به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب فرزانه وکیلی تجره

  • امید اسدی نلیوان*، مجید رحمانی، فرزانه وکیلی تجره، اصغر بیات
    مقدمه

    شناخت نواحی مستعد وقوع زمین لغزش و خطرات ناشی از آن، یکی از اقدامات اولیه در مدیریت منابع طبیعی و برنامه ریزی های توسعه ای و عمرانی است. با توجه به تلفات جانی، خسارات مالی و تاثیرات محیط زیستی، زمین لغزش یکی از مهم ترین بلایای طبیعی در جهان و به ویژه در ایران بوده است که هر ساله نقش به سزایی در تخریب جاده های ارتباطی، تخریب مراتع، باغ ها، مناطق مسکونی، ایجاد فرسایش و تولید حجم بالای رسوب در حوزه های آبخیز کشور دارد. این مسایل منجر به استفاده از مدل های داده کاوی در مطالعات زمین شناسی و ژئوتکنیک شده است. در سال های اخیر، بهره گیری از سامانه اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور، همراه با روش های یادگیری ماشینی گامی نو در پهنه بندی وقوع زمین لغزش ایجاد کرده است و نقشه های حساسیت وقوع زمین لغزش با دقت مناسب و قابل قبولی تهیه می شوند. حوزه آبخیز سد کرج، به دلیل شرایط کوهستانی و پرباران و ساخت وسازهای فراوان به دلیل شرایط آب و هوایی مناسب و جاده سازی های غیراصولی از جمله مناطق مستعد وقوع زمین لغزش است. هدف از این پژوهش، اولویت بندی عوامل موثر بر زمین لغزش با استفاده از مدل بیشینه آنتروپی (مدل MaxEnt) و تعیین مناطق دارای پتانسیل حساسیت زمین لغزش است.

    مواد و روش ها

    حوزه آبخیز سد کرج، در شرق استان البرز و بین مختصات جغرافیایی بین 35 درجه و 51 دقیقه تا 36 درجه و 13 دقیقه عرض شمالی و 51 درجه و 5 دقیقه تا 51 درجه و 35 دقیقه طول شرقی، واقع شده است. بیشترین و کمترین مقدار بارندگی متوسط سالانه به ترتیب در معادل 1099 و 608 میلی متر محاسبه شده است. در پژوهش حاضر، برای تعیین مناطق دارای حساسیت زمین لغزش از 11 عامل موثر بر پتانسیل زمین لغزش منطقه شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، فاصله از آبراهه، سنگ شناسی، بارندگی، کاربری اراضی، شاخص رطوبت توپوگرافی، انحنا سطح، فاصله از آبراهه و فاصله از جاده انتخاب و آزمون هم خطی عوامل با آزمون عامل تورم واریانس (VIF) در نرم افزار SPSS بررسی شد. از مجموع 477 زمین لغزش، به صورت تصادفی، 70 درصد به عنوان داده های آزمون (334 نقطه) و 30 درصد به عنوان داده های اعتبارسنجی (143 نقطه) طبقه بندی شدند. در این پژوهش، از مدل بیشینه آنتروپی استفاده شده است. برای تعیین مهم ترین پارامترها از نمودار جکنایف و از منحنی تشخیص عملکرد نسبی (ROC) برای قدرت پیش بینی مدل استفاده شد. نقاط زمین لغزش حوضه مورد مطالعه از بانک اطلاعاتی اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان البرز و بازدیدهای میدانی تهیه شده است.

    نتایج و بحث:

    نتایج نشان داد که هم خطی بین عوامل مورد استفاده وجود ندارد. بر اساس نمودار جکنایف لایه های بارندگی، فاصله از جاده، لیتولوژی و کاربری اراضی، به ترتیب مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر وقوع زمین لغزش در منطقه مورد مطالعه بودند. منحنی تشخیص عملکرد نسبی، نشان دهنده دقت 90 درصد (عالی) روش بیشینه آنتروپی در مرحله آموزش و 83 درصد (خیلی خوب) در مرحله اعتبارسنجی بود. بر اساس نقشه نهایی حساسیت زمین لغزش بیش از 35 درصد از پهنه حوضه مورد مطالعه دارای پتانسیل حساسیت زمین لغزش زیاد و خیلی زیاد است.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج به دست آمده می توان گفت که مدل MaxEnt، توانایی بالایی در تعیین مناطق دارای حساسیت زمین لغزش دارد و با توجه به سرعت و دقت بالای مدل پیشنهاد می شود که در تحقیقات مشابه به خصوص در کشورهای در حال توسعه به دلیل کمبود امکانات و منابع مالی و همچنین، زمان بر بودن شناسایی مناطق دارای حساسیت زمین لغزش مورد استفاده قرار بگیرد. علاوه بر عوامل طبیعی برخی عوامل انسانی نظیر جاده سازی، نقش مهمی بر وقوع زمین لغزش دارد که برای کاهش نسبی خطرات لازم است از تغییر اکوسیستم به عنوان محرک بلایای طبیعی اجتناب کرد. به طور کلی، می توان بیان کرد که حوزه آبخیز سد کرج دارای پتانسیل حساسیت زمین لغزش بالایی است که بیشتر مناطق دارای حساسیت در نزدیکی جاده ها واقع شده اند و به دلیل اینکه در این مناطق دخالت های انسانی فراوانی صورت گرفته است، حساسیت زمین لغزش افزایش پیدا کرده است. ترکیب سامانه اطلاعات جغرافیایی با روش بیشینه آنتروپی به منظور تعیین مناطق دارای حساسیت زمین لغزش مخصوصا در کشورهای در حال توسعه مثل ایران که دسترسی به اطلاعات و داده های زمین لغزش با محدودیت زمان و هزینه مواجه هستند، پیشنهاد می شود. نتایج این پژوهش در تصمیم گیری و آمایش سرزمین استانی و همچنین برنامه ریزی شهری قابل استفاده خواهد بود و نقش به سزایی در پیشگیری و کاهش خسارات ناشی از وقوع زمین لغزش خواهد داشت.

    کلید واژگان: حداکثر آنتروپی, حرکت توده ای, سد امیرکبیر, عملکرد نسبی, یادگیری ماشینی}
    Omid Asadi Nalivan *, Majid Rahmani, Farzaneh Vakili Tajareh, Asghar Bayat
    Introduction

    Identification of the areas prone to landslides and the risks arising from them is one of the primary measures in natural resource management and development and construction planning. Considering the loss of lives, financial losses and environmental effects, landslides have been one of the most important natural disasters in the world and especially in our country, which every year plays an increasing role in the destruction of communication roads, pastures, gardens, residential areas, cause erosion and produces a high volume of sediment in the watersheds of the country. These issues have led to the use of data mining models in geological and geotechnical studies. In recent years, the use of geographic information systems and remote sensing along with machine learning methods has created a new step in landslide occurrence zoning and landslide susceptibility maps with appropriate accuracy. The watershed of Karaj Dam is one of the areas prone to landslides due to mountainous and rainy conditions and many construction due to suitable weather conditions and non-standard road construction. The purpose of this research is to prioritize the factors affecting landslides using the maximum entropy model (MaxEnt model) and to determine areas with landslide susceptibility potential.

