Soil Erosion Prediction in Western Kazakhstan Through Deep Learning with a Neural Network Approach to LS-Factor Analysis

2024

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Hybrid Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1007/s12524-024-02080-0
Деректер сенімділігі 85 жоғары
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Abstract With the rapid shifts in environmental conditions, accurately predicting soil erosion has become crucial for the sustainable management of land resources. This study introduces a deep learning-based approach to forecast soil erosion risks in Western Kazakhstan up to 2030, focusing on the LS factor defined by the Universal Soil Loss Equation (USLE). High-resolution digital elevation models (DEMs) from ASTER GDEM and historical data on climate and land use were utilized to train a convolutional neural network (CNN), enabling projections of future LS-factor changes and the corresponding erosion risks. To further improve the accuracy of LS-factor calculations, the System for Automated Geoscientific Analyses (SAGA) was applied using a multiple-flow algorithm. The results forecast a significant rise in erosion risk by 2030, with areas having LS values between 8 and 24 expected to increase by 10%, and those with LS values above 24 by 0.05%, potentially affecting an additional 24,000 km2. The model achieved a 92% accuracy rate, underscoring the effectiveness of deep learning in environmental risk analysis. The integration of SAGA results provides a more detailed understanding of the erosion processes, enhancing the precision of the predictions.