چکیده:
پیشینه و هدف زمینلغزش بهعنوان یک حادثه مهیب می تواند موجب آسیب رساندن به انسان، از دست دادن زندگی، زیان اقتصادی و از بین بردن میراث فرهنگی و طبیعی شود. درحالیکه نیاز به روشی برای پیش بینی مستقیم محل وقوع زمینلغزش احساس می شود و در حال حاضر امکان پیش بینی مستقیم وجود ندارد، پهنه بندی خطر زمینلغزش میتواند روش غیرمستقیم مناسبی برای پاسخ به این نیاز باشد. هدف از این مطالعه پهنه بندی خطر زمینلغزش در حوزه رودخانه ماربر در محدوده سمیرم استان اصفهان با استفاده از ادغام داده در ترکیب با روش های تحلیل سلسله مراتبی است. مواد و روش ها در مرحله اول، اطلاعات مربوط به منطقه جمعآوری و لایه های اطلاعاتی در فضای سیستم اطلاعات جغرافیایی فراهم گردید. سپس با استفاده از دو روش تحلیل سلسله مراتبی فازی و غیر فازی و با قضاوت کارشناسان، لایه ها و زیر لایهها وزندهی شدند. از دو روش همپوشانی وزن دار و همپوشانی فازی برای پهنهبندی نتایج تحلیل های سلسله مراتبی فازی و غیرفازی استفاده شد. ترکیب دو روش تحلیل سلسله مراتبی و دو روش همپوشانی باعث ایجاد چهار نقشه پهنه بندی برای منطقه موردنظر شد. ابزار همپوشانی فازی امکان تجزیهوتحلیل احتمال وقوع پدیده متعلق به چندین مجموعه را در تحلیل همپوشانی چند معیاره فراهم میکند. نهتنها همپوشانی فازی اعضای تأثیرگذار در وقوع یک پدیده را تعیین میکند، بلکه روابط بین عضویت چند مجموعه را تجزیهوتحلیل میکند. همپوشانی وزنی نیز یکی از روشهای مورداستفاده برای تجزیه و تحلیلهای همپوشانی برای پاسخ به سؤالات چند معیاری مانند انتخاب محل و مدل مناسب است. که این روش مقادیر موجود در رسترهای ورودی را به یک مقیاس ارزیابی مشترک ازنظر مناسب بودن یا اولویت، ریسک و یا مقیاس مناسب یکسانسازی میکند و مقادیر سلول هر یک از ردیف ورودی را با توجه به اهمیت رسترها افزایش میدهد. همچنین مقادیر حاصل سلول را باهم ترکیب میکند تا رستر خروجی تولید کند. در ادامه پس از ایجاد چهار نتیجه پهنهبندی از مفهوم ادغام تصمیم گیریها برای تلفیق نتایج و ایجاد نتیجه نهایی استفاده میشود. ادغام تصمیم گیریها یا در حالت کلی ادغام یا تلفیق داده، تصمیم گیریهای مختلف حاصل از روشها یا دادههای متفاوت را باهم ترکیب یا تلفیق می کند تا درنهایت تصمیم گیری را حاصل کند که هم دقت بیشتری دارد و هم اعتماد به آن بسیار بیشتر از نتیجه یک تصمیم گیری انفرادی است. نتایج و بحث منطقه موردمطالعه در فاصله 60 کیلومتری از شهر سمیرم در حوزه رودخانه ماربر واقعشده است. بهطورکلی عوامل مختلفی می توانند در ناپایداری شیب ها و فراهم کردن شرایط برای بروز زمینلغزش مؤثر باشند. از میان تمامی عوامل مؤثر، در این تحقیق هشت عامل شیب، جهت شیب، فاصله تا گسل، فاصله تا راه ها، فاصله تا زهکش، فاصله تا مناطق مسکونی، لیتولوژی و میزان بارش جهت بررسی بیشتر زمینلغزش انتخاب شدند. این