    Materials and methods

    The Karaj Dam watershed is located in the east of Alborz Province. The highest and lowest average annual rainfall is calculated as 1099 and 608 mm, respectively. In this research, in order to determine the areas with landslide susceptibility, among 11 factors affecting the landslide potential of the area, including height, slope, slope direction, distance from waterway, lithology, rainfall, land use, topographic moisture index, surface curvature, distance from the waterway and the distance from the road, the factors were selected and tested for collinearity with the Variance Inflation Factor (VIF) test in SPSS software. From the total of 477 landslides, 70% were randomly classified as test data (334 points) and 30% as validation data (143 points). In this research, the maximum entropy model is used. To determine the most important parameters, the jackknife diagram and the Relative Performance Detection Curve (ROC) were used to determine the predictive power of the model. Landslide points of the studied area were prepared from the database of the General Directorate of Natural Resources and Watershed Management of Alborz Province and field visits.

    Results and discussion

    The results showed that there is no co-linearity between the used factors. According to the Jackknife diagram, rainfall layers, distance from the road, lithology and land use were respectively the most important factors influencing the occurrence of landslides in the study area. The relative performance detection curve showed the accuracy of 90% (excellent) of the maximum entropy method in the training phase and 83% (very good) in the validation phase. According to the final landslide susceptibility map, more than 35% of the study area has high and very high landslide susceptibility potential.

    Conclusion

    According to the obtained results, it can be said that the MaxEnt model has a high ability to determine landslide-susceptible areas, and due to the high speed and accuracy of the model, it is suggested that it be used in similar research, especially in developing countries. The reason for the lack of facilities and financial resources, as well as the time-consuming nature of identifying landslide sensitive areas, should be used. In addition to natural factors, some human factors such as road construction play an important role in the occurrence of landslides, and in order to reduce the relative risks, it is necessary to avoid changing the ecosystem as a driver of natural disasters. In general, it can be stated that the watershed of Karaj Dam has a high potential for landslide susceptibility, that most of the susceptible areas are located near roads, and because there are many human interventions in these areas. Landslide sensitivity has increased. It is suggested to combine geographic information systems with maximum entropy method in order to determine areas with landslide susceptibility, especially in developing countries like Iran, where access to landslide information and data is limited by time and cost. The results of this research can be used in decision-making and preparation of provincial land as well as urban planning and will play a significant role in preventing and reducing damage caused by landslides.

    Keywords: Amir Kabir Dam, Machine learning, Mass movement, Maximum Entropy, ROC}
  • علی دسترنج*، حمزه نور، فرزانه وکیلی تجره

    هدف از مطالعه پیش رو، مدل سازی مکانی حساسیت وقوع زمین لغزش با استفاده از الگوریتم یادگیری ماشین جنگل تصادفی و اولویت بندی عوامل موثر بر وقوع زمین لغزش در حوزه آبخیز بار نیشابور، استان خراسان رضوی است. الگوریتم جنگل تصادفی مبتنی بر دسته ای از درخت های تصمیم است و در حال حاضر یکی از بهترین الگوریتم های یادگیری ماشین است. برای این منظور، لایه نقشه پراکنش زمین لغزش های منطقه شامل 73 زمین لغزش تهیه و به دو دسته برای آموزش مدل (70 درصد) و اعتبارسنجی مدل (30 درصد) به صورت تصادفی تقسیم شدند. همچنین، 16 عامل موثر بر وقوع زمین لغزش در منطقه موردمطالعه با توجه به مرور منابع گسترده شناسایی و لایه های رقومی در سامانه اطلاعات جغرافیایی تهیه شد. به منظور ارزیابی قدرت پیش بینی مدل از مساحت زیر منحنی تشخیص عملکرد نسبی (ROC) برای دو مرحله آموزش و اعتبارسنجی مدل استفاده شد. نتایج ارزیابی مدل نشان داد که مدل جنگل تصادفی با مقادیر سطح زیر منحنی 0/9 دارای دقت عالی در مرحله آموزش  و 0/89 دارای دقت خیلی خوب در مرحله اعتبارسنجی است. نتایج اولویت بندی عوامل موثر بر وقوع زمین لغزش در منطقه موردمطالعه نشان داد که عوامل طول شیب و شیب دارای بیشترین اهمیت هستند. بر اساس نتایج مدل جنگل تصادفی، 23/7 درصد منطقه موردمطالعه در پهنه حساسیت خیلی زیاد و زیاد واقع شده است.

    کلید واژگان: الگوریتم جنگل تصادفی, حوزه بار, ROC}
    Ali Dastranj*, Hamzeh Noor, Farzaneh Vakili

    The aim of this study was to model the landslide susceptibility using the Random Forest Machine learning technique and prioritization of effective factors on landslide occurrence in Bar watershed in Khorasan Razavi province. The random forest algorithm is based on a bunch of decision trees and is currently one of the best machine learning algorithms. For this purpose, a landslide inventory map was created with 73 historical landslides, which was randomly divided into two datasets for model training (70%) and model testing (30%). A total of 16 landslide-conditioning factors were considered for the susceptibility landslide mapping. The random forest algorithm was run and a landslide susceptibility map was prepared. The RF-based model was validated using the area under the receiver operating characteristic (ROC) curve. The results of evaluation indicated that the success and prediction rates of the model were 90% in training and 89% in validation, respectively. These results confirm the ability of random forest method for prediction of landslide susceptibility models. Also, prioritization of the effective factors showed that the slope length and slope had the highest effect on landslide occurrence. Based on the results of the random forest model, 23.7% of the study area is located in a very high and high sensitivity zone.

    Keywords: Random Forest algorithm, Bar watershed, ROC}
  • مهدی تیموری*، فرزانه وکیلی تجره، ملیحه مزین، مرضیه رمضانی

    هدف از این تحقیق تعیین مناطق دارای حساسیت سیل خیزی با استفاده از روش های CART, RF و BRT می باشد. 12 عامل موثر بر پتانسیل سیل شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، فاصله از آبراهه، سنگ شناسی، بارندگی، کاربری اراضی، SPI، TPI، TWI، انحناء توپوگرافی و RSP انتخاب شدند. از مجموع 82 نقطه سیل، به صورت تصادفی و نسبت 70 به 30 درصد به عنوان داده های آزمون و اعتبارسنجی طبقه بندی شدند. همچنین جهت تعیین مهم ترین پارامترها از روش جنگل تصادفی استفاده شد. از منحنی ROC نیز جهت قدرت پیش بینی مدل استفاده شد. بر اساس روش جنگل تصادفی لایه های ارتفاع، فاصله از آبراهه، بارندگی، کاربری اراضی و RSP به ترتیب مهم ترین عوامل موثر بر حساسیت و احتمال وقوع سیل بودند. بر اساس نمودار ROC میزان دقت مدل RF به عنوان مدل برتر، هم در بخش آموزش (884/0) و هم اعتبارسنجی (856/0) خیلی خوب بوده است. بر اساس نقشه نهایی حساسیت سیل 7/32 درصد از پهنه حوزه مورد مطالعه دارای حساسیت سیل متوسط رو به بالا می باشد. نتایج نشان داد که با توجه به دقت عالی نقشه توزیع مکانی حساسیت سیل، نتایج این پژوهش می تواند مورد استفاده تصمیم گیران، مدیران محلی و مسیولان به منظور کاهش خسارات قرار گیرد.

