ارزیابی فرسایش آبکندی با استفاده از مدل های وزن شاهد (wofe) و دمپستر– شیفر (dsh) در آبخیز ایلام

مقدمه و هدففرآیند مدل‏ سازی برای هر پدیده یا متغیر وابسته با استفاده از عامل‌های موثر محیطی (متغیرهای مستقل) می ‏تواند افزون بر تعیین وضعیت شرایط حال، قابل تعمیم به آینده نیز باشد. ازاین‌رو، فرض اولیه در تمام مدل‏ سازی‏ های محیطی، مبتنی بر اصل یکنواختی است که برای هدف این پژوهش نیز قابل تعمیم است و سنجه‌های پستی‌بلندی از عامل‌های اصلی در ایجاد و گسترش فرسایش آبکندی هستند. این پژوهش با هدف تعیین اندازه صحت نقشه‌های حساسیت به فرسایش آبکندی بر اساس مدل‌های وزن شاهد و دمپستر-شیفر با استفاده از منحنی ویژگی عملگر نسبی یا گیرنده (auc و roc) انجام شد. همچنین، آستانه‌های عامل‌های موثر (شامل شاخص‌های پستی‌بلندی و عامل‌های محیطی مدنظر) بر رخداد فرسایش آبکندی در آبخیز ایلام تعیین شد.مواد و روش‌هاآبخیز ایلام در استان ایلام و در جنوب غربی ایران است. در این پژوهش برای تعیین آستانه‌ها و پهنه ‏بندی حساسیت‏ پذیری فرسایش آبکندی از مدل‌های بیشینه وزن شاهد و دمپستر-شیفر استفاده شد. این پژوهش، در هفت گام اصلی انجام شد. در گام اول منطقه پژوهشی انتخاب شد و نقشه پراکنش رخداد آبکند‌ها (متغیر وابسته) تهیه شد و داده‌ها به‌شکل تصادفی به دو دسته آموزشی یا واسنجی (70%) و دسته آزمایشی یا پیش‌بینی (30%) تقسیم شدند. در گام دوم نقشه‌های 22 عامل موثر (متغیرهای مستقل) تهیه و آماده‌سازی شد. در گام سوم عامل‌های موثر با استفاده از آزمون هم‌راستایی میان عامل‌های موثر و رخداد آبکند‌ها انتخاب شدند. در گام چهارم مدل‌های وزن‌ شاهد و دمپستر-شیفر اجرا شد و نقشه‌های پهنه‌بندی تهیه شد. در گام پنجم اعتبارسنجی، ارزیابی، مقایسه نقشه‌های پهنه‌بندی و پیش‌بینی حساسیت به‌دست آمده از مدل‌های نامبرده در دو مرحله واسنجی و پیش‌بینی انجام شد. در گام ششم آستاه ها و اهمیت عامل‌های موثر بر اساس بهترین مدل تعیین شد. در گام هفتم نقشه پهنه‌بندی و پیش‌بینی حساسیت به رخداد فرسایش آبکند تهیه شد.نتایج و بحثدر این پژوهش، پس از بازدیدهای میدانی، تفسیر تصویرهای هوایی و پردازش تصویر ماهواره‌ای، 331 آبکند شناسایی و بررسی شد. نقشه پراکنش فرسایش آبکند برای 331 آبکند تهیه و رقومی شد که از این تعداد آبکند 70% (232 آبکند) برای آموزش و از30% باقی‌مانده (99 آبکند) برای اعتبارسنجی مدل وزن شاهد و دمپستر-شیفر استفاده شد.  برای اعتبارسنجی مدل‌ها از منحنی مشخصه عملکرد ساختار roc و مساحت سطح زیر منحنی auc استفاده شد. ابتدا داده‌های به‌دست‌آمده از نقشه‌های پهنه‌بندی فرسایش آبکندی با استفاده از هر دو مدل وزن شاهد و دمپستر-شیفر به‌شکل جداگانه با نقاط 99 آبکند و 232 آبکند برازش‌داده شد. سپس، داده‌ها به فایل اکسل انتقال داده شدند و با استفاده از نرم‌افزار spss تحلیل و بررسی شدند. بر اساس نتایج نقاط واسنجی (30%)، در هر دو مدل درصد سطح زیر منحنی قابل قبول بود که این موضوع نشان‌دهنده عملکرد زیاد هر دو مدل در منطقه پژوهشی بود.نتیجه‌گیری و پیشنهادهاشناسایی میدانی دقیق نقاط فرسایش آبکندی با استفاده از دستگاه جی‌پی اس، یکی از نتایج به‌دست آمده از این پژوهش بود. در نتیجه، نقشه پراکنش فرسایش آبکندی 331 آبکند تهیه شد و برای اولین بار در آبخیز پژوهش‌شده بررسی و ثبت شد. یکی از مزیت‌ها و نوآوری‌های این پژوهش استفاده از تصویرهای ماهواره‌ای آلوس و نرم‌افزارهای جی‌آی‌اس و ساگا جی‌آی‌اس بود. نتایج بیانگر بیشترین استخراج متغیرهای مستقل موثر بر متغیر وابسته فرسایش آبکندی در سامانه آبخیز بود و 22 لایه رستری تهیه شد. سرانجام، نتایج تحلیل آماری جدول رتبه‌بندی مهم‌ترین شاخص‌های ایجاد فرسایش آبکندی در منطقه نشان داد که شاخص کاربری زمین (37/1%)، تراکم آبراهه (17/7%)، سنگ‌شناسی (13/2%)، اقلیم (9/4%)، بارش (5/5%) و ndvi (/%3/5) و دیگر شاخص‌ها به‌ترتیب بر فرسایش تاثیر‌گذار بودند. نتایج این پژوهش قابل ترویج و آموزش است و دستگاه‌های اجرایی برای مهار فرسایش آبکندی می‌توانند با استفاده از نتایج این پژوهش اقدام‌های لازم را انجام دهند.

