به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

spatial modeling

در نشریات گروه آبخیزداری، بیابان، محیط زیست، مرتع
تکرار جستجوی کلیدواژه spatial modeling در نشریات گروه کشاورزی
تکرار جستجوی کلیدواژه spatial modeling در مقالات مجلات علمی
  • عبدالحسین بوعلی، نرگس کریمی نژاد*، محسن حسینعلی زاده

    تدوین استراتژی های مناسب برای ارزیابی کمی فرسایش بادی با دقت بالا اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق 50 نقطه شواهد زمینی انتخاب شدند؛ سپس 8 شاخص سرعت باد، کاربری اراضی، شوری خاک، رطوبت خاک، بافت سطحی خاک، تراکم پوشش گیاهی، مقدار بارش و مدل رقومی ارتفاعی که با داده های میدانی همبستگی داشتند، برای مدل سازی انتخاب شدند. چهار روش یادگیری ماشین به ترتیب  SVM, GBM, GLM و  RF برای مدل سازی خطر فرسایش بادی در منطقه مورد مطالعه مورد استفاده قرار گرفت. به منظور ارزیابی عملکرد مدل ها، از 3 شاخص ضریب کاپا، منحنی تشخیص عملکرد (ROC) و آمار واقعی مهارت مرتبط با آستانه (tss) استفاده شد. درنهایت از میانگین وزنی مدل ترکیبی در بسته آماری SDM، برای کاهش عدم قطعیت در مدل سازی منطقه استفاده شد. براساس نتایج به دست آمده، مدل SVM با 95/0AUC = ، 97/0TSS =  و 87/0kappa= بهترین عملکرد را داشته است. براساس مدل ترکیبی منطقه مورد مطالعه ازنظر شدت فرسایش بادی 44% در کلاس کم، 16% در کلاس متوسط، 15% در کلاس شدید و 25% در کلاس بسیار شدید قرار گرفته است. بنابراین با در نظر گرفتن نتایج مدل ترکیبی (به عنوان مدلی با کمترین عدم قطعیت)، می توان از پیشروی فرایند تخریب سرزمین و فرسایش بادی کاست.

    کلید واژگان: فرسایش بادی، تخریب سرزمین، گوگل ارث انجین، مدل سازی مکانی
    Abdolhossein Boali, Narges Kariminejad *, Mohsen Hosseinalizdeh
    Introduction

    Characterized by fragile ecosystems, dry regions are prone to frequent damage and wind erosion, making it crucial to develop effective strategies for accurately assessing wind erosion. Therefore, this study sought to model and prepare a wind erosion risk map using remote sensing and machine learning approaches in Sabzevar City. Throughout the past decades, this region has continuously suffered from land degradation, water and wind erosion, land use conversion, and groundwater depletion. Thus, this study identified the most important parameters contributing to wind erosion in the study area after reviewing the sources of wind erosion and its evaluation models. Moreover, a distance measurement index was considered for each individual parameter. Also, machine learning methods were used to model and prepare the wind erosion map of Sabzevar city using the remote sensing indicators prepared and auxiliary points obtained by reviewing previous studies. Finally, to reduce the uncertainty of the results, the combined modeling method was used to prepare the wind erosion map. 

    Material and methods

    fifty ground data points were collected through performing field visits and reviewing the previous studies conducted in the study area. Accordingly, eight factors, including wind speed, land use, soil salinity, soil moisture, soil texture, vegetation density, precipitation, and digital elevation model (DEM) were selected based on the review of the related literature review. Then, to model wind erosion in the study area, the values found for each of the aforementioned factors were correlated with the field data. Moreover, four machine learning techniques, including SVM, GBM, GLM, and RF were used to predict wind erosion risk in the study area. In addition, the kappa coefficient, ROC curve, and True Skill Statistics (TSS) were used to assess model performance. Finally, a combined model was employed in the SDM statistical package to minimize the uncertainty of regional modeling. 