    کلید واژگان: جنگل تصادفی, سد کرج, حساسیت سیل, یادگیری ماشینی}
    Mehdi Teimoori*, Farzaneh Vakili Tajareh, Malihe Mozayyan, Marziyeh Ramezani

    The present research aims to determine areas with flood susceptibility using CART, RF and BRT models. Twelve factors affecting flood susceptibility including altitude )DEM), slope, aspect, distance from stream, lithology, rainfall, land use, SPI, TPI, TWI, curvature and RSP were selected. Out of 82 flood points, 70 percent to 30 percent were randomly classified as training and validation data. Also, random forest method was used to determine the most important parameters. The ROC curve was also used to validation the model. According to the random forest model, DEM, distance from stream, rainfall, land use and RSP were the most important factors affecting the susceptibility and probability of floods, respectively. According to the ROC chart, the accuracy of the RF model as a superior model has been very good in both training )0.884) and validation )0.856). According to the final flood susceptibility map, 32.7 percent of the study area has a medium to high flood susceptibility. The results showed due to the high accuracy of the spatial distribution map of flood susceptibility can be promising for decision makers, local managers and policymakers to reduce flood damages.

    Keywords: Random forest, Karaj dam basin, Flood susceptibility, Machine learning}
  • امید اسدی نلیوان*، علیرضا رابط، فرزانه وکیلی تجره، مرضیه رمضانی، محمد مومنی، کهزاد حیدری
    مقدمه

    فرسایش خندقی یکی از انواع فرسایش آبی است که سهم زیادی در تخریب اراضی دارد و به عنوان یکی از مهمترین مخاطرات محیطی در جهان و به خصوص در ایران شناخته شده است. در سال های اخیر، فن های یادگیری ماشینی و سامانه اطلاعات جغرافیایی در زمینه تعیین مناطق حساس به فرسایش خندقی دارای کارایی بالایی بوده اند و باعث افزایش دقت و سرعت در زمینه ارزیابی، پتانسیل فرسایش خندقی شده اند که این فن ها در تعیین عوامل موثر بر فرسایش خندقی نیز موثر بوده اند. اراضی لسی استان گلستان به دلیل عمق کافی و دانه بندی تقریبا یکنواخت سیلتی، استفاده مفرط، کشت در اراضی شیب دار و مدیریت غلط اراضی، فرسایش پذیری آبی بیشتری دارند، به طوری که همه انواع فرسایش را در این مناطق می توان مشاهده کرد. متداول ترین نوع فرسایش در این مناطق، فرسایش خندقی است. حوزه آبخیز مورد مطالعه در استان گلستان، با افزایش زمین های دیم و رها شده، تغییر کاربری اراضی، حضور دام مازاد در جنگل ها و همچنین، افزایش جمعیت روبه رو است. لذا، این حوضه با افزایش حساسیت فرسایش خندقی مواجه است و باید مناطق دارای پتانسیل فرسایش خندقی شناسایی و مدیریت شوند. 

    مواد و روش ها

    حوزه آبخیز مورد مطالعه با مساحت 222 هزار هکتار و دامنه ارتفاعی 58 تا 2168 متر، در شمال شرقی استان گلستان قرار دارد. میانگین بارندگی حوضه بین 224 تا 736 میلی متر است. در این پژوهش، ابتدا موقعیت خندق ها از اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان گلستان دریافت شد. سپس، از مجموع 1127 موقعیت خندق، به صورت تصادفی 70 درصد به عنوان داده های آموزش و 30 درصد به عنوان داده های اعتبارسنجی طبقه بندی شدند. به منظور تعیین متغیرهای موثر در حساسیت فرسایش خندقی، 14 عامل شناسایی شد و در مرحله بعد تست هم خطی بین متغیرها با استفاده از نرم افزار SPSS انجام شد. با استفاده از شاخص های ضریب تحمل و عامل تورم واریانس در صورت وجود هم خطی بین متغیرها از روند مدلسازی حذف شدند. با توجه به اهمیت نقشه مدل رقومی ارتفاع و کاربرد آن در تهیه عوامل مختلف پژوهش حاضر، مدل رقومی ارتفاع (با اندازه سلول 12.5 متر) با استفاده از تصاویر ماهواره ALOS تهیه شد. لایه های شیب و جهت شیب با استفاده از مدل رقومی ارتفاع و به ترتیب از توابع Slope و Aspect تهیه شده اند. شاخص طول شیب در نرم افزار SAGA GIS، لایه های فاصله از آبراهه بر اساس نقشه آبراهه ها (استخراج از نرم افزار SAGA GIS) و فاصله از جاده بر اساس جاده های موجود و با استفاده از تابع فاصله اقلیدسی در نرم افزار ArcGIS تهیه شدند. لایه های تراکم آبراهه و تراکم جاده، بر اساس نقشه آبراهه ها و جاده های موجود در منطقه و با استفاده از تابع Line Density در نرم افزار ArcGIS به دست آمدند. لایه سنگ شناسی از نقشه زمین شناسی منطقه (مقیاس 1:100000) استخراج شده است و لایه کاربری اراضی از اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان گلستان دریافت شد. نقشه بارندگی با استفاده از اطلاعات 35 ایستگاه باران سنجی تهیه شده است. ابتدا، میانگین بارندگی 26 ساله (دوره آماری مشترک) برای هر ایستگاه محاسبه شد و سپس، با استفاده از روش کریجینگ جهانی (به دلیل کمترین میزان RMSE) در نرم افزار ArcGIS پهنه بندی بارندگی انجام گرفت. لایه شاخص موقعیت توپوگرافیک، با استفاده از مدل رقومی ارتفاع و با کمک نرم افزار SAGA GIS تهیه شد. به منظور ارزیابی مدل ها، از منحنی تشخیص عملکرد نسبی (ROC) جهت قدرت پیش بینی مدل ها استفاده شد. 

