تئوری بیزین

مقدمه یکی از وظایف مهم دانش ژئومورفولوژی کاربردی، بررسی موقعیّت و ارزش محیط های انسانی خطرپذیر و آسیب پذیر در برابر انواع مخاطرات ژئومورفیک است. رخدادهای طبیعی فرآیندهای پیچیده ای هستند که بر تمامی بخش های کره زمین تأثیر می گذارند. در ایران در مورد خسارات ناشی از حرکات توده ای مطالعاتی صورت گرفته که طبق گزارش، خسارت مربوط به 4900 زمین لغزش از بانک اطلاعاتی تا پایان شهریور ماه 1386، معادل 126893 میلیارد ریال برآورد گردید. در دهه های اخیر افزایش زیادی در تمایل به استفاده ازمدل های گرافیکی، از جمله شبکه های بیزین در مدل سازی منابع طبیعی و به ویژه خطر وقوع زمین لغزش شده است. هدف از این پژوهش پهنه بندی حساسیت زمین لغزش با استفاده از مدل احتمالاتی وزن واقعه در حوضه آبخیز بار نیشابور است. تحقیق حاضر در صدد شناسایی و تعیین مناطق حساس به زمین لغزش با استفاده از روش مذکور است تا با شناسایی این مناطق اقدامات اجرایی برای کنترل در منطقه، سمت و سویی منطقی بیابد و از اتلاف انرژی و سرمایه جلوگیری شود. مواد و روشها جهت تهیّه نقشه خطر زمین لغزش ابتدا با استفاده از نقاط لغزشی بانک اطلاعات زمین لغزش کشور، 32 زمین لغزش و پهنه لغزشی تشخیص داده شد و نقشه پراکنش زمین لغزش های منطقه مورد مطالعه تهیّه گردید. مرحله بعدی شامل تهیّه پایگاه اطلاعاتی از عوامل مؤثر در زمین لغزش می باشد. سپس برای انجام تحقیق با استفاده از داده های فوق و بر اساس مدل احتمالاتی وزن واقعه(بیزین)، پهنه های حساس به زمین لغزش حوضه آبخیز بار مشخص گردید. شبکه های بیزین به نام شبکه های تصمیم، شبکه های تصادفی و نمودارهای تأثیر نیز شناخته می شوند. حوضه آبخیز بار با فاصله 40 کیلومتری در شمال غرب شهرستان نیشابور و 18 کیلومتری شمال شهرستان فیروزه و از نظر موقعیّت ریاضی بین 32 27 ˚36 تا 10 33 ˚36 عرض شمالی و 44 40 ˚58 تا 44 46 ˚58 طول شرقی در دامنه های جنوبی ارتفاعات بینالود واقع شده است. بحث در روش احتمالاتی وزن واقعه برای وزن دهی به لایه های مختلف اطلاعاتی، از نقشه پراکنش زمین لغزش های منطقه استفاده شد. بعد از تهیّه نقشه های وزنی بر اساس روابط مدل، نقشه حساسیت خطر وقوع زمین لغزش تهیّه گردید و بر اساس شکستگی های طبیعی به چهار کلاس (خطر کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد) طبقه بندی شد. لذا نمی توان جهت ارزیابی نقشه های مورد نظر و تعیین دقت آنها، از نقشه پراکنش زمین لغزش های منطقه مورد مطالعه استفاده کرد. جهت حل این مشکل 70 درصد از نقاط لغزشی برای مدل سازی و 30 درصد باقیمانده برای ارزیابی مدل مذکور مورد استفاده قرار گرفت. سپس با استفاده از منحنی راک(ROC) صحت نقشه های تهیّه شده مورد تأیید قرار گرفت. در نهایت نقشه ای که دارای بیشترین دقّت بود به عنوان نقشه نهایی حساسیت خطر زمین لغزش برای منطقه مورد مطالعه پیشنهاد شد. نتیجه گیری نتایج به دست آمده از ارتباط هر یک از عوامل مؤثر بر وقوع لغزش و نقشه تهیّه شده با استفاده از تئوری احتمالاتی بیزین نشان می دهد که بیشتر لغزش های منطقه در کلاس شیب 15-5 درجه، جهت جنوب و جنوب شرقی، شکل شیب محدب، طبقات ارتفاعی 1700-1580 متر، کاربری های مرتع و اراضی آبی و باغی، فاصله 300-0 و 600-300 متری از گسل، لیتولوژی سازند دلیچای(Dlichai Formation)، شاخص رطوبت30-20 و شاخص توان آبراهه 60-45 به ترتیب بیشترین وزن ها را به خود اختصاص داده بنابراین بیشترین حساسیت را به لغزش در منطقه مورد مطالعه دارند. ارزیابی مدل با استفاده از منحنی راک صورت پذیرفت و دقت مدل احتمالاتی تهیّه شده در منطقه، 51/76 درصد (خیلی خوب) برآورد گردید. نتایج این پژوهش نشان داد که مهمترین عوامل مؤثر در ناپایداری شیب های منطقه عامل لیتولوژی و فاصله از گسل و شاخص رطوبت می باشد.

