Efficiency of the maximum entropy algorithm and GIS in assessing landslide susceptibility

سال انتشار: 1400
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 176

فایل این مقاله در 24 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JWSC-28-4_003

تاریخ نمایه سازی: 9 خرداد 1401

چکیده مقاله:

Background and Objectives: A review of the damages caused by landslides proves the need to investigate the factors affecting the occurrence of this phenomenon and the need to predict its occurrence. Landslides are one of the most dangerous natural disasters that cause excessive human and financial losses in the mountains worldwide. Due to their dangerous nature, landslides suddenly disrupt the morphology and cause major damage to residential areas, roads, agricultural lands, etc., in mountainous areas. Fortunately, there are appropriate methodologies for assessing risk and determining the effective risk factors associated with them. Materials and Methods: In this study, the maximum entropy of three replications was applied to Maxent software to investigate landslide susceptibility in the southern areas of the Fars Province, Iran. Thirteen factors were used to prepare the landslide susceptibility map: lithological units (Lu), land use/land cover (LULC), slope percentage (SP), slope aspect (SA), altitude, plan curvature (Plan-C), topographic wetness index (TWI), distance to river (DTR), distance to roads (DTRS), distance to fault (DTF), drainage density (DD), normalized difference vegetation index (NDVI), and annual mean rainfall (AMR). In this study, the lack of multicollinearity among the effective factors was proven using tolerance (TOL) and variance inflation factor (VIF) indicators. In addition, the weights of these ۱۳ factors were determined using the analytic hierarchy process (AHP) model. Results: The results of the AHP method show that, in descending order, lithological units, land use-cover, and slope percentage are the most important factors influencing the occurrence of landslides in the study area. Thirty percent of the landslide points were randomly selected, removed from the modeling data, and used for the evaluation using the ROC/AUC indicator. In addition, the final map of the landslide susceptibility was presented in three scenarios using data replication. The preparation of three different outputs had good accuracy, but the third iteration, with an AUC value of ۰.۷۷۸ (ROC= ۷۷.۸%), had the highest accuracy in preparing the landslide susceptibility map. The evaluation of landslide susceptibility maps using the second and third iterations, with AUC values of ۰.۷۷ (ROC= ۷۷ %) and ۰.۶۴۰ (ROC= ۶۴%), respectively, had good and moderate accuracy with the highest efficiency in predicting landslide sensitivity. Finally, the highest percentage of landslide susceptibility area according to the first, second, and third repetitions were, respectively, in the moderate sensitivity class (۰.۰۳-۰.۱) with the value of ۲۶.۱۴%, in the moderate sensitivity class (۰.۰۴-۰.۴) with a value of ۲۵.۹۱%, and in the moderate sensitivity class (۰.۰۴-۰.۱) with a value of ۲۵.۷۱%, which was the highest percentage of the landslide area. Conclusion: In general, landslides, due to their dangerous nature, suddenly disrupt the morphology of an area and cause major damage that can be measured in the lithological units of the study area, land-use change, and slope percentage. Therefore, landslides are a complex process that has a devastating effect on the environment and human life and requires more investigation and preventive measures.Keywords: Mass movements mapping, Machin learning, AHP, Effective factors, ROC-AUC indicator, Fars Province

نویسندگان

مهدیس امیری

گروه آموزشی مدیریت مناطق بیابانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

حمید رضا عسگری

گروه آبخیزداری و مدیریت مناطق بیابانی- دانشکده مرتع و آبخیزداری- دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