    Results

    The SVM model demonstrated the best performance with AUC = 0.95, TSS = 0.97, and kappa = 0.87. The results indicated that the eastern regions of the study area were affected the most by severe wind erosion. Moreover, the combined model revealed that 44% of the area fell within the low wind erosion class (5340 square kilometers), 16% in the medium class (2007 square kilometers), 15% in the severe class (1916 square kilometers), and 25% in the very severe class (3122 square kilometers). The results of the significance of the variables showed that wind speed, precipitation, vegetation density, and surface moisture (NDMI) were the most important factors that contributed to the region’s wind erosion, respectively. Furthermore, land use change, soil salinity, and soil surface texture were found to have the least contribution to wind erosion in the study area, respectively. These findings can help the relevant decision-makers to set managerial policies and practical plans to avoid the risks of wind erosion. 

    Discussion and Conclusion

    effective planning, optimal management, and corrective measures can be made and implemented to prevent land degradation and wind erosion in the affected areas by using the combined model with the least uncertainty. Generally, modeling wind erosion and preparing its map play a fundamental role in environmental studies. In this study, four models were applied in the form of an SDM statistical package, where the accuracy of the evaluation results clearly identified the best model. The difference in the results obtained from the performance of the models confirmed the uncertainty between them. Therefore, it appears that using a combined approach can be a suitable solution to reduce the uncertainty of modeling. The results of the study also suggested that the western areas of Sabzevar City were the most important centers of wind erosion production, where the surface of the hills was loamy and sandy. Thus, to avoid wind erosion in the study area, some corrective and biological measures are suggested, including the cultivation and development of salinity-resistant plant community cover, the cultivation of sand-loving plants, and the construction of windbreaks for sand dunes. While the measures performed so far in combating dust storms and wind erosion in Sabzevar city have proved to be ineffective, the intensified occurrence of dust in the region throughout the recent years and the irreparable consequences it has brought about make it necessary to devise and implement a comprehensive plan to deal with those phenomena. In this regard, the wind erosion risk intensity maps prepared in this study can be an efficient and appropriate tool for managing and reducing the effects of wind erosion and land destruction.

    Keywords: Wind Erosion, Land Degradation, Google Earth Engine, Spatial Modeling
  • احسان مرادی، علی طویلی*، محسن اسداللهی، محمدرضا احمدی رکن آبادی

    رویشگاه بالقوه گیاه مرتعی شنبلیله شیرازی (Trigonella elliptica) در اراضی مرتعی استان یزد با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی به عنوان یکی از مدل های پیشرفته یادگیری ماشینی مدل سازی شد. از 11 متغیر کاربری اراضی، شاخص شوری خاک، بارندگی، حداقل و حداکثر دما، تبخیر، ارتفاع، جهت و درجه شیب، فاصله تا آبراهه و شاخص خیسی توپوگرافی و همچنین موقعیت مکانی حضور شنبلیله شیرازی استفاده شد. از مجموع 103 موقعیت مکانی ثبت شده به عنوان نقاط حضور این گیاه، به طور تصادفی 70 درصد برای آموزش مدل و 30 درصد برای آزمون مدل توسعه داده شده استفاده شد. به منظور اعتبارسنجی و آزمون مدل، از مساحت زیر منحنی مشخصه عملکرد (AUC_ROC) و جهت تعیین اهمیت متغیرهای محیطی مورد استفاده در مدل سازی از روش جک نایف (Jackknife) استفاده شد. نتایج ارزیابی مدل با استفاده از منحنی ROC (AUC>0/8)، عملکرد خیلی خوب را نشان داد. همچنین آماره های خطا شامل صحت، دقت مدل سازی، مقادیر اریبی، احتمال آشکارسازی و نرخ هشدار اشتباه به ترتیب 0/9، 0/79، 1، 0/93 و 0/04 را نشان دادند که بیان گر عملکرد خوب مدل است. نتایج تعیین اهمیت متغیرها نشان داد که به ترتیب عامل درجه شیب، و سپس ارتفاع و شاخص خیسی توپوگرافی نسبت به بقیه عوامل در تعیین رویشگاه بالقوه شنبلیله شیرازی اهمیت بیشتری دارند. نقشه حاصل از پیش بینی رویشگاه بالقوه شنبلیله شیرازی می تواند به عنوان اطلاعات دقیق به منظور احیاء رویشگاه های تخریب شده این گیاه مرتعی در استان یزد مفید واقع شده و مورد توجه بخش اجرایی قرار گیرد.