    نتایج و بحث

    نتایج نشان داد که بین متغیرها هم خطی وجود ندارد و لذا، کلیه متغیرها در روند مدلسازی مورد استفاده قرار گرفتند. رابطه بین فرسایش خندقی و ارتفاع نشان داد که ارتفاعات پایین تر حساسیت بیشتری نسبت به ارتفاعات بالاتر دارند و نزدیک به آبراهه ها حساسیت فرسایش خندقی بیشتر است. نتایج نشان داد که با افزایش تراکم زهکشی، حساسیت فرسایش خندقی افزایش پیدا می کند. همچنین، پادگانه های قدیمی، شیل و لس ها بیشترین تاثیر را بر حساسیت فرسایش خندقی دارند. نتایج نشان دهنده کاهش حساسیت فرسایش خندقی با کاهش شاخص HAND است. در واقع این نتیجه بیانگر این است که در مناطقی که میزان سطوح اشباع در سطح حوزه آبخیز افزایش می یابد، احتمال وقوع و حساسیت فرسایش خندقی افزایش پیدا می کند. نتایج نشان داد که در میان انواع کاربری ها، مسیل ها، مراتع فقیر و کاربری کشاورزی، دارای بیشترین حساسیت فرسایش خندقی هستند. این در حالی است که مناطق جنگلی دارای کمترین میزان حساسیت به این فرسایش بوده اند. نتایج نشان داد که در دامنه بارندگی 220 تا 420 میلی متر، احتمال رخداد فرسایش خندقی افزایش پیدا کرده است و از دامنه 420 تا 500 میلی متر، بالاترین میزان حساسیت را نشان داده است و با افزایش بارندگی از 500 میلی متر، حساسیت فرسایش خندقی کاهش یافته است. از دلایل کاهش حساسیت فرسایش خندقی در بارندگی های بالاتر می توان به افزایش پوشش گیاهی و ایجاد شرایط مناسب برای زمین لغزش ها اشاره کرد. نتایج نشان داد که عمق دره تا 235 متر، باعث افزایش احتمال فرسایش خندقی شده است و از 235 متر به بالا، باعث کاهش احتمال رخداد فرسایش شده است. نتایج نشان داد که نزدیک به جاده ها میزان حساسیت فرسایش خندقی افزایش پیدا می کند و این مورد اثرات جاده سازی و تشدید شرایط برای فرسایش خندقی را نشان می دهد. 

    نتیجه گیری

    این پژوهش با هدف تعیین عوامل موثر بر فرسایش خندقی و پهنه بندی توزیع مکانی آن در شمال شرق استان گلستان انجام شد. در این پژوهش، با در نظر گرفتن 14 عامل مهم و با استفاده از مدل های جنگل تصادفی، شبکه عصبی مصنوعی و درخت رگرسیون و طبقه بندی، نقشه حساسیت وقوع فرسایش خندقی تهیه شد. با توجه به این که شناسایی مناطق دارای حساسیت فرسایش خندقی مبتنی بر روش های سنتی و نظرات کارشناسی از دقت قابل قبولی برخوردار نیست، استفاده از روش های نوین یادگیری ماشینی امری ضروری است. نتایج نشان داد که عوامل فاصله از جاده و کاربری اراضی از مهمترین عوامل تاثیرگذار بر حساسیت فرسایش خندقی هستند که مدیریت کاربری اراضی را از سوی انسان می طلبد. منحنی ROC، نشان داد که دقت مدل ها در برآورد مناطق دارای حساسیت فرسایش خندقی در مرحله آزمون عالی (ANN)، و در مرحله آزمون و اعتبارسنجی خیلی خوب (RF  و CART) بوده است که به معنای عملکرد عالی مدل ها است.

    کلید واژگان: استان گلستان, شبکه عصبی مصنوعی, فرسایش آبکندی, یادگیری ماشینی, ROC}
    Omid Asadi Nalivan *, Alireza Rabet, Farzaneh Vakili Tajareh, Marziyeh Ramezani, Mohamad Momeni, Kohzad Heydari
    Introduction

    Gully erosion is a water erosion that has a great contribution to land degradation and is known as one of the most important environmental hazards in the world and especially in Iran. In recent years, machine learning techniques and geographic information systems have been highly effective in determining areas sensitive to gully erosion and have increased accuracy and speed in the evaluation and potential of gully erosion and in determining effective factors on gully erosion has also been effective. The loess lands of Golestan Province are more susceptible to water erosion due to sufficient depth and almost uniform silty graining, excessive use, cultivation on sloping lands, and wrong land management so that all types of erosion can be observed in these areas. The most common type of erosion in these sediments is gully erosion. The studied watershed is faced with the increase of dry and abandoned land, land use change, the presence of surplus livestock in the forests, and also the population increase. Therefore, this area is facing an increase in sensitivity to gully erosion, and areas with the potential for gully erosion should be identified and managed. 

    Materials and methods

    The studied watershed with an area of 222,000 ha and an elevation range of 58 to 2168 m is located in the northeast of Golestan Province. The average rainfall of the area is between 224 and 736 mm. In this research, first, the location of the gullies was obtained from the General Directorate of Natural Resources and Watershed Management of Golestan Province. Then, from the total of 1127 gullies position, 70% were randomly classified as training data and 30% as validation data. To determine the effective variables in gully erosion sensitivity, 14 factors were identified and in the next step, the collinearity test between the variables was performed using SPSS software. By using the indices of tolerance coefficient and variance inflation factor, if there is collinearity between the variables, they were removed from the modeling process. Considering the importance of the DEM map and its application in the preparation of various factors of the current research, a DEM was prepared using ALOS satellite images. The layers of slope and aspect are prepared by using a digital elevation model and slope and aspect functions respectively. Slope length index in SAGA GIS software, layers of distance from stream based on the map of stream, and distance from roads based on existing roads, and using the Euclidean distance function in the ArcGIS software was prepared. Stream density and road density layers were obtained based on the map of existing streams and roads in the region and using the line density function in ArcGIS. The lithology layer was extracted from the geological map of the region and the land use layer was obtained from the General Directorate of Natural Resources and Watershed Management of Golestan province. The rainfall map has been prepared using the information from 35 rain gauge stations. First, the average rainfall of 26 years was calculated for each station, and then rainfall zoning was done using the global Kriging Method (due to the lowest RMSE) in ArcGIS. The TPI layer was prepared using the DEM and using the SAGA GIS software. The HAND index is a topographic-hydrological index of the DEM of the nearest drain, representing the hydrological behavior of the watershed. To evaluate the models, the relative performance detection curve (ROC) was used for the predictive power of the models.  