لایه های مؤثر با استفاده از لایه های اطلاعاتی مدل رقومی ارتفاعی، خطوط گسل، موقعیت راه ها، موقعیت آبراهه ها، موقعیت مناطق مسکونی، لیتولوژی و ایستگاه های سینوپتیک منطقه به دست آمد. مدل رقومی ارتفاعی منطقه با اندازه پیکسل 30 متر از سایت USGS تهیه شد. با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی منطقه و در فضای GIS، نقشههای شیب و جهت شیب در 5 کلاس تولید گردید. نقشه گسل های منطقه از نقشه زمینشناسی 1:100000 سازمان زمین شناسی کشور تهیه شد. سپس در محیط ArcGIS و به کمک ابزار فاصله اقلیدسی لایه فاصله تا گسل ایجاد و با توجه به میزان فاصله هر نقطه تا گسل ها، لایه نهایی فاصله تا گسل در 5 گروه کلاس بندی شد. همچنین برای تهیه نقشه میزان بارش محدوده مورد مطالعه از میانگین اطلاعات بارش سازمان هواشناسی کشور در 10 سال اخیر در 19 ایستگاه اطراف ناحیه مورد مطالعه استفاده شد. سپس با توجه به میزان بارش، فاصله میان ۱۹ ایستگاه هواشناسی به 5 گروه تقسیم بندی گردید. منطقه مورد مطالعه در قسمت بارندگی زیاد و بسیار زیاد قرارگرفته است. نقشه راه های منطقه از نقشه 1:25000 سازمان نقشهبرداری کشور برای ناحیه موردمطالعه تهیه شد. برای مطالعه تأثیرات راه های محدوده موردمطالعه در ایجاد زمینلغزش نیاز به تولید نقشه فاصله تا راهها بود که این نقشه با استفاده از نقشه راه تهیه شد و فاصله هر نقطه تا راه ها در 5 گروه مشخص گردید. برای تهیه نقشه زهکش منطقه از نقشه های 1:25000 سازمان نقشه برداری کشور برای ناحیه مورد تحقیق استفاده شد. جهت استفاده از لایه زهکش بهعنوان یکلایه مؤثر، لایه فاصله تا زهکش در محیط ArcGIS و ابزار فاصله اقلیدسی تولید شد. درنهایت لایه فاصله تا زهکش در 5 گروه کلاس بندی شد. جهت بررسی مناطق مسکونی در پدیده زمینلغزش از نقشه های 1:25000 سازمان نقشهبرداری کشور برای منطقه موردمطالعه استفاده شد. برای مشاهده تأثیر لایه مناطق مسکونی در وقوع زمینلغزش نیاز به تولید پهنه بندی فاصله تا مناطق مسکونی وجود داشت که این لایه در محیط ArcGIS و در پنج کلاس تولید شد. برای بررسی تأثیر لیتولوژی در این منطقه از نقشه زمین شناسی 1:100000 سازمان زمین شناسی کشور استفاده شد. همچنین سنگ ها با توجه به جداول کانیشناسی به 2 گروه سنگ نرم و سنگ سخت تقسیم بندی شد. نتیجه گیری پهنه بندی با روش تحلیل سلسله مراتبی-همپوشانی وزندار، تحلیل سلسله مراتبی-همپوشانی فازی، تحلیل سلسله مراتبی فازی- همپوشانی وزندار و درنهایت تحلیل سلسله مراتبی فازی-همپوشانی فازی به ترتیب دارای دقت 80%، 86% و 75% و 88% بود و پس از ادغام نتایج حاصل از این ۴ روش، دقت پهنه بندی به 90% افزایش یافت. مقایسه و صحت سنجی نتایج با نرخ پیش بینی زمین لغزشهای تاریخی منطقه نشان داد رو ش های پهنه بندی، نتایج مناسبی داشتند اما درنهایت با ادغام اطلاعات، نتایج بهبود بیشتری یافتند.
