Integration of multi-criteria decision analysis and statistical models for landslide susceptibility mapping in the western Algiers Province (Algeria) using GIS techniques and remote sensing data
- 1. University of Sciences and Technology Houari Boumediene
- 2. National Higher School of Statistics and Applied Economy
- 3. University of Algiers Benyoucef Benkhedda
Description
Landslide susceptibility assessment and prediction are among the main processing for disaster management and land use planning activities. Therefore, the general purpose of this research was to evaluate GIS-based spatial modeling of landslides in the western Algiers Province using five models, namely, frequency ratio (FR), weights of evidence (WoE), evidential belief function (EBF), logistic regression (LR), and analytical hierarchy process (AHP), and then compare their performances. At first, a landslide inventory map was prepared according to Google Earth satellite images, historical records, and extensive field surveys. The recorded landslides were divided into two groups (70% and 30%) to establish the training and validation models. In the next step, GIS techniques and remote sensing data were used, to prepare a spatial database containing 13 landslide conditioning factors: lithology, distance to lithological boundaries, permeability, slope, exposure, altitude, profile curvature, plan curvature, precipitation, distance to rivers, topographic wetness index, normalized difference vegetation index, and distance to roads. Finally, the landslide susceptibility maps were produced using the five models and validated by the areas under the relative operative characteristic curve (AUC). The AUC results showed a significant improvement in susceptibility map accuracy; the FR model has the best performance in the training and prediction process (90%), followed by LR (88%, 89%), WoE (88%, 87%), EBF (86%,86%), and AHP (76%,75%), respectively. The produced maps in the current study could be useful for land use planning and hazard mitigation purposes in western Algiers Province.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
يعد تقييم قابلية الانهيارات الأرضية والتنبؤ بها من بين المعالجة الرئيسية لأنشطة إدارة الكوارث وتخطيط استخدام الأراضي. لذلك، كان الغرض العام من هذا البحث هو تقييم النمذجة المكانية القائمة على نظم المعلومات الجغرافية للانهيارات الأرضية في مقاطعة الجزائر الغربية باستخدام خمسة نماذج، وهي نسبة التردد (FR)، وأوزان الأدلة (WoE)، ووظيفة الاعتقاد الإثباتي (EBF)، والانحدار اللوجستي (LR)، وعملية التسلسل الهرمي التحليلي (AHP)، ثم مقارنة أدائها. في البداية، تم إعداد خريطة جرد الانهيارات الأرضية وفقًا لصور الأقمار الصناعية من Google Earth والسجلات التاريخية والمسوحات الميدانية الواسعة. تم تقسيم الانهيارات الأرضية المسجلة إلى مجموعتين (70 ٪ و 30 ٪) لإنشاء نماذج التدريب والتحقق من الصحة. في الخطوة التالية، تم استخدام تقنيات نظم المعلومات الجغرافية وبيانات الاستشعار عن بعد، لإعداد قاعدة بيانات مكانية تحتوي على 13 عاملًا لتكييف الانهيارات الأرضية: علم الصخور، والمسافة إلى الحدود الحجرية، والنفاذية، والمنحدر، والتعرض، والارتفاع، والانحناء الجانبي، وانحناء المخطط، وهطول الأمطار، والمسافة إلى الأنهار، ومؤشر الرطوبة الطبوغرافية، ومؤشر الاختلاف الطبيعي للغطاء النباتي، والمسافة إلى الطرق. أخيرًا، تم إنتاج خرائط قابلية الانهيارات الأرضية باستخدام النماذج الخمسة والتحقق من صحتها من قبل المناطق الواقعة تحت المنحنى المميز التشغيلي النسبي (AUC). أظهرت نتائج AUC تحسنًا كبيرًا في دقة خريطة الحساسية ؛ يتمتع نموذج FR بأفضل أداء في عملية التدريب والتنبؤ (90 ٪)، يليه LR (88 ٪، 89 ٪)، WoE (88 ٪، 87 ٪)، EBF (86 ٪، 86 ٪)، و AHP (76 ٪، 75 ٪)، على التوالي. يمكن أن تكون الخرائط المنتجة في الدراسة الحالية مفيدة لأغراض تخطيط استخدام الأراضي والتخفيف من المخاطر في غرب الجزائر العاصمة.Translated Description (French)
