پهنه‌بندی خطر وقوع زمین‌لغزش با استفاده از تکنیک مدل‌سازی MLR (مطالعه موردی: حوضه آبریز ده‌شیخ)

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری دانشکده علوم جغرافیایی و برنامه ریزی دانشگاه اصفهان

2 هیئت علمی دانشگاه علوم و فنون خرمشهر

3 هیئت علمی دانشکده علوم جغرافیایی و برنامه ریزی دانشگاه اصفهان

10.22034/gp.2025.66379.3379

چکیده

این پژوهش با هدف پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش در حوضه آبریز ده‌شیخ در شمال‌شرق استان خوزستان، به شناسایی مناطق پرخطر و ارائه راهکارهای عملی با استفاده از الگوریتم رگرسیون خطی چندگانه (MLR) پرداخته است. داده‌های مورد بررسی شامل ۱۵ پارامتر مؤثر در چهار گروه اصلی عوامل زمین‌شناسی (سازندها، گسل‌ها، زلزله)، عوامل توپوگرافیکی (شیب، جهت شیب، ارتفاع)، عوامل محیطی (بارش، کاربری اراضی، پوشش گیاهی) و عوامل هیدرولوژیکی (فاصله از رودخانه، TWI، SPI) بودند. در این مطالعه، ۱۲۹ نقطه زمین‌لغزش تاریخی شناسایی و ۲۵۰۰ نقطه تصادفی به عنوان نمونه‌های کنترل تولید شد و داده‌ها به نسبت ۷۰ به ۳۰ برای آموزش و آزمون مدل تقسیم شدند. پس از تهیه لایه‌های اطلاعاتی در نرم‌افزارهای ArcGIS،SAGA-GIS و ENVI، مدل‌سازی با الگوریتم MLR در محیطRStudio انجام گرفت. اعتبارسنجی نمودار ROC نشان داد که مدل با مقدار 909/0AUC= برای داده‌های آموزشی و 906/0 AUC= برای داده‌های آزمایشی، عملکرد بسیار خوبی در پیش‌بینی زمین‌لغزش دارد. تحلیل عوامل مؤثر نشان داد که سازندهای زمین‌شناسی با ضریب 60/0 بیشترین تأثیر را در وقوع زمین‌لغزش دارند. به‌ویژه سازندهای کواترنری و گچساران به دلیل ویژگی‌های ژئوتکنیکی بیشترین حساسیت را نشان دادند. شیب با ضریب 47/0 و فاصله از رودخانه با ضریب 34/0 در رده‌های بعدی عوامل مؤثر قرار گرفتند. در مقابل، شاخص ارتفاع (09/0-)، گسل (10/0-) و NDVI (16/0-) کمترین تاثیر در زمین‌لغزش دارند. این پژوهش نشان داد که تلفیق روش‌های میدانی و سنجش از دور با الگوریتم‌های یادگیری ماشین، ابزار قدرتمندی برای مدیریت خطر زمین‌لغزش محسوب می‌شود و توجه همزمان به عوامل طبیعی و انسانی می‌تواند برنامه‌ریزی برای مناطق پرخطر را اثربخش‌تر کند. همچنین اجرای راهکارهای پیشنهادی شامل اقدامات بیولوژیک، کنترل منابع آب و تمهیدات سازه‌ای می‌تواند به کاهش قابل توجه خسارات منجر شود. پیشنهاد می‌شود در مطالعات آتی از روش‌های ترکیبی و داده‌های با دقت بالاتر استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Landslide Susceptibility Zoning Using MLR Modeling Technique: A Case Study of Deh-Sheikh Basin

نویسندگان [English]

  • mahshid moavi 1
  • heeva elmizadeh 2
  • Mojgan entezari 3
1 PhD student at the Faculty of Geographical Sciences and Planning, University of Isfahan
2 Faculty of Khorramshahr University of Science and Technology
3 Mojgan Faculty of Geographical Sciences and Planning, University of Isfahan
چکیده [English]

This research aimed to map landslide susceptibility in the Dehsheikh watershed in northeastern Khuzestan province, identifying high-risk areas and proposing practical solutions using the Multiple Linear Regression (MLR) algorithm. The study examined 15 influential parameters across four main categories: geological factors (formations, faults, earthquakes), topographic factors (slope, aspect, elevation), environmental factors (precipitation, land use, vegetation cover), and hydrological factors (distance from rivers, Topographic Wetness Index (TWI), and SPI). In this study, 129 historical landslide points were identified and 2,500 random points were generated as control samples. The data were split into a 70:30 ratio for model training and testing. After preparing information layers in ArcGIS, SAGA-GIS, and ENVI software, modeling was performed using the MLR algorithm in the RStudio environment.

The ROC curve validation showed the model had excellent performance in landslide prediction with AUC = 0.909 for training data and AUC = 0.906 for test data (p < 0.01). Factor analysis revealed the geological formations had the greatest impact on landslide occurrence (coefficient = 0.60, p < 0.001). Specifically, the Quaternary and Gachsaran formations showed the highest sensitivity due to their unfavorable geotechnical characteristics. Slope (0.47, p < 0.001) and distance from rivers (0.34, p < 0.01) were secondary influencing factors. This study demonstrated that integrating field methods and remote sensing with machine learning algorithms provides a powerful tool for landslide risk management. However, limitations include the resolution of input data and spatial scale of analysis. Simultaneous consideration of natural and human factors can make planning for high-risk areas more effective. Implementation of proposed solutions including biological measures, water resource control, and structural measures could lead to significant damage reduction. Future studies are recommended to use combined methods with higher resolution data and three-dimensional modeling approaches.

کلیدواژه‌ها [English]

  • MLR algorithm
  • hazard zoning
  • Deh Sheikh Basin
  • landslide
  • machine learning