    Results and discussion

    The results showed that there is no co-linearity between the variables and therefore all the variables were used in the modeling process. The relationship between gully erosion and elevation showed that lower elevations are more sensitive than higher elevations and more susceptible to gully erosion near waterways. The results showed that with the increase in drainage density, the sensitivity of gully erosion increases, and the possibility of gully erosion increases. The results showed that the old barracks, shale, and loess have the greatest impact on the sensitivity of gully erosion. The results show a decrease in the sensitivity of gully erosion with a decrease in the HAND index. This result indicates that in the areas where the level of saturation in the watershed level increases, the possibility and sensitivity of gully erosion increases. The results showed that among the types of land use, canals, poor pastures, and agricultural land use have the highest sensitivity to gully erosion. This is even though the forest areas have the lowest sensitivity to this erosion. The results showed that in the rainfall range of 220 to 420 mm, the possibility of gully erosion has increased, and the range of 420 to 500 mm has shown the highest level of sensitivity, and with the increase of rainfall from 500 mm to above, a reduction in the sensitivity of gully erosion has been encountered. One of the reasons for reducing the sensitivity of gully erosion in higher rainfalls is the increase in vegetation and the creation of suitable conditions for landslides. The results showed that the depth of the valley up to 235 meters have increased the probability of gully erosion, and from 235 meters above, it has decreased the probability of erosion. The results showed that the sensitivity of gully erosion increases near roads, and this case shows the effects of road construction and the aggravation of conditions for gully erosion. 

    Conclusion

    This research was conducted to determine the effective factors on gully erosion and zone its spatial distribution in the northeast of Golestan Province. In this study, by considering 14 important factors and using RF, ANN, and CART models, a sensitivity map of gully erosion was prepared. Because the identification of gully erosion-sensitive areas based on traditional methods and expert opinions do not have acceptable accuracy, it is necessary to use modern machine learning methods. The results showed that the factors of distance from the road and land use are the most important factors affecting the sensitivity of gully erosion, which requires land use management as human activities. The ROC curve showed that the accuracy of the models in estimating areas with gully erosion sensitivity was excellent in the test stage (ANN) and very good in the test and validation stage (RF and CART), which means the excellent performance of the models.

    Keywords: Artificial Neural Network, Golestan Province, gully erosion, Machine learning, Relative performance detection curve}
  • حامد فرضی، اصغر بیات، فرزانه وکیلی تجره، مجید رحمانی، امید اسدی نلیوان*

    حوزه سد کرج در استان البرز به دلیل دارا بود شرایط خاص توپوگرافیکی و انسان ساخت مستعد وقوع  سیل های ویران گر می باشد. هدف از این تحقیق تعیین مناطق دارای پتانسیل حساسیت سیل و اولویت بندی عوامل موثر بر آن با استفاده از روش حداکثر آنتروپی می باشد. 14 عامل موثر بر پتانسیل سیل انتخاب و تست هم خطی عوامل با آزمون فاکتور تورم واریانس بررسی شد. از مجموع 47 نقطه سیل، به صورت تصادفی 70 درصد به عنوان داده های آزمون و 30 درصد به عنوان داده های اعتبارسنجی طبقه بندی شدند. هم چنین جهت تعیین مهم ترین پارامترها از نمودار جکنایف استفاده شد. از منحنی ROC جهت قدرت   پیش بینی مدل استفاده شد. نتایج نشان داد که هم خطی بین عوامل مورد استفاده وجود ندارد و لذا کلیه عوامل در فرآیند مدل سازی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بر اساس نمودار جکنایف لایه های ارتفاع، فاصله از آبراهه و بارندگی به ترتیب مهم ترین عوامل موثر بر حساسیت و احتمال وقوع سیل بودند. بر اساس سطح زیر منحنی و نمودار ROC میزان دقت پیش بینی مدل در بخش آموزش عالی (925 /0) و در بخش اعتبارسنجی خوب (717 /0) بوده است. بر اساس نقشه نهایی حساسیت سیل 41/ 22 درصد از پهنه حوزه مورد مطالعه دارای پتانسیل حساسیت سیل متوسط رو به بالا می باشد.

    کلید واژگان: پهنه بندی, حداکثر آنتروپی, حساسیت سیل, سد کرج}
    Farzaneh Vakili Tajareh, Asghar Bayat, Majid Rahmani, Omid Rahmani*

    Karaj dam basin in Alborz province is prone to destructive floods given to its special topographic and anthropogenic conditions. The purpose of this study is to determine the areas with flood susceptibility potential and prioritize the factors affecting it using the maximum entropy method. 14 factors affecting flood potential selection and linear testing Factors were analyzed by variance inflation factor. Out of a total of 47 flood points, 70 percent were randomly classified as training data and 30 percent as validation data. The Jackknife test was also used to determine the important factors. The ROC curve was used to predict the model. The results showed that there is no alignment between the factors used and therefore all factors were used in the modeling process. The results showed that according to the Jackknife test, DEM, distance from the stream and rainfall were the most important factors affecting the susceptibility of floods, respectively. Based on the area under the curve and ROC diagram, the accuracy of the model prediction was higher in the higher training sector (0.925) and good in the accreditation sector (0.717). According to the final flood susceptibility map, 22.41 percent of the study area has a moderate to high flood susceptibility potential.

    Keywords: Flood Susceptibility, Karaj Dam, Maximum Entropy, Zonation}
  • امید اسدی نلیوان*، غلامرضا خسروی، مهدی تیموری، فرزانه وکیلی تجره

    در تحقیق حاضر تغییرات رژیم رسوب در دو دوره آماری «جریان طبیعی» و «جریان تغییریافته/ واریزه ای» مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تعیین میزان اختلاف معنی دار بین دو دوره (71-1345) و (94-1372) از آزمون معنی داری استفاده شد. به منظور تعیین مناسب ترین روش منحنی سنجه رسوب و ضرایب اصلاحی، نتایج حاصل از روش های منحنی های سنجه یک خطی، دوخطی، حد وسط و ضرایب اصلاحی، شامل FAO, MVUE, QMLE و Smearing مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که از سال 1372 با شروع سیل های بزرگ، رژیم دبی رسوب با شدت زیاد و روند افزایشی از حالت طبیعی خارج شده است و در دوره 1390 تا 1394 بیشترین میزان انتقال رسوب به شکل جریان واریزه ای است. در بین روش ها، روش منحنی یک خطی و ضریب اصلاحی Smearing برای دوره رژیم رسوب طبیعی (71-1345) و روش منحنی دوخطی و ضریب اصلاحی Smearing برای دوره رژیم رسوب تغییریافته/ جریان واریزه ای (72-1372) دقت بیشتری در برآورد دبی رسوب دارند. از طرفی روش منحنی یک خطی بدون احتساب ضرایب اصلاحی خطای کم تخمینی بالاتری دارد و از بین ضرایب اصلاحی عنوان شده، ضریب FAO خطای بیش تخمینی بسیار بالایی دارد. در روش حد وسط دسته ها، به واسطه کاهش اثر نقاط پایین، برآورد رسوب دهی در دبی های بالا بهبود می یابد.

