The combination of attraction model and genetic algorithm to predict stream networks

Abstract

آبراهه‌ها، زهکش در یک حوضه آبخیز محسوب می‌شوند که تاثیر زیادی بر روی ویژگی‌های فیزیوگرافی، هیدرولوژی، فرسایش و رسوب یک حوضه آبخیز دارند. هدف از این مطالعه، استفاده از مدل جاذبه به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی مدل رقومی ارتفاع (DEM) و استفاده از الگوریتم ژنتیک به منظور پیش‌بینی آبراهه‌ها در آینده و مقایسه نتایج آن با خطوط آبراهه مستخرج از DEM با قدرت تفکیک ۳۰ متر است. برای استخراج DEM‌های با قدرت تفکیک بالاتر، در مدل جاذبه برای تولید زیرپیکسل ها از مقیاس ۳ و مدل همسایگی چهارگانه که دارای دقت بالاتری هستند استفاده شد. از DEM حاصل از مدل جاذبه، به عنوان داده ورودی برای پیش‌بینی و استخراج آبراهه‌های منطقه مورد مطالعه با استفاده از الگوریتم ژنتیک در آینده استفاده شد. در الگوریتم ژنتیک، بهینه‌سازی و پیش‌بینی شبکه‌های رودخانه بر اساس تابع «نیروی جریان» و با ایجاد تغییرات در بالا آمادگی‌ها و رسوب‌گذاری‌ها در منطقه مورد مطالعه انجام شد. نتایج حاصل از مدل جاذبه نشان داد که مقیاس ۲ با مدل همسایگی ۲ گانه دارای دقت بالاتری نسبت به دیگر همسایگی‌ها برای استخراج DEM با قدرت تفکیک بالاتر است. همچنین نتایج حاصل از الگوریتم ژنتیک، نشان دهنده تغییر درجه آبراهه‌های منطقه مورد مطالعه در طول زمان نسبت به وضع موجود است، به طوری که درجه تعدادی از آبراهه‌های درجه اول در آینده به درجه ۳ تغییر خواهد کرد که علت آن فرسایش آبراهه‌های درجه کمتر و اضافه شدن به آبراهه‌های درجه بالاتر است. از نتایج این تحقیق، می‌توان برای پیشنهاد محل‌های مناسب ایجاد بندهای انحرافی و یا محل‌های مناسب برای احداث سازه‌های مختلف با توجه به تغییرات در مورفومتری آبراهه‌ها در آینده، استفاده کرد.