حمیدرضا پورقاسمی

دانشگاه شیراز دانشکده کشاورزی

چوقی بایرام کمکی

هیات علمی/ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • ۱.Akgun, A., Dag, S., and Bulut, F. ۲۰۰۸. Landslide susceptibility ...
  • ۲.Alilou, H., Rahmati, O., Singh, V.P., Choubin, B., Pradhan, B., ...
  • ۳.Arabameri, A., Pradhan, B., Rezaei, K., Lee, S., and Sohrabi, ...
  • ۴.Banavar, J.R., Maritan, A., and Volkov, I. ۲۰۱۰. Applications of ...
  • ۵.Beguería, S. ۲۰۰۶. Changes in land cover and shallow landslide ...
  • ۶.Blahut, J., Van Westen, C.J., and Sterlacchini, S. ۲۰۱۰. Analysis ...
  • ۷.Blaschke, T., and Montanarella, L. (Eds.), SAGA - Seconds Out ...
  • ۸.Bordoni, M., Meisina, C., Valentino, R., Bittelli, M., and Chersich, ...
  • ۹.Boubli, J.P., and De Lima, M.G. ۲۰۰۹. Modeling the geographical ...
  • ۱۰.Bowen, W.M. ۱۹۹۳. AHP: Multiple Criteria Evaluation in Klosterman. New ...
  • ۱۱.Brardinoni, F., Slaymaker, O., and Hassan, M.A. ۲۰۰۳. Landslide inventory ...
  • ۱۲.Brenning, A. ۲۰۰۸. Statistical geocomputing combining R and SAGA: the ...
  • ۱۳.Broeckx, J., et al. ۲۰۱۶. Linking landslide susceptibility to sediment ...
  • ۱۴.Bui, D.T., et al. ۲۰۱۵. A novel hybrid evidential belief ...
  • ۱۵.Cao, B., Bai, C., Zhang, L., Li, G., and Mao, ...
  • ۱۶.Chang-Jo, F.C., and Fabbri, A.G. ۲۰۰۳. Validation of spatial prediction ...
  • ۱۷.Chen, W., Li, X., Wang, Y., Chen, G., and Liu, ...
  • ۱۸.Chen, W., Pourghasemi, H.R., and Naghibi, S.A. ۲۰۱۷.Prioritizationof landslide conditioning ...
  • ۱۹.Chen, W., Shahabi, H., Shirzadi, A., Li, T., Guo, C., ...
  • ۲۰.Chen, W., Panahi, M., Tsangaratos, P., Shahabi, H., Ilia, I., ...
  • ۲۱.Chung C.J.F., and Fabbri, A.G. ۲۰۰۳. Validation of spatial prediction ...
  • ۲۲.Costanza, J., Beck, S., Pyne, M., Terando, A., Rubino, M., ...
  • ۲۳.Dou, J., et al. ۲۰۱۵. An integrated artificial neural network ...
  • ۲۴.Duc, D.M. ۲۰۱۲. Rainfall-triggered large landslides on ۱۵ December ۲۰۰۵ ...
  • ۲۵.Elith, J.H., Graham, C.P., Anderson, R., Dudík, M., Ferrier, S., ...
  • ۲۶.Elkadiri, R., Sultan, M., Youssef, A., Elbayoumi, T., Chase, R., ...
  • Remote Sens. doi:۱۰.۱۱۰۹/JSTARS. ۲۰۱۴. ۲۳۳۷۲۷۳ ...
  • ۲۷.Erener, A., and Düzgün, H.S.B. ۲۰۱۰. Improvement of statistical landslide ...
  • ۲۸.Felicísimo, A., Cuartero, A., Remondo, J., and Quirós, E. ۲۰۱۳. ...
  • ۲۹.Fukuoka, M. ۱۹۸۰. Landslides associated with rainfall. Geotech.Eng. ۱۱ (۱) ...
  • ۳۰.Galli, M., Ardizzone, F., Cardinali, M., Guzzetti, F., and Reichenbach, ...
  • ۳۱.Galli, M., Ardizzone, F., Cardinali, M., Guzzetti, F., and Reichenbach, ...