    کلید واژگان: مدل سازی مکانی، شنبلیله شیرازی، مراتع استان یزد، جنگل تصادفی
    Ehsan Moradi, Ali Tavili *, Mohsen Asadollahi, MohammadReza Ahmadi Roknabadi

    Identifying plant species distribution and potential habitats which are under degraded in the rangelands ecosystem is an essential challenge in natural resource science. Performance these studies will support rangeland conservation, restoration, and management measures. In this study, the potential habitat of Trigonella elliptica in rangeland of Yazd province was modeled using one of the advanced machine learning models (Random Forest algorithm). We used 11 variables including land use, soil salinity index, rainfall, minimum and maximum temperature, evaporation, elevation, aspect and degree of slope, distance from river, and topographic wetness index, as well as 103 presence points of T. elliptica to improve the model. 70 % of the T. elliptica presence points were randomly selected for model training and 30% of them for model testing. In order to evaluate the model and the importance of environmental variables were used the area under the receiver operator characteristic (ROC) curve and the Jackknife methods respectively. The evaluation results of the model using the ROC curve (AUC> 0.8) showed a very good performance. Error statistics including Accuracy, Precision, Bias, Probability of Detection and False Alarm Ratio showed 0.9, 0.79, 1, 0.93 and 0.04, respectively, which demonstrate the good performance of the model to prediction. In addition, the results of determining the importance of variables showed that the slope degree and following it, elevation and topographic wetness index are more important than other variables in determining the potential habitat of T. elliptica. The map obtained from the prediction of the potential habitat of T. elliptica can be very useful as accurate information in the rangeland management in order to Reclamation the destroyed habitats of this rangeland plant in Yazd province and be highly regarded by rangeland managers.