L'évaluation et la prévision de la sensibilité aux glissements de terrain font partie des principaux processus de gestion des catastrophes et d'aménagement du territoire. Par conséquent, l'objectif général de cette recherche était d'évaluer la modélisation spatiale des glissements de terrain dans la province d'Alger occidentale à l'aide de cinq modèles, à savoir le rapport de fréquence (FR), les poids des preuves (WoE), la fonction de croyance probante (EBF), la régression logistique (LR) et le processus de hiérarchie analytique (AHP), puis de comparer leurs performances. Au début, une carte d'inventaire des glissements de terrain a été préparée en fonction des images satellites de Google Earth, des enregistrements historiques et des enquêtes de terrain approfondies. Les glissements de terrain enregistrés ont été divisés en deux groupes (70% et 30%) pour établir les modèles de formation et de validation. Dans l'étape suivante, des techniques SIG et des données de télédétection ont été utilisées pour préparer une base de données spatiale contenant 13 facteurs de conditionnement des glissements de terrain : lithologie, distance aux limites lithologiques, perméabilité, pente, exposition, altitude, courbure du profil, courbure du plan, précipitations, distance aux rivières, indice d'humidité topographique, indice de végétation de différence normalisé et distance aux routes. Enfin, les cartes de susceptibilité aux glissements de terrain ont été produites à l'aide des cinq modèles et validées par les aires sous la courbe caractéristique opérationnelle relative (ASC). Les résultats de l'ASC ont montré une amélioration significative de la précision de la carte de sensibilité ; le modèle FR a les meilleures performances dans le processus de formation et de prédiction (90 %), suivi par LR (88 %, 89 %), WoE (88 %, 87 %), EBF (86 %, 86 %) et AHP (76 %, 75 %), respectivement. Les cartes produites dans la présente étude pourraient être utiles à des fins d'aménagement du territoire et d'atténuation des risques dans l'ouest de la province d'Alger.Translated Description (Spanish)
La evaluación y predicción de la susceptibilidad a los deslizamientos de tierra se encuentran entre los principales procesos para la gestión de desastres y las actividades de planificación del uso de la tierra. Por lo tanto, el propósito general de esta investigación fue evaluar el modelado espacial basado en SIG de deslizamientos de tierra en la provincia occidental de Argel utilizando cinco modelos, a saber, relación de frecuencia (FR), pesos de evidencia (WoE), función de creencia probatoria (EBF), regresión logística (LR) y proceso de jerarquía analítica (AHP), y luego comparar sus rendimientos. Al principio, se preparó un mapa de inventario de deslizamientos de tierra de acuerdo con las imágenes satelitales de Google Earth, los registros históricos y los extensos estudios de campo. Los deslizamientos registrados se dividieron en dos grupos (70% y 30%) para establecer los modelos de capacitación y validación. En el siguiente paso, se utilizaron técnicas SIG y datos de teledetección para preparar una base de datos espacial que contiene 13 factores condicionantes de deslizamientos de tierra: litología, distancia a los límites litológicos, permeabilidad, pendiente, exposición, altitud, curvatura del perfil, curvatura del plano, precipitación, distancia a los ríos, índice de humedad topográfica, índice de vegetación de diferencia normalizada y distancia a las carreteras. Finalmente, los mapas de susceptibilidad a deslizamientos fueron producidos utilizando los cinco modelos y validados por las áreas bajo la curva característica operativa relativa (AUC). Los resultados del AUC mostraron una mejora significativa en la precisión del mapa de susceptibilidad; el modelo FR tiene el mejor rendimiento en el proceso de entrenamiento y predicción (90%), seguido de LR (88%, 89%), WoE (88%, 87%), EBF (86%, 86%) y AHP (76%, 75%), respectivamente. Los mapas producidos en el estudio actual podrían ser útiles para la planificación del uso de la tierra y la mitigación de riesgos en la provincia occidental de Argel.Files
latest.pdf.pdf
Files
(243 Bytes)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:59c9a8812eb5e1860f69e595e9e33ad4
|
243 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- دمج تحليل القرار متعدد المعايير والنماذج الإحصائية لرسم خرائط قابلية الانهيارات الأرضية في ولاية الجزائر الغربية (الجزائر) باستخدام تقنيات نظم المعلومات الجغرافية وبيانات الاستشعار عن بعد
- Translated title (French)
- Intégration d'analyses de décision multicritères et de modèles statistiques pour la cartographie de la sensibilité aux glissements de terrain dans la province occidentale d'Alger (Algérie) à l'aide de techniques SIG et de données de télédétection
- Translated title (Spanish)
