ارزیابی کارآمدی سه مدل داده کاوی در پهنه بندی مناطق حساس به رخداد آبکند (مطالعه موردی: حوزه آبخیز بالادست سد بوستان، استان گلستان)

فرسایش آبکندی یکی از مخرب ترین اشکال فرسایش آبی است که باعث هدررفت حجم زیادی از خاک در مناطق خشک و نیمه خشک می شود. هدف از این پژوهش بررسی حساسیت حوزه آبخیز بالادست سد بوستان در شمال شرق استان گلستان به فرسایش آبکندی با استفاده از فناوری شیءگرا و الگوریتم های داده کاوی است. برای پایش و شناسایی آبکندهای موجود در منطقه با سنجش از دور، از تصاویر QuickBird سال ۲۰۲۱ و نرم افزار Orfeo برای قطعه بندی تصویر مورد نظر استفاده شد. سپس با بازدیدهای میدانی، ۸۱ آبکند در منطقه انتخاب شد. در نهایت، در محیط پایتون (کولب) با استفاده از تحلیل هم خطی بر ۲۳ شاخص موثر در وقوع فرسایش آبکندی با سه مدل جنگل تصادفی، حداکثر آنتروپی و ماشین بردار پشتیبان اقدام به مدل سازی شد. بعد از انجام تحلیل هم خطی، هفت عامل شامل فاصله از گسل، ارتفاع، NDBI، NDWI، Band۳، Band۵ و Band۷ به دلیل مقدار تورم واریانس بالاتر از پنج، از مرحله مدل سازی حذف شدند. نتایج حاصل از بررسی متغیرهای تاثیرگذار نشان داد که در مدل جنگل تصادفی بارندگی، شاخص فاصله از رودخانه، شاخص HAND، فاصله از جاده و دره پراهمیت ترین شاخص ها می باشند. هم چنین، نتایج پهنه بندی با استفاده از این شاخص ها حاکی از آن بود که در مدل جنگل تصادفی، ۶۵/۸ درصد از مساحت منطقه در خطر فرسایش زیاد و خیلی زیاد قرار دارد که در مقایسه با دو مدل حداکثر آنتروپی و ماشین بردار پشتیبان با عملکرد بهتری نواحی مستعد فرسایش را پیش بینی کرده است. در نهایت، برای اعتبارسنجی مدل از منحنی ROC استفاده شد. مقادیر AUC در مدل جنگل تصادفی در دو مرحله آموزش و اعتبارسنجی ۹۵/۰ و ۹۴/۰ درصد به دست آمد که بیان گر صحت بالای این مدل در پیش بینی مناطق با حساسیت بالا به فرسایش آبکندی است. نتایج این پژوهش و کارایی فناوری شیء گرا در تفکیک آبکندها، می تواند به پژوهش گران کمک کند که با لحاظ کردن اقدامات حفاظتی و آبخیزداری در اراضی لسی از تمرکز رواناب های ناشی از بارش سیلابی، در مناطق با حساسیت زیاد به وقوع آبکند جلوگیری کنند.

کلیدواژه ها:

جنگل تصادفی ، حداکثر آنتروپی ، سد بوستان ، شاخص HAND ، ماشین بردار پشتیبان