مدل سازي و ارزيابي پتانسيل حساسيت اراضي نسبت به لغزش با استفاده از مدل هاي احتمالاتي آنتروپي شانون و وزن شاهد تئوري بيزين (مطالعه موردي: حوضه سرخون كارون

Modelling and Assessment of Landslide Susceptibility Zonation using Shannon’s Entropy Index and Bayesian Weight of Evidence (Case Study: Sarkhoon Basin, Karoon)

مدل سازي حساسيت پذيري نسبت به زمين لغزش در تصميم گيري و برنامه ريزي كاربري زمين خصوصا در نواحي كوهستاني از اهميت ويژه اي برخوردار است. هدف اصلي اين پژوهش، مدل سازي و ارزيابي پتانسيل حساسيت زمين نسبت به زمين لغزش با استفاده از مدل هاي شاخص آنتروپي شانون و وزن شاهد تئوري بيزين مي باشد. بدين منظور، در ابتدا با استفاده از تصاوير ماهواره اي و بازديدهاي ميداني، نقاط لغزشي شناسايي و نقشه پراكنش زمين لغزش هاي حوضه سر خون كارون تهيه گرديد. لايه هاي اطلاعاتي كاربري زمين، شاخص همگرايي، فاصله از جاده ، ارتفاع، شاخص رطوبت توپوگرافي، فاصله از گسل، فاصله از آبراهه، گراديان شيب، سنگ شناسي، وجه شيب و بارندگي به ترتيب الويت، بر مبناي اوزان حاصل از اجراي مدل ها در اين پژوهش به عنوان عوامل مؤثر در وقوع زمين لغزش شناسايي و نقشه هاي مذكور در محيط سامانه اطلاعات جغرافيايي رقومي گرديدند. از تلفيق متغيرها، مقدار لغزش در هر كلاس عامل و وزن دهي طبقات بر اساس روابط موجود در مدل هاي آنتروپي شائون و وزن شاهد بيژين محاسبه و در نهايت نقشه پهنه بندي حساسيت نسبت به زمين لغزش در دو مدل مذكور حاصل گرديدند. نتايج نقشه هاي حساسيت نسبت به زمين لغزش حاصل از هر دو مدل نشان مي دهد بيش از 70 درصد زمين لغزش هاي رخ داده در پهنه هاي حساسيت خيلي زياد و زياد كه حدود نيمي از سطح حوضه (بيش از 45 درصد) را تشكيل مي دهند، قرار دارند. همچنين نتايج حاصل از هر دو مدل متفق نشان داد كه كاربري زمين، بيشترين تأثير را در وقوع زمين لغزش داشته است. تفكيك پذيري بين پهنه ها ، بر اساس شاخص سطح سلول هسسته (SCAI) و نسبت فراواني (FR)، براي مدل آنتروپي شانون مناسب تر ارزيابي گرديد. نهايتا منحني عملگر نسبي با گيرنده (ROC) براي نقشه هاي حساسيت لغزش ترسيم و سطح زير منحني (AUC) آنها محاسبه گرديد. نتايج اعتبارسنجي هر دو مدل خيلي خوب برآورد گرديد و نشان داد كه مدل آنتروپي شانون (89% =AUC) اندكي بهتر از مدل وزن شاهد بيزين (82% =AUC) مي باشد.

Landslide susceptibility mapping is essential for land use planning and decision-making especially in the mountainous areas. The main objective of the present research is to produce landslide hazard zonation at Sarkhoon basin in Karoon River using two statistical models including index of Shannon’s entropy and Bayesian Weight of Evidence and to assess the obtained results. At the first stage, landslide locations were delineated in the study area by interpretation of aerial photographs, satellite images, and field study and then landslide inventory map was created for study area. The landslide conditioning factors such as slope degree, slope aspect, altitude, lithology, land use, distance to road, distance to fault, distance to drainage, Topographic Wetness Index (TWI), Convergence Index, and precipitation were extracted from the spatial database and they were digitized in GIS environment. Using integrated variables, landslides weights were calculated in each variable class and weighted by index of entropy and weight of evidence model. Finally, landslide hazard zonation map was obtained by both models. The obtained landslide susceptibility maps of both statistical models indicated that more than 70 percent of the landslides occurred in very high and high susceptible zones that constitute about half of the basin area. Also, the results of both models revealed that land use has the greatest impact on the occurred landslides. Classification of the zones, based on the Seed Cell Area Index (SCAI) and Frequency Ratio (FR) seem to be more accurate for both statistical models. Finally, the ROC (receiver operating characteristic) curves for landslide susceptibility maps were drawn and the areas under the curve (AUC) were calculated. The verification results of both models were evaluated as very well calss and showed that the index of entropy model (AUC=89%) performed slightly better than weight of evidence model (AUC=82%).