پیش بینی مکانی مناطق مستعد سیل در آبخیز کرخه ی استان لرستان با استفاده از مدل ترکیبی جنگل تصادفی- وزن شواهد

پدیده ی سیل یکی از پدیده های پرتکرار دهه ی گذشته در ایران است که خسارت های مالی و تلفات جانی بسیاری را سبب شده است. یکی از سه مخاطره طبیعی و اصلی ایران، رخداد سیل است و بدون شک حداقل در سال در یک نقطه از این کشور سیلاب بزرگی رخ می دهد. سیل به عنوان یک تهدید بزرگ برای زندگی بشر (با آسیب زدن یا مرگ انسان و حیوان ها) و به طور خاص برای ساختمان و خانه، زمین کشاورزی و تولید محصول، زیرساخت های شهری، پل ها و جاده ها به شمار می آید. سیل در ایران خسارت های بسیاری از نظر اقتصادی، نابودی محیط زیست، منابع طبیعی و مسکونی و تلفات جانی وارد می نماید. در سال های گذشته حدود 70% اعتبارهای سالانه ی طرح کاهش اثر بلاهای طبیعی و ستاد حوادث غیرمترقبه صرف جبران خسارت های ناشی از سیل شده است. در این پژوهش، با استفاده از داده های موقعیت مکانی سیل و به کارگیری مدل های یادگیری ماشینی و داده کاوی جنگل تصادفی و وزن و ترکیب آن ها به پیش بینی مکانی مناطق مستعد سیل پرداخته می شود.

در این پژوهش از مدل های ترکیبی و 11 متغیر پیش بینی کننده ی احتمال سیلاب در آبخیز کرخه واقع در استان لرستان استفاده شده است. این متغیرها شامل نقشه ی شاخص های سنجش شکل زمین از جمله شاخص رطوبت پستی بلندی، موقعیت شیب نسبی و شاخص موقعیت پستی بلندی، نقشه های آب شناختی شامل: تراکم زهکشی و فاصله از شبکه ی زهکشی است. به این منظور ابتدا مدل های داده کاوی برای تجزیه و تحلیل اولیه ی رابطه ی بین متغیرهای محیطی و رخداد سیل های گذشته استفاده شد و نتایج آن ها به عنوان اطلاعات ورودی مدل های یادگیری ماشینی استفاده شد. داده های سیل به شکل تصادفی به دو گروه آموزش 70% و اعتبارسنجی 30% تقسیم شدند. دقت پیش بینی با استفاده از روش منحنی مشخصه ی عملکرد (ROC) بررسی شد.

نتایج و بحث:

براساس نتایج، دقت مدل جنگل تصادفی 0/904، دقت مدل وزن شواهد 0/886 و دقت مدل ترکیبی جنگل تصادفی- وزن شواهد 0/978 بود. براساس مدل ترکیبی جنگل تصادفی و وزن شواهد به عنوان مدل برتر، 20/49% سطح ظرفیتی بیش از اندازه ی متوسط داشت. براساس مدل جنگل تصادفی، عوامل تراکم زهکشی، فاصله از آبراهه، بلندی و کاربری زمین مهم ترین عوامل موثر بر ظرفیت سیل بودند.