  • ۳۲.Guzzetti, F., Cesare, A., Cardinali, M., Fiorucci, F., Santangelo ...
  • ۳۳.He, Q., Shahabi, H., Shirzadi, A., Li, S., Chen, W., ...
  • ۳۴.Hong, H., Naghibi, S.A., Pourghasemi, H.R., and Pradhan, B. ۲۰۱۶. ...
  • ۳۵.Hong, H., Pourghasemi, H.R., and Pourtaghi, Z.S. ۲۰۱۶. Landslide susceptibility ...
  • ۳۶.Hu, J., Zhu, H., Mao, Y., Zhang, C., Liang, T., ...
  • ۳۷.Kayastha, P., Dhital, M.R., and De Smedt, F. ۲۰۱۲. Landslide ...
  • ۳۸.Koca, T.K., and Koca, M.Y. ۲۰۱۹. Volume estimation and evaluation ...
  • ۳۹.Komac, M. ۲۰۰۶. A landslide susceptibility model using the Analytical ...
  • ۴۰.Kornejady, A., Ownegh, M., and Bahremand, A. ۲۰۱۷. Landslide susceptibility ...
  • ۴۱.Leventhal, A.R., and Kotze, G.P. ۲۰۰۸. Landslide susceptibility and hazard ...
  • ۴۲.Liu, J., et al. ۲۰۰۴. Landslide hazard assessment in the ...
  • ۴۳.Liu, Y., Guo, Q., and Tian, Y. ۲۰۱۲.A software framework ...
  • ۴۴.Lopez, R.P., Larrea-Alcazar, D., and Zenteno-Ruiz, F. ۲۰۱۱. Spatial pattern ...
  • ۴۵.Lumb, P. ۱۹۷۵. Slope failure in Hong Kong. Q. ۱. ...
  • ۴۶.McCarthy, E., Moretti, D., Thomas, L., DiMarzio, N., Morrissey, R., ...
  • ۴۷.Meinhardt, M., Fink, M., and Tunschel, H. ۲۰۱۵. Landslide susceptibility ...
  • ۴۸.Michele, Ch., and Kang-tsung, ۲۰۱۲. Landslide inventory maps: new tools ...
  • ۱۱۲ (۱-۲): ۴۲-۶۶. https://doi.org/ ۱۰.۱۰۱۶/j.earscirev. ۲۰۱۲.۰۲.۰۰۱ ...
  • ۴۹.Moreno, R., Zamora, R., Molina, J.R., Vasquez, A., and Herrera, ...
  • ۵۰.Mundalik, V., Fernandes, C., Kadam, A.K., and Umrikar, B.N. ۲۰۱۸. ...
  • ۵۱.Nasiri Aghdam, I., Varzandeh, M.H.M., and Pradhan, B. ۲۰۱۶. Landslide ...
  • ۵۲.Nefeslioglu, H.A., Duman, T.Y.,and Durmaz, S. ۲۰۰۸. Landslide susceptibility mapping ...
  • ۵۳.Pandey, V.K., Sharma, K.K., Pourghasemi, H.R., and Bandooni, S.K. ۲۰۱۹. ...
  • ۵۴.Pandey, V.K., Pourghasemi, H.R.,and Sharma, M.C. ۲۰۱۸. Landslide susceptibility mapping ...
  • ۵۵.Park, N.W. ۲۰۱۵. Using maximum entropy modeling for landslide susceptibility ...
  • ۵۶.Park, N.W., and Chi, K.H. ۲۰۰۸. Quantitative assessment of landslide ...
  • ۵۷.Peterson, A.T. ۲۰۰۶. Uses and Requirements of Ecological Niche Models ...
  • ۵۸.Pham, B.T., Bui, D.T., Prakash, I., and Dholakia, M. ۲۰۱۶. ...
  • ۵۹.Pham, B.T., et al. ۲۰۱۷. A novel ensemble classifier of ...
  • ۶۰.Phillips, S.J., Anderson, R.P., and Schapire, R.E. ۲۰۰۶. Maximum entropy ...
  • ۶۱.Pourghasemi, H.R., and Rahmati, O. ۲۰۱۸. Prediction of the landslide ...
  • ۶۲.Pourghasemi, H.R., Gayen, A., Panahi, M., Rezaie, F., and Blaschke, ...
  • ۶۳.Pourghasemi, H.R., and Kerle, N. ۲۰۱۶. Random forests and evidential ...