    کلید واژگان: رژیم رسوب, منحنی سنجه رسوب, ضرایب اصلاحی برآورد بار معلق, خرمارود}
    Omid Asadi Nalivan*, Gholamreza Khosravi, Mehdi Teimoori, Farzaneh Vakili

    In the present research, changes in sediment regime in two statistical periods of "natural flow" and "modified / debris flow" were evaluated. In order to determine the significant difference between two mentioned periods (1966-1992) and (1993-2015), the significance test was used. In order to determine the most suitable method of Sediment Rating Curve and correction coefficients, the results of simple linear, bilinear, midline rating curve methods as well as the mentioned rating curves with correction coefficients including correction coefficients of FAO, MVUE, QMLE and Smearing methods were evaluated. The results showed that since 1993, with the onset of large floods, the sediment discharge regime with a high intensity and increasing trend is out of normal and in the period 2011 to 2015, the highest rate of sediment transfer in the form of debris flow has occurred. Among the methods, the one-line curve method and the smearing correction factor for the natural sediment regime period (1966-1992) and the two-line curve method and the smearing correction coefficient for the modified sediment regime / debris flow period (1993-2015) are more accurate in estimating sediment flow. On the other hand, the one-line curve method without taking into account the correction coefficients have a higher low estimation error and among the mentioned correction coefficients, the FAO coefficient has a very high overestimation error. In the batch middle method, sediment estimation at high discharges is improved by reducing the effect of low points.

    Keywords: Sediment regime, Sediment rating curve, Corrective coefficients for suspended load estimation, Khorrmarood}
  • فرشاد سلیمانی ساردو، سارا کرمی، فرزانه وکیلی تجره*

    پدیده ی گردوغبار یکی از دشواری های زیست محیطی در منطقه ی ایران مرکزی است، به طوری که سالانه زیان های زیادی به  بوم نظام های طبیعی و انسانی وارد می کند. ذره های گردوغبار سبب بیماری های تنفسی پرشماری شده است و از این راه بر تن درستی جامعه تاثیر می گزارد. کاهش دید ناشی از رخ دادهای گردوغبار هر ساله سبب لغوشدن پروازها و تصادف های جاده یی شده است و سبب زیان های مالی و جانی بسیاری می شود. پژوهش در این باره و شناسایی منشاء و چشمه های گردوغبار اهمیت زیادی دارد. شبیه سازی و تحلیل عددی طوفان های شدید گردوغبار با مدل های پیش بینی عددی یکی از روش های نوین پژوهش این پدیده است. هدف از این پژوهش شبیه سازی طوفان گرد و غبار 10 جولای 2014 برای کمی سازی وتحلیل عددی آن است. از مدل MACC-ECMWF بهره گرفته شد. خروجی های مدل برای کمیت های عمق دیداری هواپخش و غلظت گردوغبار استخراج و مجموعه ی زمانی تغییر این دو کمیت در گام زمانی یک ساعته بررسی شد. تحلیل مکانی مقدار عمق دیداری هواپخش  و غلظت گردوغبار نشان داد که بیابان مرکزی ایران در استان های سمنان، شرق اصفهان، و بیابان لوت مرکزی در شرق استان کرمان بزرگ ترین چشمه ی گردوغبار ایران مرکزی است، و در روی داد گردوغبار نقش مهمی دارد. بررسی مجموعه ی زمانی دو کمیت عمق دیداری هواپخش و غلظت گردوغبار نیز نشان داد که در این پژوهش بیشینه ی مقدار آن ها در نیمه های شب حدود ساعت 23:00 بود.

    کلید واژگان: شاخص AOD, غلظت گردوغبار, مدل MACC-ECMWF}
    Farshad Soleimani Sardo, Sara Karami, Farzaneh Vakili Tajareh *

    Dust storms, one of the environmental problems in Central Iran, annually damage natural and human ecosystems. The dust has irreversible effects on human societies, including respiratory diseases and declining public health. Therefore, performing research on this subject and identifying the origin of dust is of great importance. Simulation and numerical analysis of severe dust storms are one of the new methods of studying this phenomenon. For the numerical analysis of dust, data related to the storm of July 10, 2014, and the MACC-ECMWF model were used for simulation. The results of the MACC-ECMWF model were extracted based on the Aerosol Optical Depth indices and dust concentration. The time series of the changes in the value of the AOD indices and dust concentration in a one-hour period indicated that the values ​​of these two indices had an increasing trend and reached a maximum at 23:00. Also, spatial analysis of the Aerosol Optical Depth and dust concentrations showed that the Central Desert of Iran, extending from Semnan and East Isfahan Provinces to the Central Loot Desert in the east of the Province of Kerman, is the largest dust source in Central Iran.

    Keywords: AOD index, dust concentration, MACC-ECMWF model}
  • خسرو شهبازی*، فرزانه وکیلی تجره

    پژوهش حاضر با هدف تعیین عرصه های حساس به فرسایش خندقی و اولویت بندی عوامل موثر بر آن در استان کرمانشاه، با روش حداکثر آنتروپی (مدل MaxEnt) می باشد. 9 عامل موثر بر پتانسیل فرسایش خندقی منطقه شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، لیتولوژی، کاربری اراضی، شاخص رطوبت توپوگرافی، انحناء سطح، تراکم آبراهه و RSP انتخاب و تست هم خطی عوامل با آزمون فاکتور تورم واریانس (VIF) در نرم افزار SPSS بررسی شد. از مجموع خندق های مورد بررسی در تحقیق، 70 درصد به صورت تصادفی، به عنوان داده های آزمون و 30 درصد به عنوان داده های اعتبارسنجی طبقه بندی شدند. جهت تعیین مهم ترین پارامترها از نمودار جکنایف و از منحنی تشخیص عملکرد نسبی (ROC) جهت قدرت پیش بینی مدل استفاده شد. نتایج نشان داد که، هم خطی بین عوامل مورد استفاده وجود ندارد. بر اساس نمودار جکنایف لایه های لیتولوژی، شیب، ارتفاع و تراکم آبراهه به ترتیب مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر حساسیت وقوع فرسایش خندقی بودند. سطح زیر منحنی بر اساس منحنی ROC ، نشان دهنده دقت 91 درصد روش حداکثر آنتروپی در مرحله آموزش و 72 درصد در مرحله اعتبارسنجی بود. بر اساس نقشه پهنه بندی حساسیت خندق حدود 39/ 23 درصد سطح منطقه دارای حساسیت کم، 14/ 48 درصد خیلی کم، 31/ 9 درصد زیاد و71 /4 درصد خیلی زیاد و 46 /14 درصد دارای حساسیت متوسط می باشد.

    کلید واژگان: پهنه بندی, حداکثر آنتروپی, فرسایش خندقی, کرمانشاه}
    Khosrow Shahbazi*, Farzaneh Vakili Tajareh

    The aim of this study was to determine the areas sensitive to gully erosion and prioritize the factors affecting it in Kermanshah province, using the maximum entropy method (MaxEnt model). 9 factors affecting gully erosion potential in the area Including Elevation, Slope, Slope Direction, Lithology, Land Use, Topographic Moisture Index, Surface Curvature, Drainage Density and RSP was reviewed. Of the total gullies studied in the study, 70 percent were randomly classified as test data and 30 percent as validation data. To determine the most important parameters, the Jackknife diagram and the relative performance detection curve ROC were used to predict the model. The results showed that there is no alignment between the factors used. According to the Jackknife diagram, the lithological layers, slope, height and  drainage density were the most important factors influencing the susceptibility of gully erosion, respectively. ROC curve showed 91percent accuracy of the maximum entropy method in the training phase and 72 percent in the validation phase. According to the moat susceptibility zoning map, about 23.39 percent of the area has low sensitivity, 48.14 percent very low, 9.31percent high and 4.71percent very high and 14.46 percent has moderate sensitivity.

