (1.348 تا 1.680) نشان‌دهنده‌ي خودهمانندي و پيچيدگي بالاي الگوي توزيع زمين‌لغزش‌ها در منطقه است كه با فعاليت تكتونيكي و تنوع زمين‌شناسي حوضه همخواني دارد. رفتار تك‌فركتالي سيستم لغزشي نشان داد كه الگوي زمين‌لغزش در مقياس‌هاي مختلف، خودهمانند است.
  • كليدواژه لاتين
    Machine learning algorithm , Fractal dimensions , Geomorphology , Landslide susceptibility , Dehsheikh catchment
  • عنوان لاتين
    Investigating the Effect of Geomorphic Features on Lan‎dslide Patterns Using Quantitative Methods an‎d Fractal Geometry (Case Study: Shahid Abbaspur Dam Catchment Area(Deh-Sheikh))
  • گروه آموزشي
    جغرافياي طبيعي
  • چكيده لاتين
    This study investigates the effect of geomorphological characteristics on the spatial pattern of lan‎dslide occurrence in the Dehsheikh catchment, located in the northeastern part of Khuzestan Province, Iran. A total of 15 influential parameters were examined, including elevation, slope, aspect, curvature, stream power index (SPI), topographic wetness index (TWI), distance to fault, distance to river, distance to earthquake epicenter, distance to road, normalized difference vegetation index (NDVI), precipitation, lithological formations, soil texture, an‎d lan‎d use/lan‎d cover. Required data were collected from Sentinel-2 satellite imagery, meteorological an‎d agricultural organizations, geological surveys, an‎d extensive field observations, GPS an‎d were subsequently processed using SAGA-GIS, ArcGIS 10.8, an‎d Google Earth Engine. To model lan‎dslide susceptibility, five state-of-the-art machine learning algorithms were employed: Ran‎dom Forest (RF), Support Vector Machine (SVM), Artificial Neural Network (ANN), Maximum Entropy (MaxEnt), an‎d Multiple linear regression(MLR). The dataset consisted of 129 historical lan‎dslide points (99 obtained from the Geological Survey of Iran an‎d 30 derived from field surveys an‎d Google Earth imagery interpretation) along with 1000 ran‎domly selec‎ted non-lan‎dslide points, yielding a total of 1179 sample points. The dataset was ran‎domly partitioned into training (70%, 790 points) an‎d testing (30%, 339 points) subsets. Model validation was performed using Accuracy, Kappa coefficient, Root Mean Square Error (RMSE), Coefficient of Determination (R²), Mean Absolute Error (MAE), an‎d Area Under the Receiver Operating Characteristic Curve (AUC) within the R software environment. Subsequently, to achieve a more refined analysis of the lan‎dslide distribution pattern, six fractal dimensions namely box-counting, capacity, correlation, radial, dilation, an‎d multifractal dimensions were computed an‎d analyzed using Fractalyse software. The integrated results from all machine learning algorithms an‎d fractal dimensions consistently demonstrated that geomorphological features, particularly lithology, slope gradient, an‎d proximity to rivers, play a pivotal role in controlling the lan‎dslide pattern within the Dehsheikh catchment. The results showed that the SVM model (Accuracy = 0.897, AUC = 0.899) achieved the best overall performance, exhibited the highest discriminative power, an‎d the RF model (R² = 0.880, MAE = 0.013) demonstrated the greatest stability among the eva‎luated models.According to the model outputs, approximately 27.43% of the catchment area falls within the high-susceptibility class, predominantly concentrated in the southern an‎d southeastern sectors. The computed fractal dimensions (ranging from 1.348 to 1.680) indicate pronounced self-similarity an‎d substantial complexity in the spatial distribution of lan‎dslides, which is consistent with the regionʹs active tectonics an‎d lithological diversity. The monofractal behavior of the lan‎dslide system further reveals that the lan‎dslide pattern remains self-similar across various spatial scales.
  • تعداد فصل ها
    5
  • استاد راهنماي خارج از دانشگاه
    هيوا علميزاده
  • فهرست مطالب pdf
    166872
  • نويسنده

    معاوي، مهشيد