    Keywords: Spatial modeling, Trigonella elliptica, Rangelands of Yazd province, Random forest
  • منیژه رضوی حسین آباد، علیرضا امیریان چکان، محمد فرجی*، جمال موسویان
    یکی از روش های مناسب جهت بررسی تاثیر عملیات حفاظت خاک و مدل‏سازی فرسایش آبی خاک، بررسی پایداری خاکدانه ها و تغییرات مکانی آن است. تحقیق حاضر با هدف مدل‏سازی پایداری خاکدانه ها و تغییرات مکانی آن‏ها در یک منطقه تحت عملیات درخت کاری و کنتورفارو و منطقه ای مشابه و مجاور آن به عنوان منطقه شاهد در منطقه چاه ماری بهبهان در استان خوزستان انجام شد. تعداد 150 نمونه خاک از عمق 0تا 5 سانتی متری برداشته شد و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD) به روش الک خشک (MWDd) و الک تر (MWDw) تعیین گردید. برای تهیه نقشه توزیع مکانی MWD از تکنیک های نقشه برداری رقومی‏خاک (DSM) استفاده گردید. برای‏این منظور، متغیرهای محیطی دارای ارتباط با MWD از تصویر سنجنده لندست 8 و مدل رقومی ‏ارتفاع (DEM) استخراج و به منظور برقراری ارتباط بین ‏این متغیرها و MWD از مدل های شبکه‏های عصبی مصنوعی (ANN) و درخت رگرسیون (RT) استفاده گردید. نتایج نشان داد اقدامات کنترلی انجام شده در منطقه روی MWDd تاثیر معنی دار ولی روی MWDw تاثیر معنی داری نداشت. آنالیز همبستگی نشان داد بین پارامترهای استخراج شده از DEM با MWDw همبستگی معنی داری وجود نداشت ولی بین برخی پارامترهای استخراج شده از DEM با MWDd همبستگی معنی داری وجود داشت. همچنین همبستگی MWDd و MWDw با اکثر پارامترهای تصویر ماهواره ای معنی دار بود. کارآیی مدل های ANN و RT در تخمین MWDw نسبتا بالا و تا حدودی مشابه ولی در تخمین MWDd کارآیی ANN بالاتر از RT بود. به طور کلی نتایج نشان داد روش های نقشه برداری رقومی ‏رویکردی مناسب برای تخمین و پهنه بندی MWD می باشند.
    کلید واژگان: درخت رگرسیون، شبکه های عصبی مصنوعی، مدل‏سازی مکانی، نقشه برداری رقومی ‏خاک
    Manizheh Razavi Hosain Abad, Alireza Amirian Chekan, Mohammad Faraji *, Jamal Mosavian
    Soil aggregate stability and its spatial distribution can be considered as a good indicator for assessing the results of measures conducted for mitigation soil erosion. This study was conducted in two adjacent sites in Chahmari region, Kuzestan province. At one site afforestation and contour furrowing were conducted to control soil erosion and the adjacent site with no controlling measures was considered as control. A total of 150 soil samples were collected from the surface layer (0-5 cm) of two sites and mean weight diameter of aggregates (MWD) were measured using dry and wet sieving (MWDd and MWDw, respectively). Based on digital soil mapping (DSM) approach and to map MWD spatially, several environmental covariates were derived from a Landsat 8 image and a digital elevation model (DEM). Two machine learning algorithms including artificial neural networks (ANN) and regression trees (RT) were used to predict MWD with covariates as inputs. Results indicated a significant difference between MWDd in two sites, but no significant difference was found between MWDw. Correlation analysis revealed no correlation between MWDw and all terrain attributes derived from the DEM, but significant correlations were obtained between MWDd and some terrain attributes. Most covariates derived from Landsat images had significant correlation with both MWDw and MWDd. ANN and TR had relatively high and almost the same accuracy in predicting MWDw, but in predicting MWDd, ANN was superior to RT. In general, the findings showed good performance of DSM techniques in predicting and spatial mapping of MWD.
    Keywords: Artificial Neural Networks, digital soil mapping, Regression tree, Spatial modeling
  • مهدیس امیری، حمیدرضا پورقاسمی*، غلامعباس قنبریان، سید فخرالدین افضلی