    Keywords: Gully Erosion, Kermanshah, Maximum Entropy, Zoning}
  • علی دسترنج*، فرزانه وکیلی تجره، حمزه نور

    پژوهش حاضر با هدف تعیین عرصه های حساس به وقوع زمین لغزش در دامنه های جنوبی و شمالی رشته کوه بینالود در استان خراسان رضوی با استفاده از توابع عضویت فازی در محیط نرم افزار ArcGIS صورت پذیرفت. بدین منظور ابتدا لایه های عوامل مرتبط با وقوع زمین لغزش تهیه و برای تحلیل های فازی مورداستفاده قرار گرفتند. بعد از فازی سازی لایه های موردنظر در محیط ArcGIS، پهنه بندی خطر زمین لغزش با استفاده از عملگرهای ضرب فازی، جمع فازی، گاما 8 /0 و 9 /0 صورت پذیرفت. سپس منطقه موردمطالعه به مناطق با حساسیت خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد از نظر رخداد خطر زمین لغزش طبقه بندی شد. در نهایت صحت نقشه های به دست آمده با منحنی ROC و نقشه پراکنش زمین لغزش مورد ارزیابی قرار گرفت. ارزیابی نتایج پهنه بندی حساسیت زمین لغزش با توجه به نتایج منحنی ROC و نقشه پراکنش زمین لغزش ها نشان داد عملگرهای گامای 8 /0 و 9 /0 بهترین عملکرد را در مدل سازی و پهنه بندی حساسیت زمین لغزش ایفا کردند و عملگر گامای 8 /0 با توجه به مساحت زیر منحنی ROC دارای بهترین عملکرد هست. بر اساس نقشه پهنه بندی حساسیت زمین لغزش با استفاده از عملگر گاما 8 /0 حدود 4/ 72 درصد سطح منطقه دارای حساسیت کم و خیلی کم، 8/ 9 درصد دارای حساسیت زیاد و خیلی زیاد و 8/ 17 درصد دارای حساسیت متوسط می باشد.

    کلید واژگان: زمین لغزش, پهنه بندی, منطق فازی, ROC}
    Ali Dastranj*, Farzaneh Vakili Tajareh, Hamzeh Noor

    Landslides are one of the most destructive phenomena of nature that cause damage to both property and life every year, therefore, landslide susceptibility zonation is necessary for planning future developmental activities. In this study, the operator of fuzzy logic in landslide hazard zonation has been used in ArcGIS software environment in the southern and northern slopes of Binalood mountain range in Khorasan Razavi province. For this purpose, first layers of 20 factors related to the occurrence of landslide phenomenon were prepared. After fuzzyizing the layers in the ArcGIS environment, the landslide risk zoning was performed using fuzzy Product, fuzzy sum, gamma 0.8 and 0.9. Finally, the accuracy of the obtained maps was evaluated using ROC curve and landslide distribution map. Evaluation of landslide zoning results showed that Fuuzy product and fuzzy Sum operators due to their high and very low sensitivity are not suitable for landslide risk zoning. But fuzzy gamma-ray operation is suitable for landslide zonation. According to the results of the ROC curve and the landslide distribution map, the gamma operators (0.8 and 0.9) have the best performance in modeling and zoning the landslide risk. According to the Landslide Risk Zoning Map using Gamma 0.8, about 72.4 percent of the area has low and very low sensitivity, 9.8 percent has high and very high sensitivity and 17.8 percent has moderate sensitivity.

    Keywords: Lndslide, Zonation, Fuzzy loghic, ROC, ArcGIS}
  • فرزانه وکیلی تجره، علی سلاجقه*، علی اکبر نظری سامانی، آرش ملکیان، خسرو شهبازی

    یکی از چالش ها و موضوع های مهم در برنامه های آمایش سرزمین، رشد ساختاری شهرها در جهت های مختلف در گذر زمان است. تبدیل کردن آبخیز های برون شهری به شهری، منجر به پیداشدن چالش ها و دشواری های زیست محیطی در شهر شده است. مدیریت شهری نیازمند اطلاعات دقیق فضایی در زمان های متوالی است. فن آوری سنجش ازدور ممکن است کمک مهمی به شناسایی و یافتن تغییر کاربری زمین ها کند. هدف این پژوهش آشکارساختن تغییر کاربری زمین ها با به کاربردن تصویرهای سال 1370 و 1380 سنجنده ی تی ام ماهواره ی لندست 5 و تصویرهای 1397 سنجنده ی او ال آی ماهواره ی لندست 8 در دوره ‎ی زمانی 27 ساله در آبخیز آبشوران کرمانشاه است. پس از کارهای مرحله ی پیش پردازش، نقشه ی آشکارسازی تغییر با طبقه بندی نظارت شده در نرم افزار انوی 5.3  با دقت پذیرفتنی تهیه شد. نتیجه ها نشان می دهد که در سال های 1370 تا 1397 نزدیک به 1/17 % از زمین های مرتعی و کشاورزی کم شد، و مساحت زمین های شهری و مسکونی از 5/92 % به 17/19% از کل رسید. بیش ترین تغییر کاربری در زمین های شهری و مسکونی بود. این روی داد ممکن است با افزایش دادن سطح های نفوذ ناپذیر، علاوه بر اثرهای منفی بر منابع طبیعی، سبب افزایش یافتن آسیب های طبیعی مانند سیل شود.

    کلید واژگان: تصویرهای ماهواره یی, تغییر کاربری زمین, سنجش ازدور, طبقه بندی نظارت شده, لندست}
    Farzaneh Vakili Tajareh, Ali Salajegheh *, AliAkbar Nazari Samani, Arash Malekian, Khosrow Shahbazi

    One of the important challenges and issues in land management programs is that of physical growth of cities in different directions over time. The transformation of non-urban watersheds into urban ones has led to some environmental challenges and problems. An overall management plan needs accurate spatial information at consecutive times. Remote sensing technology offers great help in identifying and detecting land use changes. The aim of this study was to detect land use changes using images collected from 1991 and 2001 Landsat 5 satellite¢s TM sensor and 2018 images provided by the Landsat 8 satellite¢s OLI sensor over a period of 27 years on Abshuran Watershed, the Kermanshah. Following the required procedures in the preprocessing stage, a change detection map was prepared with an acceptable accuracy with supervised classification in the ENVI5.3 software environment. The results indicated that during the 2001-2018 periods, about 1.17 % of the share of the rangeland and farmland decreased and that the urban and residential lands increased from 5.92 % to 17.19 % of the total area. Most of the land use change has occurred in the urban and residential areas, thus an increase in the impermeable areas causes an increase in natural disasters such as flooding in addition to some negative effects on natural resources.