در این پژوهش با استفاده از زمین لغزش های ثبت شده در منطقه و 11 پارامتر طبیعی (سنگ-شناسی، فاصله از گسل، فاصله از رودخانه، شاخص حمل رسوب (STI)، شاخص توان آبراهه (SPI)، بارش، شاخص رطوبت توپوگرافیک (TWI)، درجه شیب، جهت شیب، کاربری زمین و تراکم پوشش گیاهی (NDVI) نقشه حساسیت زمین لغزش برای حوضه سیاهرود استان گیلان تهیه گردیده است. جهت انجام این کار از تئوری بیزین استفاده شده است. با استفاده از احتمالات تئوری بیزین ارتباط بین پارامترها و مناطق لغزشی (دو سوم مناطق لغزشی) تعیین شد و وزن هر طبقه از پارامترها به دست آمد. اجرای مدل و اعمال وزن لایه ها با استفاده از نرم افزار Arcmap صورت گرفت و درنهایت نقشه حساسیت زمین لغزش در پنج کلاس حساسیت به دست آمد. با توجه به نقشه به دست آمده و نیز وزن کلاس های هر یک از پارامترها، کلاس تراس های آبرفتی قدیمی و مخروط افکنه های مرتفع در لایه سازند، مرتع متوسط در بین کلاس های کاربری زمین، جهات شمالی و شمال غربی، شیب های 20-5 درجه و نیز فاصله 100-0 متر از رودخانه بیشترین وزن و تأثیر را در وقوع زمین لغزش های منطقه دارند. دقت نقشه حساسیت زمین لغزش با استفاده از یک سوم (30 نقطه لغزشی) مناطق لغزشی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتیجه ارزیابی نشان داد که مدل با قابلیت پیش بینی 3/83 درصد زمین لغزش ها در کلاس خطر زیاد و خیلی زیاد، دقت قابل قبولی در ارزیابی و تهیه نقشه حساسیت زمین لغزش دارد.

هدف از انجام این پژوهش ارائه روش ترکیبی بیزین رگرسیون لجستیک و مقایسه کارایی آن با روش رگرسیون لجستیک به منظور تهیه نقشه پیش بینی مکانی وقوع حرکت های توده ای در استان کردستان می باشد. در ابتدا، بر اساس مرور منابع 18 عامل تأثیرگذار بر وقوع حرکت های توده ای شامل: درجه شیب، جهت شیب، ارتفاع، انحنای معمولی شیب، انحنای عرضی شیب، انحنای طولی شیب، شاخص توان حمل جریان، شاخص نمناکی توپوگرافی، شاخص طول و زاویه شیب، لیتولوژی، بارش، کاربری ارضی، فاصله از گسل، تراکم گسل، فاصله از رودخانه، تراکم رودخانه، فاصله از جاده و تراکم جاده انتخاب شدند. سپس، در روش رگرسیون لجستیک (LR) بر اساس سطح معنی داری آماری 7 عامل و در روش بیزین لجستیک رگرسیون (BLR) بر اساس شاخصInformation Gain Ratio، 11 عامل به عنوان عوامل مؤثر انتخاب و جهتمدل سازی به کار گرفته شدند. ارزیابی مدل ها (داده های تعلیمی و داده های تست) توسط معیارهایSpecificity،Sensitivity،Accuracy، درصد مساحت زیر منحنیROC و ریشه میانگین مربعات خطا انجام شدند. نتایج ارزیابی مدل های مورد استفاده در این تحقیق نشان داد که اختلاف معنی داری در سطح 95 درصد بین کارایی و نقشه های پیش بینی مکانی تهیه شده برای مناطق حساس به وقوع حرکت های توده ای خاک با روش هایBLR وLR مشاهده نشد و می توان از مدلBLR نیز به مانند مدلLR به عنوان یک مدل معیار استفاده نمود. لذا با روشLR حدود 26 درصد از مساحت استان کردستان در معرض حساسیت زیاد و خیلی زیاد به وقوع حرکت های توده ای(54 درصد مجموع حرکتهای توده ای) قرار دارد و با روشBLR حدود 33 درصد از مساحت استان کردستان در معرض حساسیت زیاد و خیلی زیاد به وقوع حرکت های توده ای (64 درصد مجموع حرکتهای توده ای) قرار دارد که نواحی غرب استان دارای پتانسیل بیشتری هستند.