  • ۶۴.Pourghasemi, H.R., Moradi, H.R., Fatemi Aghda, S.M., Gokceoglu, C., and ...
  • ۶۵.Pourghasemi, H.R., Yousefi, S., Kornejady, A., and Cerda, A. ۲۰۱۷. ...
  • ۶۶.Pradhan, B. ۲۰۱۰. Landslide susceptibility mapping of a catchment area ...
  • ۶۷.Pradhan, B. ۲۰۱۳. A comparative study on the predictive ability ...
  • ۶۸.Rabby, Y.W., and Li, Y. ۲۰۱۹. An integrated approach to ...
  • ۶۹.Rahmati, O., Kornejady, A., Samadi, M., Deo, R.C., Conoscenti, C., ...
  • ۷۰.Rajasekhar, M., Sudarsana Raju, G., Sreenivasulu, Y., and Siddi Raju, ...
  • ۷۱.Regmi, A.D., Yoshida, K., Pradhan, B., Pourghasemi, H.R., Khumamoto, T., ...
  • ۷۲.Remondo, J., González, A., Díazde Terán, J.R., Cendrero, A., Fabbri, ...
  • ۷۳.Ruddell, B.L., Brunsell, N.A., and Stoy, P. ۲۰۱۳. Applying Information ...
  • ۷۴.Saaty, T.L. ۱۹۹۰. Decision making for leaders: the analytic hierarchy ...
  • ۷۵.Shahabi, H., Hashim, M., and Ahmad, B.B. ۲۰۱۵. Remote sensing ...
  • ۷۶.Shahabi, H., Khezri, S., Ahmad, B.B., and Hashim, M. ۲۰۱۴. ...
  • ۷۷.Shirzadi, A., et al. ۲۰۱۷. Rock fall susceptibility assessment along ...
  • ۷۸.Shirzadi, A., Solaimani, K., Roshan, M.H., Kavian, A., Chapi, K., ...
  • ۷۹.Tien Bui, D., Tuan, T.A., Klempe, H., Pradhan, B., and ...
  • ۸۰.Trigila, A., Iadanza, C., Esposito, C., and Scarascia-Mugnozza, G. ۲۰۱۵. ...
  • ۸۱.Tsangaratos, P., and Ilia, I. ۲۰۱۶. Landslide susceptibility mapping using ...
  • ۸۲.Tsangaratos, P., Ilia, I., Hong, H., Chen, W., and Xu, ...
  • ۸۳.Vapnik, V.N., and Vapnik, V. ۱۹۹۸. Statistical Learning Theory. Wiley,New ...
  • ۸۴.Wang, Q., Li, W., Chen, W., and Bai, H. ۲۰۱۵. ...
  • ۸۵.Wang, Y., Fang, Z., and Hong, H. ۲۰۱۹. Comparison of ...
  • ۸۶.Yalcin, A., Reis, S., Aydinoglu, A.C., and Yomralioglu, T. ۲۰۱۱. ...
  • ۸۷.Yang, X.Q., Kushwaha, S.P.S., Saran, S., Xu, J., and Roy, ...
  • ۸۸.Yesilnacar, E.K. ۲۰۰۵. The Application of Computational Intelligence to Landslide ...
  • ۸۹.Yilmaz, I. ۲۰۱۰. The effect of the sampling strategies on ...
  • ۹۰.Yost, A.C., Petersen, S.L., Gregg, M., and Miller, R. ۲۰۰۸. ...
  • ۹۱.Youssef, A.M., Al-Kathery, M., and Pradhan, B. ۲۰۱۴. Landslide susceptibility ...
  • ۹۲.Youssef, A.M., Pourghasemi, H.R., Pourtaghi, Z.S., and Al-Katheeri, M.M. ۲۰۱۶. ...
  • ۹۳.Youssef, A.M., Pradhan, B., Jebur, M.N., and El-Harbi, H.M. ۲۰۱۵. ...
  • ۹۴.Zhao, C., Chen, W., Wang, Q., Wu, Y., and Yang, ...
  • ۹۵.Zhao, Y., Huang, Y., Liu, H., Wei, Y., Lin, Q., ...
  • ۹۶.Zipkin, E.F., Grant, E.H.C., and Fagan, W.F. ۲۰۱۲. Evaluating the ...
  • نمایش کامل مراجع