    فرسایش خندقی یکی از اشکال پیشرفته فرسایش آبی می باشد که شناسایی عوامل موثر و پهنه بندی آن یکی از ابزار های مهم برای کنترل این پدیده می باشد. هدف اصلی پژوهش حاضر، مدل سازی مکانی و ارزیابی فرسایش خندقی با استفاده از مدل احتمالاتی وزن واقعه و سناریوهای مختلف در انتخاب محل رخداد خندق های شناسایی شده در حوزه آبخیز مهارلو در استان فارس می باشد. بدین منظور، ابتدا با استفاده از بازدید های میدانی گسترده نقاط راس خندق، انتهای خندق و همچنین مرز خندق ها (پلی گون های خندقی) شناسایی و نقشه پراکنش خندق های منطقه مورد مطالعه تهیه شد. سپس، لایه های اطلاعاتی درصد شیب، جهت شیب، انحنای سطح، طبقات ارتفاعی، شاخص رطوبت توپوگرافی، متوسط بارندگی سالانه، شاخص پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده، کاربری اراضی، واحدهای سنگ شناسی، فاصله از آبراهه، فاصله از جاده، تراکم زهکشی و مشخصات خاک (درصد سیلت، درصد رس، هدایت الکتریکی و pH) به عنوان عوامل موثر بر وقوع خندق ها شناسایی و در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی نقشه های آن ها تهیه و طبقه بندی شد. با استفاده از الگوریتم وزن واقعه ارتباط هر یک از عوامل و سه سناریو مختلف در انتخاب محل وقوع خندق ها (راس خندق، انتهای خندق و همچنین، پلی گون های خندقی) تعیین و وزن طبقه های هر عامل مشخص شد. نتایج وزن دهی لایه ها با استفاده از مدل وزن واقعه، نشان داد که افزایش بارندگی، تراکم زهکشی بالا، درصد سیلت زیاد، طبقات ارتفاعی کم، جهت های جنوبی، فاصله های کم از جاده و آبراهه، سازندهای زمین شناسی آسماری، آغاجاری، رازک، گچساران، میشان و ساچون و همچنین، اراضی لخت نقش موثری در وقوع فرسایش خندقی در منطقه مورد مطالعه داشته است. نهایتا، در محیط نرم افزار ArcGIS، نقشه های پهنه بندی حساسیت فرسایش خندقی تهیه شد. ارزیابی سه نقشه پهنه بندی فرسایش خندقی با استفاده از منحنی ROC و 30 درصد از خندق های استفاده نشده در فرایند مدل سازی حاکی از آن بود که دقت مدل های تهیه شده بر اساس سه سناریو راس خندق، انتهای خندق و پلی گون خندق ها به ترتیب 0.847، 0.861 و 0.792 می باشد. به منظور کنترل و جلوگیری از این نوع فرسایش آبی در حوزه آبخیز مهارلو، اقدامات حفاظتی و آبخیزداری را در قالب فعالیت های بیولوژیکی در مراحل اولیه و به ویژه در ابتدای خندق به منظور پیش روی از گسترش آن می توان انجام داد.
    کلید واژگان: استان فارس، راس و انتهای خندق، عوامل موثر، فرسایش آبی، منحنی ROC
    Mahdis Amiri, Hamidreza Pourghasemi *, Gholam Abbas Ghanbarian, Sayed Fakhredin Afzali
    Gully erosion is one of the most important advanced (accelerated) forms of water erosion; so, identification and consideration of effective factors and its zoning is one of the important tools for controlling this phenomenon. The main purpose of the present study is spatial modeling and assessment of gully erosion using a probabilistic Weights-of-evidence (WofE) model and its different scenarios for selecting the location of gullies identified in Maharloo Watershed, Fars Province. For this aim, first, using extensive field observations, points of headcut, end, and also the boundary of the gullies (gully polygons) were identified and the gully inventory map for the study area was prepared. Then, thematic layers such as percent slope, slope aspect, plan curvature, elevation, Topographic Wetness Index, average annual precipitation, NDVI, land use, lithological units, distance from river, distance from road, drainage density, and some soil characteristics (percent silt, percent clay, EC and pH) were identified as effective factors on gully occurrence and their maps were prepared and classified in GIS environment. In the next step, using WofE algorithm, the relationship between effective factors and three different scenarios according to gully locations (head, end and gully polygons) were determined and the weight of each factor's classes was calculated. Ultimately, gully erosion zonation maps were prepared in the ArcGIS software environment. Evaluation of three gully erosion zoning maps using the ROC curve and 30% of unused gullies in the modeling process indicated that the accuracy of the models prepared based on three scenarios are 0.847, 0.861 and 0.792, respectively. Also, results of layer weighting using WofE model indicated that rainfall increasing, high drainage density, high silt percentage, low altitudes, southern directions, low distances from roads and river, Asmari, Aghajari, Razak, Gachsaran, Mishan and Sachun geological formations, as well as bare lands, have played an effective role in the occurrence of gully erosion in the study area. In order to control and prevent this kind of erosion in the Maharlo Watershed, the protective measures and watershed management were performed in the early stages.
    Keywords: Effective factors, gully erosion, Spatial modeling, Weights-of-evidence algorithm