evaluation of gully erosion using weight of evidence (wofe) and dempster-schiffer (dsh) models in ilam watershed

introduction and goal in general, the modeling process for any phenomenon or dependent variable using effective environmental factors as independent variables can be generalized to the future in addition to determining the status of current conditions. therefore, the basic assumption in all environmental modeling is based on the principle of uniformity or uniformitarianism, which can be generalized for the subject of this research, and topographic metrics are one of the main factors in the creation and expansion of gully erosion. this research was conducted with the aim of determining the accuracy of water erosion susceptibility maps based on wight of evidence and dempster-schiffer weight models using relative operator or receiver characteristic curve (auc and roc). also, the thresholds of effective factors (including low-elevation indices and considered environmental factors) on the occurrence of gully erosion in ilam watershed were determined.materials and methods the ilam watershed is in ilam province in the southwest of iran. in this research, dempster-shiffer and maximum weight models were used to determine the thresholds and zoning of gully erosion sensitivity. this research was done in seven main steps. in the first step, the research area was selected and the flood event distribution map (dependent variable) was prepared, and the data were randomly divided into two training or calibration groups (70%) and experimental or prediction groups (30%). in the second step, maps of 22 effective factors (independent variables) were prepared. in the third step, the effective factors were selected using the alignment test between the effective factors and the occurrence of floods. in the fourth step, wight of evidence and dempster-schiffer weight models were implemented and zoning maps were prepared. in the fifth step of validation, evaluation, comparison of zoning maps and prediction of sensitivity obtained from the mentioned models were done in two stages of recalibration and prediction. in the sixth step, thresholds and importance of effective factors were determined based on the best model. in the seventh step, the zoning map and prediction of sensitivity to the erosion event of gully was prepared.results and discussion in this research, after field surveys, interpretation of aerial photographs and processing of satellite images, 331 gullyes were identified and investigated. the distribution map of gully erosion has been prepared and digitized for 331 gullyes, of which 70% of the gullyes were used to train wight of evidence and dempstershafer models, which includes 232 gullyes. the remaining 30%, which includes 99 gullyes, was used to validate the models from the characteristic curve of the roc system and the surface area under the auc diagram.