Background and Objective Landslide as a terrifying
disaster can cause human and economic losses and the
destruction of cultural and natural heritage. While the
need for a method to directly predict the location of
landslides has vital importance but currently, the
prediction is not possible. The zoning of landslide
hazard can be an efficient indirect approach. This
paper proposes a method for landslide hazard zoning
based on the decision fusion and Analytical Hierarchy
Process (AHP) in the Semirom of Isfahan province
Materials and Methods In the first step of the
proposed methodology of this research, GIS
information layers of the study area are collected.
Then by using of fuzzy and non-fuzzy hierarchical
analysis method and based on expert knowledge, the
layers and sub-layers were weighted. In addition, two
different overlay methods including weighted overlay
and fuzzy overlay are applied for zoning of the AHP
and fuzzy AHP results. Combination of both AHP and
fuzzy AHP methods with two overlay methods create
four zoning maps for the area. The Fuzzy Overlay tool
makes it possible for the analysis of the possibility of
a phenomenon belonging to multiple sets in a multicriteria
overlay analysis. Not only the fuzzy overlay
determines the influential members in the occurrence
of a phenomenon but also analyzes the relationships
between the memberships of several sets. Weight
overlapping is one of the most effective methods used
to overlay analysis to address multiple-criteria
questions such as location selection and appropriate
models. This method will adopt the values in the input
raster to a common evaluation criterion for suitability
or priority, risk, or appropriate scale.
The cell values of each row of inputs increase with the
increase of importance of the raster. It also combines
the resultant cells to produce the output raster. After
obtaining four zoning maps, a decision fusion strategy
is applied for the fusion of these maps. Decision
fusion systems or in general data fusion or
combination strategies combines various decisions
made from different methods or data to ultimately
make decisions that are more precise and reliable than
the result obtained from a single decision. One of the
most important and effective methods for integrating
decisions is based on the concept of voting. In this
method, one vote is assigned to each decision. The
simplest form of this method is known as the majority
voting. In this method, if all decision-making methods
have the same weight and accuracy, the decision of all
strategies for an input sample is considered to be the
same weight, and the decision with the highest score
will be introduced as the winning class for the input
sample.
Results and Discussion The study area is located
approximately 60 kilometers from Semirom city.
Also, this area is located in Marbur River watershed.
Generally, different factors can be effective in slope
instability and landslide, which in this research, slope,
aspect, distance to fault, distance to roads, distance to
drainages, distance to residential areas, lithology and
rainfall were selected for assessing the landslide
phenomenon. These effective layers are obtained from
information data such as Digital Elevation Model
(DEM), fault lines, rivers location, streams location,
residential areas, roads location, lithology and
synoptic stations. The digital elevation model (DEM)
of the region is prepared with 30 meters pixel size
from the USGS website. By using DEM in GIS, slope
and aspect maps in five classes are created. Faults map
of the studied area is obtained from 1:100000 geology
map of the Geology organization center of the
country. Also, by using Euclidean distance in GIS,
distance to faults layer is created in five classes. For
preparation of rainfall map, the rainfall content of the
studied area has been used from the average rainfall
data of the Iran Meteorological Organization in the
last 10 years of 19 meteoroidal stations. Based on the
rainfall information, the area is divided into five
classes. Roads map of the area is obtained from
1:25000 map of National Cartographic Center. The
distance to road layer is created from roads map of the
area and divided into five classes. For drainage and
residential area maps, a 1:25000 map from NCC is
applied. Also, distance to residential area layer is
created by this map in five classes. For assessment of
the lithology in this area, a 1:100000 geology map is
applied.
Conclusion Results showed that the zoning methods
provide satisfactory results, but eventually the results
were improved with the decision fusion strategy. For
validation our finding the results were compared with
historical landslides. Based on the results, it was
concluded that zoning by four different combinations:
hierarchical analysis and overweight analysis,
hierarchical analysis and fuzzy overlay, fuzzy
hierarchical analysis and weighted overlay, and fuzzy
hierarchical analysis and fuzzy overlaying, have a
precision of 80%, 86%, 75% and 88% respectively.
After integrating the results of these four methods, the
accuracy of the zoning increased to 90%.