ارزيابي و تعيين مناطق حساس به آتش با استفاده از روش‌هاي يادگيري ماشيني (مطالعه موردي: استان ايلام شهرستان دره‌شهر)

علوم و مهندسي محيط زيست گرايش ارزيابي و آمايش سرزمين

10/19/2022 12:00:00 AM

چكيده آتش از مهمترين مخاطرات طبيعي بوده كه تاثير بسزائي بر ساختار و پويايي اكوسيستم¬هاي طبيعي از جمله جنگل¬ها دارد. با توجه به قرارگيري ايران در كمربند خشك و نيمه¬خشك جهان، هر ساله تعداد زيادي آتش-سوزي عمدي و غير عمدي در مناطق مختلف كشور به وقوع مي¬پيوندد. با توجه محدوديت نيروي ادارات منابع طبيعي و محيط زيست، اطلاع از مناطق حساس به وقوع آتش مي¬تواند نقش بسزائي در مديريت و كنترل آتش¬سوزي داشته باشد. به همين دليل تحقيق حاضر در صدد است تا با استفاده از روش¬هاي يادگيري ماشين و عوامل تاثيرگذار بر آن، مناطق حساس به وقوع آتش را در شهرستان دره شهر در استان ايلام تعيين نمايد. در اين راستا دو روش جنگل تصادفي (Random Forest) و ماشين بردار پشتيبان (Support Vector Machine) و 2024 نقطه وقوع آتش استفاده شد. عوامل محيطي نيز در چهار گروه اصلي شامل عوامل توپوگرافي (ارتفاع، جهت شيب، تند شيب)، عوامل اقليمي (بارش، رطوبت نسبي، باد، درجه حرارت)، عوامل زيستي (پوشش گياهي و رطوبت خاك) و عوامل انسان ساخت (فاصله از مناطق مسكوني، فاصله از جاده، فاصله از اراضي كشاورزي، فاصله از آبراهه) تهيه شدند. ارزيابي دقت مدل¬هاي مورد استفاده با استفاده سطح زير نمودار (AUC) در منحني ROC و آماره¬هاي ارزيابي متقاطع (Cross-validation) انجام شد. بررسي سالانه وقوع آتش نشان داد كه يك روند افزايشي و معني¬دار در تعداد وقوع آتش در منطقه وجود دارد و آمار وقوع آتش¬سوزي از سالي كمتر از 30 مورد به بيش از 500 مورد افزايش يافته است. بررسي سهم عوامل تاثيرگذار بر وقوع آتش نشان داد كه عوامل انسان ساخت (فاصله از مناطق مسكوني) و عوامل اقليمي (درجه حرارت) نقش مهمتري در نقاط داراي سابقه آتش داشتند. نتايج مدل¬سازي با روش جنگل تصادفي نشان داد كه 63/60 درصد از سطح منطقه مورد مطالعه جزو مناطق كم خطر براي وقوع آتش بشمار مي¬رود در حالي كه مناطق با خطر زياد وقوع آتش بيش از 90 هزار هكتار (20 درصد) از اراضي منطقه را در بر مي¬گرفت. بر اساس مدل ماشين بردار پشتيبان، تنها حدود نيمي از سطح منطقه در كلاس خطر كم وقوع آتش قرار داشت در حالي كه كمتر از يك درصد (59/258 هكتار) از سطح منطقه داراي خطر زياد وقوع آتش بود. بررسي سطح زير نمودار نشان داد كه هر دو مدل داراي دقت مناسبي بوده هرچند مدل جنگل تصادفي (AUC = 0.97) داراي دقت بالاتري نسبت به مدل ماشين بردار پشتيبان (AUC = 0.86) بود. نتايج بدست آمده از اين تحقيق نشان داد كه عوامل انساني مهمترين عوامل تاثيرگذار بر وقوع آتش در منطقه مورد مطالعه هستند. بنابراين افزايش فرهنگ عمومي و كاهش رفتارهاي خطرناك در طبيعت مي¬تواند موجب كاهش وقوع آتش در اين منطقه شده و سهم زيادي در حفاظت از محيط زيست و حفظ منابع طبيعي داشته باشد. كلمات كليدي: مدل¬سازي آتش، جنگل تصادفي، ماشين بردار پشتيبان، مديريت اكوسيستم

225166

دانشگاه اردکان

مروتي مريم Morovati Maryam