    Keywords: Landsat, Land-use change, Monitored classification, Remote Sensing, satellite images}
  • علی شهبازی*، فرزانه وکیلی تجره، احسان الوندی، اصغر بیات، امید اسدی نلیوان

    پهنه بندی حساسیت فرسایش آبکندی و تعیین فاکتورهای کنترل کننده آن بسیار مهم و حیاتی است. این مطالعه با هدف بررسی توزیع مکانی فرسایش آبکندی با استفاده از دو مدل شبکه عصبی مصنوعی و حداکثر آنتروپی و تعیین عوامل اثرگذار بر این نوع فرسایش در حوزه آبخیز سد گلستان انجام شد. لذا 14 عامل، شامل عوامل توپوگرافی، سایر عوامل و تلفیق عوامل (14 عامل) به عنوان فاکتورهای پیش بینی کننده حساسیت در نظر گرفته شدند. از مجموع 1042 موقعیت فرسایش آبکندی، به صورت تصادفی و به نسبت 30 و 70 درصد به ترتیب به عنوان داده های اعتبارسنجی و آزمون در نظر گرفته شدند. نتایج حاصل از آزمون Jackknife نشان داد که پارامترهای ارتفاع، بارندگی و عمق دره مهم ترین متغیرهای اثرگذار بر پیش بینی فرسایش آبکندی می باشند. نتایج مدل سازی نشان داد که بهترین دقت مدل بر اساس منحنی ROC در حالت آموزش (923 /0) و در مرحله اعتبارسنجی (902 /0)، مدل شبکه عصبی مصنوعی بوده است و این شرایط زمانی حاصل می شود که همه عوامل در مدل سازی دخالت داده شوند. بر اساس این مدل بیش از 20 درصد حوزه (45633 هکتار) دارای حساسیت زیاد و خیلی زیاد به فرسایش آبکندی است.

    کلید واژگان: توزیع مکانی, شبکه عصبی مصنوعی, حساسیت, فرسایش آبکندی, یادگیری ماشینی}
    Ali Shahbazi*, Farzaneh Vakili Tajareh, Ehsan Alvandi, Asghar Bayat, Omid Asadi Nalivan

    Zoning of gully erosion susceptibility and determining the factors controlling gully erosion is very important and vital. The aim of this study was to investigate the spatial distribution of gully erosion using two models of ANN and MaxEnt and to determine the factors affecting this type of erosion in Golestan Dam basin. Therefore, 14 factors in the form of three divisions, including topographic factors, other factors and combination of factors (14 factors) were considered as predictors of sensitivity. Out of 1042 gully erosion points, 30 and 70 percent were randomly classified as validation and test data, respectively. The results of Jackknife test showed that the parameters of height, rainfall and depth of valley are the most important variables affecting the prediction of gully erosion. The results of the modeling showed that the best accuracy of the model based on the ROC curve in the training model (0.923) and in the validation, stage (0.902) was the artificial neural network model, and this condition is achieved when all the factors in the modeling be involved. According to this model, about more than 20 percent of the domain (45633 ha) has a high sensitivity and is very susceptible to gully erosion.

    Keywords: spatial distribution, artificial neural network, susceptibility, gully erosion, machine learning}
  • فرزانه وکیلی تجره، علی سلاجقه*، علی اکبر نظری سامانی، آرش ملکیان، خسرو شهبازی

    توسعه فیزیکی شهرها و گسترش ابعاد آن، یکی از اشکال مهم تغییر کاربری اراضی به شمار می‌رود که پیامدهای متعدد زیست محیطی، اقتصادی و اجتماعی را به دنبال دارد.‌ تغییر در الگوی طبیعی سیستم‌های زهکشی درنواحی شهری و حاشیه شهرها، کاربری غیر اصولی، توسعه سطوح غیر قابل نفوذ، عامل اصلی بروز سیلاب‌های شهری است. هدف از این پژوهش برآورد تغییرات دبی و حجم رواناب منتهی به شهر در نتیجه افزایش سطوح نفوذناپذیر و توسعه شهری می‌باشد. در این راستا به ردیابی تغییرات کاربری اراضی مربوط به حوزه آبخیز آبشوران در سه مقطع زمانی، با استفاده از تصاویر لندست پرداخته شده است. جهت بررسی تغییرات دبی پیک رواناب، از مدل EPA SWMM استفاده گردید. پس از واسنجی مدل SWMM بر اساس وقایع بارش-رواناب مشاهداتی، نتایج واسنجی و صحت‌سنجی، تطابق شبیه‌سازی‌های مدل را تایید کرد. برازش تغییرات کاربری و سیلاب‌های متناظر در طول دوره بررسی نشان می دهد که مساحت محدوده‌های شهری در سال1397 و 1380 نسبت به سال 1370 به‌ترتیب افزایش 68 /189 و 79 /60 درصدی داشته است. با افزایش درصد سطوح نفوذناپذیر شهری، دبی اوج و حجم رواناب برای بارش با دوره بازگشت 20 ساله در سال 1397 نسبت به سال 1370 به‌ترتیب 82 /198 و 04 /188 درصد و نسبت به سال 1380، به‌ترتیب 34 /72 و 85 /94 درصد افزایش یافته است.

    کلید واژگان: آبشوران, تغییرات کاربری اراضی, توسعه شهری, رواناب, سیلاب شهری, مدل .SWMM}
    F. Vakili Tajareh, A. Salajegheh, A. Nazari Samani, A. Malekian, Kh. Shahbazi

    Physical development of cities and expansion of its dimensions is one of the important forms of land use change that has many environmental, economic and social consequences. Changes in the natural pattern of drainage systems in urban and suburban areas, unprincipled use, development Impermeable surfaces are a major cause of urban flooding. The purpose of this study is to estimate the changes in discharge and runoff volume leading to the city as a result of increasing impermeable levels and urban development. In this regard, land use changes related to Abshouran watershed in three time periods have been tracked using Landsat images. EPA SWMM model was used to investigate changes in runoff peak flow. After calibrating the SWMM model based on the observed rainfall-runoff events, the calibration and validation results confirmed the conformity of the model simulations. Fitting of land use changes and corresponding floods during the study period shows that the area of urban areas in 2018 and 2001 compared to 1991 has increased by 189.68 and 60.79 percent, respectively. With increasing the percentage of urban impermeable surfaces, peak discharge and runoff volume for rainfall with a 20 year return period in 2018 compared to 1991, 198.82 and 188.04, respectively, and compared to 2001, 72.34 and 94.85 percent, respectively. Increased.

    Keywords: Abshouran, Land use changes, Urban development, Runoff, Urban flood, SWMM model}
سامانه نویسندگان
  • فرزانه وکیلی تجره
    وکیلی تجره، فرزانه
    دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیز، گروه احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشگاه تهران، دانشگاه تهران
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال