مدل‌سازي نرخ فرسايش و رسوب رودخانه سجاسرود قبل و بعد از ساخت سد گلابر با الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين

احداث سد بر روي رودخانه‌ها هم در بالادست و هم در پايين‌دست، به تغييرات ژئومورفولوژي و زيست‌محيطي گسترده‌اي منجر مي‌شود. در همين راستا براي ارزيابي اثرات سد گلابر در دوره قبل و بعد از ساخت سد، از روش‌هاي يادگيري ماشين استفاده شد. براي دسترسي به داده‌هاي موردنياز اين پژوهش نيز از مدل‌هاي رقومي ارتفاعي تصاوير ماهواره‌اي استر به‌صورت سري زماني استفاده شد. ابتدا از طريق مدل GCD، تغييرات حجمي ميزان فرسايش و رسوب در پايين‌دست سد محاسبه شد. سپس از داده‌هاي حاصل از اين مدل به‌عنوان متغير هدف در كنار لايه‌هاي نه‌گانه ژئومورفومتري و بارش و رواناب به‌عنوان داده‌هاي پيش‌بين، براي پياده كردن الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين به سه روش رگرسيون خطي چندگانه، درخت تصميم و جنگل تصادفي استفاده شد. از هفتاد درصد داده‌ها براي مدل‌سازي و از سي درصد آنها براي ارزيابي در نرم‌افزار برنامه‌نويسي R استفاده شد. نتايج مدل‌سازي نشان داد كه بهره‌برداري از سد، در ميزان فرسايش و رسوب بستر رودخانه به شدت اثرگذار بود كه در مدل RF سري زماني اول، ضريب همبستگي و خطاي RMSE به ترتيب 0.77 و 0.87 به دست آمد. اما براي دوره بعد از بهره‌برداري از سد، اين ارقام به ترتيب 0.71 و 0.89 بود. نقشه‌هاي توليدشده با روش درخت تصميم نيز روند فرسايش و رسوب را در بستر رودخانه در هر دو دور سري زماني به‌خوبي مدل‌سازي كرد، اما خروجي مدل رگرسيون خطي دقت كافي نداشت. براي ارزيابي اجمالي الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين علاوه بر ارزيابي با داده‌هاي آزمايشي خود مدل‌ها، با نتايج ميانگين كلي برخي از شاخص‌هاي مورفومتري رودخانه مانند تعداد پيچانرود، زاويه مركزي، طول كانال و شاخص سينوزيته نيز ارزيابي شد.