  • حمیدرضا پورقاسمی*، محسن محسنی ساروی
    فرونشست یکی از مخاطرات زمین ریختی است که در سال های اخیر بیش تر اقلیم های خشک و نیمه خشک را فرا گرفته است. هدف اصلی این پژوهش مدل سازی مکانی و ارزیابی حساسیت فرونشست زمین با استفاده از روش داده کاوی مدل جمعی تعمیم یافته در دشت جیرفت، استان کرمان است. فرونشست های اتفاق افتاده در منطقه با بازدید های میدانی گسترده شناسایی، و نقشه ی پراکنش آن ها تهیه شد. برای بررسی ارتباط میان فرونشست ها و عوامل موثر درصد شیب، جهت شیب، ارتفاع، سنگ شناسی، فاصله از آب راه، تراز آب های زیرزمینی، کاربری زمین، انحنای سطح، شاخص رطوبت، پستی وبلندی، و فاصله از گسل، از نظریه ی تابع اطمینان شهودی استفاده، و وزن طبقه های هر عامل مشخص شد. نتایج ارتباط میان فرونشست ها و عوامل موثر نشان داد که بیش تر فرونشست های منطقه در شیب های (2?0 درصد) ، جهت های شیب مسطح و هموار، فاصله ی کم از آب راه (کم تر از50 متر) ، فاصله ی زیاد از گسل (بیش تر از 4000 متر) ، در سازند های گروه سوم (گنبدهای ریولیتی و ریوداسیتی و توف سبز تیره) ، در زمین های بیشه زار و درختچه زار ها، دامنه های محدب با رطوبت پستی وبلندی زیاد (بیش تراز 12) و افزایش افت سطح آب زیرزمینی رخ داده است. نقشه ی پهنه بندی حساسیت فرونشست زمین با استفاده از مدل جمعی تعمیم یافته در نرم افزار آماری آر برای منطقه تهیه شد. نتایج ارزیابی مدل جمعی تعمیم یافته با استفاده از 30 % نقاط استفاده نشده در فرایند مدل سازی، و منحنی تشخیص عمل کرد نسبی نشان داد که دقت نقشه ی حساسیت فرونشست زمین تهیه شده با استفاده از مدل عمومی تجمیع یافته خیلی زیاد (81/20 %) است. بنابراین، این نقشه می تواند کمک موثری به مدیریت بهینه ی منابع آب و جلوگیری از بروز مجدد این پدیده در منطقه کند. نتایج رتبه بندی عوامل موثر به دست آمده از مدل جمعی تعمیم یافته نشان داد که عوامل طبقات ارتفاعی، تغییرات کاربری زمین و جهت شیب، به ترتیب در رتبه های بیش تر بودند
    کلید واژگان: تابع اطمینان شهودی، دشت جیرفت، فرونشست زمین، مدل سازی مکانی، مدل جمعی تعمیم یافته
    Hamid Reza Pourghasemi*, Mohsen Mohseni Saravi
    Land-subsidence phenomenon is one of the geomorphologic hazards known in arid and semi-arid areas in recent years. The main objective of the present study is to provide a land-subsidence spatial modeling and its assessment using the generalized additive model data mining technique in Jiroft Plain, Kerman Province. Land-subsidence inventory map was prepared for the study area using extensive field surveys. Evidential Belief Function was used to investigate relationships between land-subsidence and 10 effective factors including slope percentage, aspect, elevation, lithological units, distance from river, piezometric wells data, land use, plan curvature, topographic wetness index, and distance from fault, and the weight of each factor class was determined. Results of the relationships between land-subsidence and effective factors indicated that most of the subsidences of the region are occurred in low slopes (0-2%), flat and smooth aspects, small distance from a river (>50m), large distance from a fault (>4000 m), also in the third group lithological units (rhythetic dyke and rhyodity and dark green tuff), shrubbery land use type, convex slopes with high topographic wetness index (>12), and receding in groundwater level. A land-subsidence susceptibility zonation map was created using the GAM in statistical R statistical software for the study area. Results of validation of generalized additive model evaluation using 30% of unused points in the modeling process, and the receiver operating characteristic (ROC) showed that the land-subsidence susceptibility map prepared by Generalized Additive Model had a high accuracy (81.20%). Therefore, the map might be helpful for optimizing management of water resources and preventing the re-occurrence of this phenomenon in the area. Results of ranking effective factors from the generalized additive model showed that elevation, land use, and aspect were in the highest orders in land-subsidence occurrences
    Keywords: Evidential Belief Function, Generalized Additive Model, Jiroft Plain, Land, subsidence, Spatial modeling
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال