Meşə hövzəsi növü bu tədqiqatda dağlıq meşə ərazisini hidroloji və geomorfoloji əlaqəliliyinə görə toplanma zonası, yamac zonası və ya müstəqil zona kimi ayıran məkan təhlili və idarəetmə vahididir. Jaejeong Kim və Dongyeob Kim Cənubi Koreyanın Chungcheong bölgəsində 2022–2024 dövründə dağ meşəsi hövzələri ilə üst-üstə düşən 1809 sürüşmə zərəri poliqonunu araşdıraraq zərərin miqyasının və sürüşmə ilə əlaqəli ətraf mühit amillərinin bu üç hövzə növü arasında dəyişib-dəyişmədiyini öyrənmişdir. Zərər sahəsi, perimetr, en, uzunluq və uzanma nisbəti statistik olaraq müqayisə edilmiş; 13 topoqrafik, torpaq, meşə, geoloji və hövzə morfometriyası dəyişəni ilə Random Forest modelləri qurulmuş; modellər təkrarlanan təbəqələşdirilmiş 5 qatlı çarpaz doğrulama ilə qiymətləndirilmiş və SHAP təhlili ilə dəyişənlərin töhfələri şərh edilmişdir.

Zərər sahəsi, perimetri, eni və uzunluğu toplanma zonalarında ən yüksək, müstəqil zonalarda isə ən aşağı olmuşdur. Orta zərər sahəsi toplanma zonalarında 2413,3 m², yamac zonalarında 1268,5 m² və müstəqil zonalarda 695,9 m²-dir. Random Forest modellərinin orta AUC dəyərləri müvafiq olaraq 0,759, 0,733 və 0,830-dur. Hövzə sahəsi hər üç hövzə növündə yüksək əhəmiyyətə malik ortaq dəyişəndir; lakin ikinci dərəcəli amillər hövzə növünə görə fərqlənmişdir. Toplanma zonalarında relyef, DBH sinfi və yamac uzunluğu; yamac zonalarında yamac meyli, DBH sinfi və relyef; müstəqil zonalarda isə relyef və yamac meyli önə çıxmışdır.

Bu nəticələr sürüşmənin yalnız bir yamacdakı yerli sabitlik şərtləri ilə izah edilməyə biləcəyini; zərərin böyüklüyü və yayılma potensialının hövzə daxilindəki su, topoqrafiya, axın yolları və sediment əlaqəliliyi ilə birlikdə qiymətləndirilməli olduğunu göstərir. Bununla belə, tədqiqat hadisə əsaslı yağıntı təhlükəsi modeli deyil, səbəbiyyət sübut etmir və nəticələr Chungcheong bölgəsi ilə 2022–2024 inventarının hüdudları daxilindədir. Xüsusilə SHAP sıfır keçid dəyərləri fiziki sürüşmə hədləri kimi deyil, yalnız istifadə olunan verilənlər toplusu və modellər daxilində empirik istinad nöqtələri kimi şərh edilməlidir.

Sürüşmə zərəri niyə yalnız başlanğıc nöqtəsindəki meyllə izah edilə bilməz?

Sürüşmə əvvəlcə bir yamacda baş verir; lakin zərər həmişə başlanğıc sahəsi ilə məhdudlaşmır. Qopan torpaq, qaya və oduncaq materialı su ilə birlikdə hərəkət edərək çay şəbəkələrinə çata, axın yollarını izləyə və daha aşağıdakı yaşayış məntəqələrinə, yollara və ya infrastruktura doğru daşına bilər. Buna görə sürüşmə təhlükəsinin harada başladığı qədər, uğursuzluğa uğramış materialın hövzə daxilində hara bağlandığı və nə qədər uzağa daşına bildiyi də mühümdür.

Tədqiqatın əsas konseptual oxu hidroloji və geomorfoloji əlaqəlilikdir. Hidroloji əlaqəlilik suyun ərazidə hansı yollarla toplandığını və axdığını; geomorfoloji əlaqəlilik isə sediment və kütlə hərəkəti məhsullarının topoqrafik quruluş daxilində bir mövqedən digərinə ötürülmə dərəcəsini ifadə edir. Eyni ölçülü yamac qopması çay şəbəkəsinə güclü şəkildə bağlı hövzədə uzun daşınma yoluna daxil ola bildiyi halda, əlaqəsi zəif sahədə daha lokal qala bilər.

Meşə hövzəsi növü sürüşmə zərərinin böyüklüyünü niyə dəyişə bilər?

Tədqiqata görə hövzə növləri suyun, sedimentin və uğursuzluğa uğramış yamac materialının ərazi daxilində necə toplandığını və daşındığını fərqləndirir; toplanma zonalarında axının çay şəbəkələrinə yaxınlaşması zərərin daha geniş sahəyə yayılmasına əlverişli ola bildiyi halda, müstəqil zonalarda daha zəif əlaqəlilik zərərin daha lokal qalması ilə əlaqəlidir.

Üç hövzə növünün elmi mənası

Toplanma zonası (catchment zone), səth və yeraltı axınlarının müəyyən çıxışa və ya çay kanalına doğru yaxınlaşdığı sahədir. Yağıntı zamanı suyun toplanması, doyma və məsamə suyu təzyiqinin artması, eləcə də qopan sedimentin çay şəbəkəsinə bağlanması baxımından digər iki sinifdən fərqlənir. Tədqiqatda ən böyük orta sürüşmə zərəri poliqonları bu sinifdə müşahidə edilmişdir.

Yamac zonası (slope zone), suayırıcı və vadi xətləri arasındakı yamac üstünlüklü əraziləri ifadə edir. Axın bir çıxışda güclü şəkildə toplanmaq əvəzinə yamac istiqamətində daha səpələnmiş şəkildə irəliləyir. Zərərin yamac daxilində və ya yamac ətəyində cəmlənməsi uzun məsafəli çay-şəbəkəsi daşınmasına nisbətən daha üstün ola bilər.

Müstəqil zona (independent zone), ətrafdakı çay kanallarına və əsas topoqrafik axın yollarına əlaqəsi nisbətən zəif və məkan baxımından daha təcrid olunmuş meşə sahələrini ifadə edir. Tədqiqatın şərhinə görə bu zonalarda qopan materialın fasiləsiz şəkildə aşağı hövzəyə ötürülmə ehtimalı daha azdır; müşahidə olunan zərər poliqonlarının orta miqyası da ən kiçikdir.

Tədqiqat sahəsi niyə Chungcheong bölgəsi seçilmişdir?

Tədqiqatçılar başlanğıc nöqtəsi kimi 2022–2024 dövründə Cənubi Koreya üzrə bildirilmiş 4794 sürüşmə zərəri qeydini araşdırmışdır. Chungcheongnam-do-da 1338, Chungcheongbuk-do-da 911, Daejeon-da 30 və Sejong-da 21 qeyd olmuş; beləliklə Chungcheong bölgəsindəki cəmi 2300 qeyd ölkə üzrə ümumi sayın təxminən %48-ni təşkil etmişdir. Bölgənin həm çoxsaylı zərər qeydlərinə, həm də müxtəlif meşə-hövzə quruluşlarına malik olması tədqiqat sahəsinin seçilməsinin əsas səbəbidir.

Chungcheong yalnız yüksək dağlardan ibarət homogen topoqrafiya deyil. Bölgədə nisbətən alçaq dağlar, təpəlik sahələr, yumşaq ətəklər, hövzələr və çay dəhlizləri boyunca düzənliklər birlikdə mövcuddur. Bu heterogen geomorfologiya yamac qopması, səth axını, çay əlaqəliliyi, sediment daşınması və aşağı hövzə zərərinin müxtəlif məkan formaları yaratmasına imkan verir.

Sürüşmə zərəri poliqonlarının təsnifatı

Tədqiqatda 2022–2024 sürüşmə zərəri inventarından dağ meşəsi hövzələri ilə üst-üstə düşən cəmi 1809 zərər poliqonu çıxarılmışdır. Bunların 1159-u toplanma zonasında, 583-ü yamac zonasında və 67-si müstəqil zonada təsnif edilmişdir.

Burada mühüm fərq vardır. Toplanma zonalarında ümumi zərər poliqonlarının sayı ən yüksək olsa da, sahə vahidinə düşən poliqon sıxlığı yamac zonalarında daha yüksəkdir. Buna görə “ən böyük zərər sahəsi” ilə “sahə vahidinə ən çox zərər poliqonu” eyni anlayış deyil.

Meşə Hövzəsi Xəritəsi necə hazırlanmışdır?

Tədqiqat Cənubi Koreyanın National Institute of Forest Science qurumu tərəfindən 2021-ci ildə hazırlanmış Forest Watershed Map-dən istifadə etmişdir. Hövzə təsnifatının əsasını 5 m ayırdetməli DEM, topoqrafik axın istiqamətləri, axın yığılması, çay şəbəkəsi, meşə sərhədləri və məkan qonşuluğu əlaqələri təşkil edir.

DEM üzərindəki çökəkliklər doldurulduqdan sonra axın istiqaməti və axın yığılması hesablanmışdır. Çay şəbəkəsi üçün minimum töhfə sahəsi 5 ha kimi istifadə edilmişdir. Çay şəbəkəsinin meşə sərhədi ilə kəsişdiyi nöqtələr toplanma hövzələrinin mümkün çıxışları kimi qiymətləndirilmiş, eyni çay üzərində birdən çox nöqtə olduqda ən aşağı axın nöqtəsi seçilmişdir. Meşə sahəsi 3 ha və ya daha böyük olan uyğun hövzələr toplanma zonası kimi sərhədləndirilmişdir.

Toplanma zonaları çıxarıldıqdan sonra qalan meşə ərazisi çay şəbəkəsinə görə sağ və sol yamac vahidlərinə bölünmüş və toplanma zonalarına bitişik hissələr yamac zonası kimi təsnif edilmişdir. Toplanma və ya yamac zonalarına qonşu olmayan, məkan baxımından təcrid olunmuş meşə parçaları isə müstəqil zona kimi müəyyən edilmişdir.

Zərər sahəsinin forması necə ölçülmüşdür?

Tədqiqat hər sürüşmə poliqonu üçün sahə, perimetr, uzunluq, en və uzanma nisbətini hesablamışdır. Sahə zərərin əhatə etdiyi məkan səthini, perimetr poliqon sərhədinin ümumi uzunluğunu, uzunluq əsas inkişaf istiqamətindəki ölçünü, en isə ona perpendikulyar olan köndələn ölçünü ifadə edir.

Qeyri-müntəzəm formalı sürüşmə poliqonlarında yalnız şərq-qərb və ya şimal-cənub koordinat aralıqlarından istifadə yanıltıcı ola biləcəyi üçün tədqiqatçılar Oriented Minimum Bounding Box (OMBB) metodundan istifadə etmişdir. OMBB poliqonu tamamilə əhatə edən minimum sahəli döndərilmiş düzbucaqlını müəyyən edir. Bu düzbucaqlının uzun tərəfi sürüşmənin uzunluğu, qısa tərəfi isə eni kimi götürülmüşdür.

Uzanma nisbəti mənbədə uzunluğun enə nisbəti kimi müəyyən edilmişdir:

\[ ER=\frac{L}{W} \]

Burada \(ER\) uzanma nisbətini, \(L\) OMBB-nin uzun tərəfini və \(W\) qısa tərəfini təmsil edir. Dəyər böyüdükcə zərər poliqonunun bir istiqamətdə daha çox uzandığı qəbul edilir. Lakin tədqiqat nəticələrində uzanma nisbəti sahə və ölçü göstəriciləri qədər güclü hövzə-növü fərqi göstərməmişdir.

Zərər miqyasındakı fərq nə qədər böyük idi?

Levene testi beş göstəricinin hamısında bərabər dispersiya fərziyyəsinin ödənmədiyini göstərmişdir. Buna görə klassik birtərəfli ANOVA əvəzinə Welch ANOVA, ikili qrup müqayisələri üçün isə Games–Howell post hoc testi istifadə edilmişdir. Sahə, perimetr, en və uzunluq üçün sıralama statistik olaraq toplanma zonası > yamac zonası > müstəqil zona şəklindədir və hamısı üçün \(p<0{,}001\) bildirilmişdir.

Təsir ölçüsü nəticələri də fərqin yalnız böyük nümunədən qaynaqlanan statistik vəziyyət olmadığını dəstəkləyir. Sahə, perimetr, en və uzunluq üçün \(\omega^2\) dəyərləri 0,14-dən yuxarıdır və mənbədə istifadə olunan təsnifata görə böyük təsirə uyğundur. Uzanma nisbətinin \(\omega^2=0{,}029\) dəyəri isə kiçik təsirdir; Games–Howell nəticəsində qruplar bir-birindən aydın şəkildə ayrılmamışdır.

Toplanma zonalarında zərər niyə daha geniş ola bilər?

Tədqiqatın proses əsaslı şərhi toplanma zonalarındakı axın yaxınlaşmasına fokuslanır. Səth və yeraltı su ümumi çıxışlara və çay kanallarına doğru toplandıqda, yağıntı zamanı su və sediment hərəkət yolları bir-birinə bağlana bilər. Qopan yamac materialı kanala çatdıqda aşağı axına daşınma və bəzi şəraitdə dağıntı axınına bənzər sediment daşınması proseslərinə çevrilmə potensialı arta bilər.

Bu mexanizm tədqiqat tərəfindən birbaşa zaman çözünürlüklü sediment daşınması təcrübəsi ilə ölçülməmişdir. Tədqiqatçıların şərhi müşahidə olunan daha böyük zərər poliqonları ilə hidroloji-geomorfoloji əlaqəlilik ədəbiyyatının birlikdə qiymətləndirilməsinə əsaslanır. Buna görə “toplanma zonası olmaq mütləq böyük sürüşməyə səbəb olur” şəklində səbəbiyyət nəticəsi çıxarıla bilməz.

Yamac və müstəqil zonaların fərqi

Yamac zonaları aralıq quruluş göstərmişdir. Zərər ölçüləri toplanma zonalarından kiçik, müstəqil zonalardan böyükdür. Tədqiqatçılar bunu çay-şəbəkəsi əlaqəliliyinin toplanma zonalarına nisbətən zəif, lakin müstəqil zonalara nisbətən daha güclü olması ilə əlaqələndirirlər.

Müstəqil zonalarda zərər sahəsi, perimetri, eni və uzunluğu ən aşağı orta dəyərlərə malikdir. Mənbənin şərhinə görə əsas axın yollarına zəif əlaqəlilik uğursuz materialın uzun məsafəli aşağı-axın ötürülməsini məhdudlaşdıra bilər. Bununla belə, müstəqil zonalar “sürüşmə baxımından təhlükəsiz” kimi təsnif edilməmişdir; yerli meyl və relyef şərtləri bu zonalarda da mühümdür.

Random Forest və SHAP bu tədqiqatda bir-birindən fərqli olaraq nə edir?

Random Forest hövzələri 13 ətraf mühit dəyişəninə əsasən sürüşmə zərəri qeydə alınmış və ya qeydə alınmamış kimi təsnif edən çoxağaclı maşın öyrənməsi modelidir; SHAP isə öyrədilmiş modelin proqnozlarına hansı dəyişənlərin nə qədər və hansı istiqamətdə töhfə verdiyini izah etmək üçün istifadə olunan şərh metodudur.

Random Forest niyə seçilmişdir?

Sürüşmənin yaranmasına topoqrafiya, torpaq, geologiya, meşə quruluşu və hövzə morfometriyasının qeyri-xətti qarşılıqlı təsirləri təsir edə bilər. Random Forest çoxsaylı qərar ağaclarını birləşdirən və hər ağacda müşahidə və dəyişən alt nümunələrindən istifadə edən ansambl öyrənməsi metodudur. Bu quruluş xətti əlaqə fərziyyəsi olmadan davamlı və kateqorial dəyişənləri birlikdə istifadə etməyə imkan verir.

Tədqiqat Random Forest-dan yalnız proqnoz məqsədilə istifadə etməmişdir. Modelin SHAP ilə şərh edilə bilməsi müxtəlif hövzə növlərində hansı dəyişənlərin təsnifata töhfə verdiyini araşdırmaq üçün metod seçiminin mühüm səbəblərindən biridir.

SHAP nəyi göstərir, nəyi göstərmir?

SHAP bir dəyişənin konkret model proqnozunu modelin baza gözləntisinə nisbətən nə qədər dəyişdirdiyini Shapley dəyərləri vasitəsilə izah edir. Bu tədqiqatda müsbət SHAP dəyəri müvafiq dəyişənin proqnozu “sürüşmə zərəri qeydə alınmış hövzə” sinfinə doğru; mənfi dəyər isə “zərər qeydə alınmamış hövzə” sinfinə doğru itələdiyini ifadə edir.

SHAP dəyəri fiziki qüvvə, səbəbiyyət əmsalı və ya sürüşmənin real dünyadakı müstəqil təsiri deyil. Dəyişənin yüksək SHAP əhəmiyyəti modelin həmin dəyişəndən təsnifat məlumatı əldə etdiyini göstərir. Xüsusilə hövzə sahəsi kimi analiz vahidinin ölçüsü ilə də əlaqəli dəyişənlərdə bu fərq kritikdir.

Modelə hansı ətraf mühit dəyişənləri daxil edilmişdir?

Cəmi 13 dəyişən istifadə edilmişdir. Davamlı dəyişənlər Topographic Wetness Index (TWI), yamac meyli, əyrilik, yamac uzunluğu, yüksəklik, torpaq dərinliyi, hövzə sahəsi, relyef və hypsometric integral (HI); kateqorial dəyişənlər isə baxı, meşə tipi, DBH sinfi və ana süxur tipidir.

TWI üçün mənbədə istifadə olunan ifadə:

\[ TWI=\ln\left(\frac{A_{\mathrm{upslope}}}{\tan(\beta)}\right) \]

şəklindədir. \(A_{\mathrm{upslope}}\) yuxarı yamacdan töhfə verən sahəni, \(\beta\) isə meyl bucağını təmsil edir. TWI topoqrafik quruluşun su toplanmasına əlverişliliyini təmsil edən indeksdir; tədqiqatda yağıntı miqdarının əvəzi kimi istifadə edilməmişdir.

Hypsometric integral isə:

\[ HI=\frac{\bar{z}-z_{\min}}{\mathrm{relief}} \]

kimi müəyyən edilmişdir. Burada \(\bar{z}\) orta yüksəklik, \(z_{\min}\) minimum yüksəklik, relyef isə maksimum yüksəkliklə minimum yüksəklik arasındakı fərqdir. HI hövzənin yüksəklik paylanmasının morfometrik xülasəsidir.

DBH sinfi nəyi təmsil edir?

DBH ağacların döş hündürlüyündə diametr sinfini təmsil edən kateqorial meşə quruluşu dəyişənidir. Mənbə verilənlər toplusunda siniflər ting/gənc sinfi (<6 cm), kiçik diametrli (6–16 cm), orta diametrli (18–28 cm) və böyük diametrli (≥30 cm) kimi müəyyən edilmişdir.

Tədqiqatda xüsusilə toplanma və yamac zonalarında kiçik DBH sinifləri müsbət SHAP töhfələri, orta və böyük siniflər isə daha mənfi töhfələrlə əlaqələndirilmişdir. Lakin müəlliflər DBH sinfinin kök möhkəmləndirməsini birbaşa ölçmədiyini xüsusi vurğulayırlar. DBH ağac yaşı, növ tərkibi, meşəlik sıxlığı, torpaq inkişafı və keçmiş meşə idarəçiliyi ilə birlikdə dəyişə bilən proksi dəyişəndir.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Sürüşməli və sürüşməsiz hövzə nümunələri necə yaradılmışdır?

Hər sürüşmə zərəri poliqonunun poliqon daxilindəki təmsil nöqtəsi istifadə edilmiş və bu nöqtəni ehtiva edən hövzə “sürüşmə zərəri qeydə alınmış hövzə” kimi təsnif edilmişdir. Eyni hövzə daxilində birdən çox zərər poliqonu ola bildiyi üçün 1809 poliqon sayı ilə maşın öyrənməsində istifadə olunan sürüşməli hövzələrin sayı eyni deyil.

Potensial sürüşməsiz hövzələrdən sürüşməli hövzələrin 500 m ətrafındakı namizədlər çıxarılmışdır. Məqsəd bir-birinə çox yaxın müsbət və mənfi nümunələrin eyni ətraf mühit şərtlərini bölüşməsi səbəbindən yarana biləcək məkan yaxınlığı təsirini azaltmaqdır.

Daha sonra sinif balanssızlığını məhdudlaşdırmaq üçün hər hövzə növündə sürüşməli və sürüşməsiz nümunələr 1:1 nisbətində yaradılmışdır. Chungcheongnam-do, Chungcheongbuk-do, Daejeon və Sejong inzibati əraziləri üzrə təbəqələşdirilmiş nümunələmə istifadə edilərək regional təmsil qorunmağa çalışılmışdır.

Giriş məlumatları hansı məkan miqyasında işlənmişdir?

TWI, yamac meyli, əyrilik, yamac uzunluğu, yüksəklik, relyef, HI və baxı 1:5000 miqyaslı National Digital Topographic Map mənbəli 10 m DEM-dən əldə edilmişdir. Torpaq dərinliyi 1:25.000 National Forest Soil Map-dən, meşə tipi və DBH sinfi 1:5000 National Forest Type Map-dən, ana süxur tipi isə 1:50.000 National Geologic Map-dən götürülmüşdür.

Müxtəlif ayırdetmə və formatlardakı məlumatlar ortaq təhlil üçün 10 m × 10 m xanalara çevrilmişdir. TWI, meyl, əyrilik, yamac uzunluğu, yüksəklik və torpaq dərinliyi kimi davamlı dəyişənlərdə hövzə daxilindəki xanaların ortası; baxı, meşə tipi, DBH və ana süxur kimi kateqorial dəyişənlərdə isə hövzə daxilində ən çox rast gəlinən kateqoriya istifadə edilmişdir. Hövzə sahəsi, relyef və HI birbaşa hövzə həndəsəsindən hesablanmışdır.

Bu proses hər hövzəni bir maşın öyrənməsi nümunəsinə çevirir. Lakin eyni zamanda çox dik kiçik hissə və ya çox dayaz yerli torpaq qatı kimi ekstremal şərtləri orta dəyərdə yumşalda bilər. Buna görə hövzə ortalamaları fərdi qopma nöqtəsinin birbaşa yerli sabitlik parametrləri kimi şərh edilməməlidir.

Multikolinearlıq nəzarəti

Davamlı dəyişənlər arasındakı xətti əlaqələr Pearson korrelyasiya əmsalı ilə araşdırılmış və \(|r|>0{,}7\) yüksək korrelyasiya meyarı kimi istifadə edilmişdir. Heç bir davamlı dəyişən cütü bu həddi aşmamışdır.

Dispersiya inflyasiya faktoru (VIF) baxımından da bütün dəyərlər 10-dan aşağı olmuşdur. Ən yüksək VIF relyef üçün 3,903, sonra yamac meyli üçün 3,539, TWI üçün 2,375 və yüksəklik üçün 2,151-dir. Hövzə sahəsinin VIF dəyəri 1,664-dür. Beləliklə, doqquz davamlı dəyişənin hamısı modelə daxil edilmişdir.

Random Forest necə öyrədilmiş və doğrulanmışdır?

Hər hövzə növü üçün ayrıca Random Forest modeli yaradılmışdır. Tətbiq R 4.5.1-də ranger paketi ilə həyata keçirilmişdir. Modeldə 2000 qərar ağacı istifadə edilmiş, hər düyündə namizəd bölmə dəyişənlərinin sayı \(mtry=2\) kimi müəyyən edilmişdir. Hər ağac təlim məlumatlarının %70-i ilə, əvəzləməsiz alt nümunələmə istifadə edilərək qurulmuşdur; yəni sample.fraction = 0.7 və replace = FALSE parametrləri tətbiq edilmişdir.

Model performansı təkrarlanan təbəqələşdirilmiş 5 qatlı çarpaz doğrulama ilə ölçülmüşdür. Hər təkrarda məlumat beş hissəyə bölünmüş, dörd hissə təlim və bir hissə held-out doğrulama üçün istifadə edilmişdir. Proses 10 dəfə təkrarlandığından hər hövzə növü üçün cəmi 50 təlim–doğrulama kombinasiyası yaranmışdır.

Təbəqələşdirmə sürüşmə statusu üzrə aparılmış və müsbət/mənfi nümunə nisbətinin hər fold-da qorunması hədəflənmişdir. Model hiperparametrləri bütün fold-larda sabit saxlanılmış və held-out doğrulama məlumatları üzərindən əlavə hiperparametr optimallaşdırılması aparılmamışdır.

Model performansı

Toplanma və yamac modelləri mənbədə orta səviyyəli ayırdetmə performansı kimi şərh edilmişdir. Müstəqil zonanın AUC-si daha yüksək görünsə də, ümumilikdə yalnız 124 model nümunəsi vardır. Bir neçə nümunənin təsnifat nəticəsi performans göstəricilərinə daha çox təsir göstərə bildiyindən, müstəqil zona nəticəsi genişmiqyaslı ümumiləşdiriləbilənlik göstəricisi sayılmamışdır.

Bundan əlavə, doğrulama eyni tədqiqat bölgəsindəki held-out fold-lar üzərindən aparılmışdır. Fərqli bölgədən müstəqil xarici doğrulama verilənlər toplusu yoxdur. Buna görə bu performans dəyərləri modelin fərqli ölkələrdə və ya fərqli dövrlərdə nə qədər uğurlu olacağını birbaşa göstərmir.

SHAP sıfır keçid dəyərləri sürüşmə üçün fiziki həddirmi?

Xeyr. Tədqiqatdakı SHAP sıfır keçidləri LOESS əyrisinin mənfi SHAP töhfəsindən müsbət töhfəyə keçdiyi verilənlərə və modelə bağlı empirik istinad nöqtələridir; müəlliflər bunların universal fiziki hədlər, yağıntı hədləri və ya birbaşa idarəetmə meyarları kimi istifadə edilməməli olduğunu açıq şəkildə bildirirlər.

SHAP hesablanması necə aparılmışdır?

SHAP təhlili R-dəki fastshap paketi ilə həyata keçirilmişdir. Hər çarpaz doğrulama kombinasiyasında model təlim fold-larında öyrədilmiş, SHAP dəyərləri yalnız held-out fold nümunələri üçün hesablanmışdır. Təlim fold-ları SHAP fon məlumatı kimi istifadə edilmişdir.

Ümumi əhəmiyyət hər dəyişənin orta mütləq SHAP dəyəri ilə xülasə edilmişdir. İşarə isə proqnoz istiqamətini ifadə etmişdir: müsbət SHAP sürüşməli sinfə, mənfi SHAP isə sürüşməsiz sinfə doğru töhfəni təmsil edir.

Hər hövzə növü üçün ayrıca model qurulduğuna görə fərqli hövzə növlərindəki mütləq SHAP böyüklüklərini bir-biri ilə birbaşa müqayisə etmək uyğun deyil. Tədqiqat əsasən hər model daxilində əhəmiyyət sırasına, töhfənin istiqamətinə və asılılıq nümunələrinə fokuslanmışdır.

Tam modellərdə hansı amillər önə çıxmışdır?

Yamac zonası üçün mənbədə orta mütləq SHAP dəyərləri hövzə sahəsi 0,063, yamac meyli 0,040 və DBH sinfi 0,039 kimi verilmişdir. Müstəqil zonada hövzə sahəsi 0,083, relyef 0,079 və yamac meyli 0,049-dur.

Toplanma zonasında hövzə sahəsi 0,093 və relyef 0,038 ilə yuxarı sıralardadır. Bununla belə, mənbə mətni ilə Şəkil 5-dəki DBH və yamac uzunluğu SHAP etiketləri arasında sayısal uyğunsuzluq olduğuna görə bu iki dəyişən üçün tək bir dəqiq dəyər bu Verianla məqaləsində məcburi qəbul edilməmişdir.

Hövzə sahəsi həqiqətən hər şeyi izah edirmi?

Tədqiqatçılar hövzə sahəsinin həm fiziki məna daşıyan morfometriya dəyişəni, həm də analiz vahidinin ölçüsünü təmsil edən potensial miqyas təsiri ola biləcəyini nəzərə alaraq ayrıca həssaslıq təhlili aparmışdır. Üç model müqayisə edilmişdir: bütün 13 dəyişəni ehtiva edən tam model, hövzə sahəsini çıxaran model və yalnız hövzə sahəsindən istifadə edən model.

Hövzə sahəsinin çıxarılması bütün modellərdə AUC-ni azaltmışdır; lakin azalma məhduddur: toplanma zonasında 0,017, yamac zonasında 0,029 və müstəqil zonada 0,009. Tam modellər bütün hövzə növlərində ən yaxşı performansı vermişdir. Bu tapıntı hövzə sahəsinin mənalı məlumat daşıdığını, lakin təsnifatın yalnız hövzə ölçüsünə əsaslanmadığını dəstəkləyir.

Hövzə sahəsi çıxarıldıqda hansı dəyişənlər qalmışdır?

Hövzə sahəsi çıxarıldıqda toplanma zonalarında relyef və yamac uzunluğu yuxarı sıralarda qalmış; əyrilik və DBH sinfi də mənalı model məlumatı təmin etmişdir. Yamac zonalarında yamac meyli, DBH sinfi və relyef ən aydın amillərdir. Müstəqil zonalarda isə relyef və yamac meyli güclü şəkildə önə çıxmışdır.

Bu nəticə üç hövzə növünə eyni “tək amilli” izahın tətbiq edilə bilməyəcəyini dəstəkləyir. Toplanma zonalarında axın yolu və sediment əlaqəliliyini təmsil edən hövzə morfometriyası; yamac zonalarında yerli sabitlik və meşə quruluşu; müstəqil zonalarda isə yerli relyef və meyl daha aydın görünür.

SHAP asılılıq nümunələri

Tədqiqat mühüm davamlı dəyişənlər üçün SHAP asılılıq qrafiklərinə LOESS əyrisi uyğunlaşdırmış və mənfi töhfədən müsbət töhfəyə ilk keçidi empirik sıfır keçidi kimi müəyyən etmişdir. Bu dəyərlərdəki qeyri-müəyyənlik 100 təbəqələşdirilmiş bootstrap yenidən nümunələməsi istifadə edilərək %95 etibar intervalı ilə verilmişdir.

DBH sinfi davamlı dəyişən olmadığı üçün onun üçün eyni şəkildə fiziki sıfır keçid həddi hesablanmamışdır. Toplanma və yamac modellərindəki SHAP paylanmalarında ting və kiçik diametr siniflərinin daha çox müsbət, orta və böyük diametr siniflərinin isə daha çox mənfi töhfə göstərməsi model nümunəsi kimi şərh edilmişdir.

Meşə idarəçiliyi baxımından şərh

Toplanma zonalarında idarəetmə yalnız qopma nöqtəsini deyil, çay kanallarına əlaqəni, sediment hərəkət yollarını, kanal tıxanması ehtimalını və aşağı hövzədə risk altında olan elementləri də qiymətləndirməlidir. Böyük hövzə sahəsi, yüksək relyef və uzun axın yollarının birlikdə görüldüyü toplanma sahələri daha ətraflı araşdırma üçün prioritetləşdirilə bilər; lakin SHAP sıfır keçidləri birbaşa inzibati hədd kimi istifadə edilməməlidir.

Yamac zonalarında yerli yamac meyli, relyef, torpaq şəraiti və meşə quruluşunun birlikdə qiymətləndirilməsi daha uyğundur. Meşə yolları, qazma-doldurma yamacları və obyektlərə bitişik dik yamaclar xüsusi əhəmiyyət daşıya bilər. DBH sinfi təkbaşına idarəetmə qərarı vermək üçün kifayət deyil; növ, yaş, meşəlik sıxlığı və kök xüsusiyyətləri kimi daha birbaşa dəyişənlərlə birlikdə qiymətləndirilməlidir.

Müstəqil zonalarda aşağı hövzəyə uzun məsafəli zərər yayılması daha məhdud ola bilsə də, yerli dik yamaclar və birbaşa məruz qalan meşə yolları və ya obyektlər nəzərdən qaçırılmamalıdır. Mənbə xüsusilə müstəqil zona nümunəsinin kiçik olması səbəbindən bu sinif üçün idarəetmə şərhlərinin əlavə məlumatlarla dəstəklənməsini tövsiyə edir.

Tədqiqatın dəstəklədiyi şərh

Məlumatlar meşə hövzəsinin hidroloji-geomorfoloji kontekstinin sürüşmə zərəri poliqonlarının miqyası ilə əlaqəli olduğunu; zərər sahəsi, perimetri, uzunluğu və eninin toplanma zonalarından müstəqil zonalara doğru azaldığını göstərir. Random Forest və SHAP nəticələri də modelin istifadə etdiyi təsiredici amillərin hövzə növünə görə eyni olmadığını dəstəkləyir.

Hövzə sahəsi ortaq güclü model dəyişənidir, lakin həssaslıq təhlili onun təkbaşına kifayət etmədiyini göstərir. Buna görə topoqrafiya, meşə quruluşu, torpaq və geologiya kimi digər dəyişənlər nəzərdən qaçırılmamalıdır.

Tədqiqatın dəstəkləmədiyi şərh

Tədqiqat SHAP əhəmiyyət sıralamasının fiziki səbəbiyyəti sübut etdiyini göstərmir. Yüksək SHAP dəyəri dəyişənin model proqnozu baxımından məlumat daşıdığını göstərir; “bu dəyişən sürüşməyə bu qədər səbəb oldu” demək deyil.

Tədqiqat hadisə əsaslı yağıntı intensivliyi və ya müddət həddi yaratmır. Yağıntı intensivliyi, yağıntı müddəti və hadisə üzrə ümumi yağıntı modelə daxil edilməmişdir. Buna görə nəticələr yağıntı tetikləmə hədlərini müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilməz.

Tədqiqat müstəqil xarici bölgədə doğrulanmış milli və ya universal sürüşmə proqnoz sistemi deyil. Model qiymətləndirilməsi Chungcheong daxilindəki çarpaz doğrulama fold-larına əsaslanır.

“Sürüşməsiz hövzə” etiketi geoloji olaraq sürüşmənin baş verə bilməyəcəyi sahə demək deyil. Yalnız 2022–2024 dövründə istifadə olunan zərər inventarında sürüşmə zərəri qeydə alınmamış hövzələri təmsil edir.

Məhdudiyyətlər və gələcəkdə görülməli işlər

Birinci məhdudiyyət coğrafi və zaman əhatəsidir. Məlumat Chungcheong bölgəsinə və yalnız 2022–2024 dövrünə aiddir; nəticələr dövrün yağıntı, ərazi, meşə və zərər qeydiyyatı sistemindən təsirlənmiş ola bilər. Müxtəlif bölgələr və daha uzun dövrlər istifadə edilərək hövzə-növünə xas nümunələrin təkrarlanıb-təkrarlanmadığı sınaqdan keçirilməlidir.

İkinci məhdudiyyət yağıntı məlumatıdır. Hər sürüşmə poliqonunun dəqiq yaranma vaxtı və hansı yağıntı hadisəsinə aid olduğu etibarlı şəkildə müəyyən edilə bilmədiyi üçün yağıntı intensivliyi, müddət və hadisə cəmi modelə daxil edilməmişdir. Gələcəkdə hadisə əsaslı yağıntı, torpaq rütubəti və yeraltı su məlumatları ilə birbaşa proses doğrulaması tələb olunur.

Üçüncü məhdudiyyət mənfi nümunə tərifidir. Zərər qeydi olmayan hövzələr həqiqətən sürüşməsiz olmaya bilər; bəzi hadisələr araşdırılmamış və ya zərər inventarına daxil edilməmiş ola bilər. Mənbə daha ətraflı sahə tədqiqatları ilə qopma zonası, daşınma yolu və çökmə zonasını ayrıca müəyyən edən inventarları tövsiyə edir.

Dördüncü məhdudiyyət hövzə ortalamalarının yerli heterogenliyi azaltmasıdır. Orta yamac meyli, torpaq dərinliyi və ya meşə quruluşu hövzə daxilindəki çox dik, çox dayaz və ya xüsusi şəkildə çökək kiçik sahələri gizlədə bilər. Yuxarı percentillər, ekstremal dəyərlər, məkan dəyişkənliyi, yüksək ayırdetməli DEM göstəriciləri və çaya məsafə kimi əlavə göstəricilər gələcəkdə qiymətləndirilə bilər.

Beşinci məhdudiyyət xarici doğrulamanın olmamasıdır. Təkrarlanan çarpaz doğrulama bir bölgə daxilində model sabitliyini ölçür; tam spatial block cross-validation və ya başqa bölgələrdə müstəqil doğrulama aparılmamışdır. Xüsusilə müstəqil zona modeli üçün nümunə ölçüsü kiçikdir.

Nəhayət, meşə tipi və DBH sinfi kök möhkəmləndirməsini birbaşa ölçmür. Gələcək tədqiqatlarda ağac növü, meşəlik yaşı, diametr paylanması, meşəlik sıxlığı, kök dartılma möhkəmliyi, torpağın fiziki xüsusiyyətləri və meşə idarəçiliyi tarixi kimi dəyişənlərin əlavə edilməsi tövsiyə olunur.

Mənbə və Metod Qeydi

Orijinal başlıq: Quantifying Landslide Damage Characteristics and Influencing Factors Across Mountain Forest Watershed Types Using Random Forest and SHAP.

Müəlliflər: Jaejeong Kim; Dongyeob Kim.

Müxbir müəllif: Dongyeob Kim.

Qurumlar: Department of Natural Resources, Daegu University; Landslide Division, National Institute of Forest Science; Department of Landscape, Forest and Garden, Daegu University, Republic of Korea.

Jurnal: Forests.

Nəşriyyat: MDPI, Basel, Switzerland.

Nəşr məlumatı: Forests 2026, 17(9), 1063.

DOI: 10.3390/f17091063.

Nəşr tarixi: 6 sentyabr 2026.

Məqalə tarixçəsi: Qəbul edilib 13 avqust 2026; reviziya 1 sentyabr 2026; qəbul 4 sentyabr 2026.

Mənbə növü: Resenziyalı, açıq girişli orijinal tədqiqat məqaləsi; məkan zərər təhlili, statistik müqayisə, Random Forest təsnifatı və SHAP əsaslı izah edilə bilən maşın öyrənməsi.

Lisenziya: Creative Commons Attribution (CC BY 4.0). Müəllif hüquqları müəlliflərə məxsusdur.

Tədqiqat sahəsi: Chungcheongnam-do, Chungcheongbuk-do, Daejeon Metropolitan City və Sejong Special Self-Governing City-ni əhatə edən Chungcheong bölgəsi, Republic of Korea.

Tədqiqat dövrü: 2022–2024 sürüşmə zərəri inventarı.

Əsas məlumat: Dağ meşəsi hövzələri ilə üst-üstə düşən 1809 sürüşmə zərəri poliqonu.

Hövzə növləri: Toplanma zonası (catchment zone), yamac zonası (slope zone), müstəqil zona (independent zone).

Statistik proqram təminatı: R 4.5.1.

Statistik əhəmiyyətlilik: α = 0,05.

Qrup müqayisəsi: Levene testindən sonra dispersiya homogenliyi təmin edilmədiyi üçün Welch ANOVA və Games–Howell post hoc testi; təsir ölçüsü üçün omega squared (ω²).

Maşın öyrənməsi: R ranger paketi; 2000 ağac, mtry = 2, sample.fraction = 0.7, replace = FALSE.

Doğrulama: 10 dəfə təkrarlanan təbəqələşdirilmiş 5 qatlı çarpaz doğrulama; hər hövzə növü üçün 50 təlim–held-out doğrulama kombinasiyası.

Model göstəriciləri: AUC, Cohen's kappa, F1-score, accuracy və precision.

SHAP: R fastshap paketi; held-out fold nümunələrinə SHAP hesablanması, orta mütləq SHAP ilə qlobal əhəmiyyət, LOESS asılılıq əyriləri və 100 bootstrap nümunələməsi ilə empirik sıfır keçidlərinin %95 etibar intervalları.

Maliyyələşdirmə: Korea Forest Service / Korea Forestry Promotion Institute, Forest Science Technology R&D proqramı; layihə RS-2025-02213492.

Məlumatların əlçatanlığı: Sürüşmə zərəri inventarı və dövlət qurumlarından alınmış coğrafi məlumat dəstləri yenidən paylama məhdudiyyətlərinə tabedir; giriş sorğuları orijinal məlumat təminatçılarına yönəldilməlidir.

Maraqlar toqquşması: Müəlliflər maraqlar toqquşmasının olmadığını bildirmişdir.

Süni intellektdən istifadə bəyanatı: Müəlliflər məqalənin orijinal layihəsini nəzərdən keçirmək və ingilis dili redaktəsi aparmaq üçün ChatGPT GPT-5.5 Thinking-dən istifadə etdiklərini; çıxışı özlərinin nəzərdən keçirib redaktə etdiklərini və nəşr məzmununa görə məsuliyyəti öz üzərlərinə götürdüklərini bildirmişdir.

Müəllif töhfələri: Jaejeong Kim və Dongyeob Kim konseptuallaşdırma və metodologiyaya töhfə vermişdir. Jaejeong Kim proqram təminatı, doğrulama, formal təhlil, məlumat kurasiyası, orijinal layihə və vizuallaşdırmanı həyata keçirmişdir. Dongyeob Kim nəzərdən keçirmə/redaktə, məsləhətçilik, layihə idarəçiliyi və maliyyənin əldə edilməsinə cavabdeh olmuşdur.

Əsas şərh həddi: Tədqiqat hadisə əsaslı yağıntı tetikləmə modeli və ya universal fiziki sürüşmə həddi yaratmır. Random Forest və SHAP nəticələri tədqiqat sahəsindəki məkan nümunəsi üçün daxili doğrulama və model izahı xarakteri daşıyır; səbəbiyyət və ya başqa bölgələrə birbaşa ümumiləşdiriləbilənlik sübutu deyil.

Mənbədaxili uyğunsuzluq qeydi: Cədvəl 7 toplanma zonasındakı yalnız-hövzə-sahəsi modelinin AUC-sini 0,638 göstərdiyi halda, eyni bölmənin izah mətnində 0,683 bildirilir. Bundan əlavə, toplanma zonası üçün Şəkil 5-dəki DBH sinfi və yamac uzunluğu SHAP etiketləri ilə izah mətnindəki bəzi rəqəmlər tam üst-üstə düşmür. Bu dəyərlər Verianla tərəfindən təxmin yolu ilə uzlaşdırılmamışdır.