- Integración de análisis de decisiones multicriterio y modelos estadísticos para el mapeo de susceptibilidad a deslizamientos de tierra en la provincia occidental de Argel (Argelia) utilizando técnicas SIG y datos de teledetección
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4391842201
- DOI
- 10.1007/s12518-024-00548-9
References
- https://openalex.org/W1003766845
- https://openalex.org/W1483775043
- https://openalex.org/W1563989410
- https://openalex.org/W1680670471
- https://openalex.org/W183366287
- https://openalex.org/W1945870237
- https://openalex.org/W1970019764
- https://openalex.org/W1970972394
- https://openalex.org/W1979486410
- https://openalex.org/W1982361248
- https://openalex.org/W1982623886
- https://openalex.org/W1986382962
- https://openalex.org/W1989158271
- https://openalex.org/W1989713942
- https://openalex.org/W1992036793
- https://openalex.org/W1992971656
- https://openalex.org/W1994627756
- https://openalex.org/W1997659744
- https://openalex.org/W2002139005
- https://openalex.org/W2010372419
- https://openalex.org/W2011373971
- https://openalex.org/W2015042350
- https://openalex.org/W2016708575
- https://openalex.org/W2017145427
- https://openalex.org/W2017458088
- https://openalex.org/W2018459837
- https://openalex.org/W2019957091
- https://openalex.org/W2020062384
- https://openalex.org/W2020407132
- https://openalex.org/W2025105609
- https://openalex.org/W2035699211
- https://openalex.org/W2036881582
- https://openalex.org/W2039985772
- https://openalex.org/W2040990873
- https://openalex.org/W2042229599
- https://openalex.org/W2042263794
- https://openalex.org/W2042951326
- https://openalex.org/W2043927277
- https://openalex.org/W2045076638
- https://openalex.org/W2047826438
- https://openalex.org/W2053449690
- https://openalex.org/W2055296512
- https://openalex.org/W2055782035
- https://openalex.org/W2057039778
- https://openalex.org/W2063958435
- https://openalex.org/W2064319214
- https://openalex.org/W2069930921
- https://openalex.org/W2080996603
- https://openalex.org/W2082507487
- https://openalex.org/W2082622325
- https://openalex.org/W2087660049
- https://openalex.org/W2097698267
- https://openalex.org/W2103540160
- https://openalex.org/W2115820600
- https://openalex.org/W2116864993
- https://openalex.org/W2119290800
- https://openalex.org/W2122447387
- https://openalex.org/W2123885778
- https://openalex.org/W2140679062
- https://openalex.org/W2143296882
- https://openalex.org/W2147373555
- https://openalex.org/W2147555471
- https://openalex.org/W2148470216
- https://openalex.org/W2149080256
- https://openalex.org/W2155809674
- https://openalex.org/W2159767026
- https://openalex.org/W2165979967
- https://openalex.org/W2231559881
- https://openalex.org/W2256356292
- https://openalex.org/W2266000645
- https://openalex.org/W2269796085
- https://openalex.org/W2279661910
- https://openalex.org/W2313324190
- https://openalex.org/W2406470551
- https://openalex.org/W2485227433
- https://openalex.org/W2599979201
- https://openalex.org/W2606983075
- https://openalex.org/W2609964738
- https://openalex.org/W2612698113
- https://openalex.org/W2619793045
- https://openalex.org/W2754553860
- https://openalex.org/W2768454628
- https://openalex.org/W2789369267
- https://openalex.org/W2793831793
- https://openalex.org/W2808860853
- https://openalex.org/W2809001109
- https://openalex.org/W2810807595
- https://openalex.org/W2878761843
- https://openalex.org/W2888964430
- https://openalex.org/W2903820049
- https://openalex.org/W2909103422
- https://openalex.org/W2921647808
- https://openalex.org/W2947826550
- https://openalex.org/W2971581655
- https://openalex.org/W2974447785
- https://openalex.org/W2979806575
- https://openalex.org/W3030359503
- https://openalex.org/W3032913569
- https://openalex.org/W3087859110
- https://openalex.org/W3092862604
- https://openalex.org/W3113295179
- https://openalex.org/W3152403848
- https://openalex.org/W3155905303
- https://openalex.org/W3160066311
- https://openalex.org/W3180883810
- https://openalex.org/W3190014754
- https://openalex.org/W4206668998
- https://openalex.org/W4211161286
- https://openalex.org/W4223552989
- https://openalex.org/W4225006746
- https://openalex.org/W4234170728
- https://openalex.org/W4239279146
- https://openalex.org/W4245388272
- https://openalex.org/W4252214519
- https://openalex.org/W4297217510
- https://openalex.org/W4301003819
- https://openalex.org/W4301347335