تهیه نقشه حساسیت زمین‌لغزش با استفاده از مدل تلفیقی فازی- فرآیند تحلیل شبکه ای

سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی

مقاله 5، دوره 8، شماره 3 - شماره پیاپی 28، آبان 1396، صفحه 73-88   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

الهه اکبری^{* 1}؛ علی درویشی بلورانی²؛ نجمه نیسانی سامانی²

¹دانشجوی دکتری سنجش از دور، دانشگاه تهران - مربی گروه ژئومورفولوژی و اقلیم شناسی، دانشگاه حکیم سبزواری

²استادیار دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران

چکیده

در دهه­ های اخیر با گسترش فعالیت ­های بشر در محیط طبیعی، انواع مخاطرات ازجمله زمین‌لغزش، آسیب­های جدی مالی و جانی به همراه داشته است. درنتیجه بررسی حساسیت وقوع زمین‌لغزش و تعیین مناطق بحرانی جهت عملیات محافظتی و آبخیزداری ضروری به نظر می­رسد. در این تحقیق، حساسیت زمین‌لغزش با استفاده از تلفیق روش­های فازی و فرایند تحلیل شبکه­ای (ANP) در حوزه فاروب رومان مدل‌سازی گردید. برای انجام تحقیق، چهار خوشه توپوگرافی، عوامل زیستی، هیدرو اقلیم و زمین­شناسی و معیارهای ارتفاع، شیب، جهت شیب، شکل شیب، فاصله از جاده، کاربری اراضی، شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی (NDVI)، فاصله از رودخانه، تراکم زهکشی، بارش و شاخص رطوبت خاک، فاصله از گسل و لیتولوژی در نظر گرفته‌شده‌اند. نتایج نشان‌دهنده کارایی مدل فازی- فرایند تحلیل شبکه­ای در مدل‌سازی حساسیت زمین‌لغزش است به‌طوری‌که در اعتبارسنجی مدل از طریق منحنی مدل منحنی عامل نسبی (ROC)، میزان AUC، 83/0 با میزان خطای استاندارد 07/0 و مقدار P-value برابر صفر، به دست آمد. برای بررسی حساسیت زمین‌لغزش در حوزه فاروب رومان بر اساس نتیجه منحنی ROC، مدل فازی- فرایند تحلیل شبکه­ای با دقت خیلی خوب ارزیابی گردید. نتایج همچنین نشان داد که 66% از زمین‌لغزش­های معلوم در مناطق با حساسیت زیاد و بسیار زیاد قرارگرفته‌اند. نظر به برآورد حساسیت زیاد و بسیار زیاد زمین‌لغزش به میزان 51 درصد از سطح کل منطقه، اجرای عملیات محافظتی از حوزه مطالعاتی ضروری به نظر می­رسد.

کلیدواژه‌ها

مدل‌سازی محیطی؛ زمین‌لغزش؛ فازی- فرآیند تحلیل شبکه ای؛ حوزه فاروب رومان- نیشابور

مراجع

1. امینی فسخودی، ع. 1384. کاربرد استنتاج منطق فازی در مطالعات برنامه­ریزی و توسعه منطقه­ای. دانش و توسعه، 17: 39-61.

2. بزرگمهر، ک.، س. ی. حکیم‌‌دوست، ع. محمدپورزیدی و ز. صیدی. 1393. مکانیابی بهینه محل دفن مواد زاید جامد شهری با استفاده از مدل (AHP) و سیستم اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: شهرستان تنکابن). فصلنامه اطلاعات جغرافیایی، 23(91):  81-88.

3. بهاروند، س. و س. سوری. 1394. پهنه­بندی خطر زمین لغزش با استفاده از روش شبکه عصبی مصنوعی (مطالعة موردی: حوزه سپیددشت، لرستان). سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 6(4): 15-31.

4. پورهاشمی، س.، ا. امیراحمدی و ا. اکبری. 1393. انتخاب مدل مناسب از بین روش­های آماری دومتغیره جهت پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش در محیط  GIS(مطالعه موردی: حوزه آبخیز بقیع). مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، 4(15): 71-89.

5. جوادیان کوتنایی، س.، س. ملماسی، ن. اورک و ج. مرشدی. 1393. تدوین الگوی ارزیابی توان اکولوژیک توسعه شهری با بهره­گیری از فرآیند تحلیل شبکه­ای (ANP) (نمونه موردی: شهرستان ساری). آمایش سرزمین، 6(1): 153-178.

6. حجازی، س. ا. و م. رنجبریان شادباد. 1393. شناسایی عوامل موثر و پهنه­بندی خطر زمین لغزش در بخش غربی حوضه آبریز سرندچای. پژوهش­های ژئومورفولوژی کمی، 3(3): 114-129.

7. داداش‌پور، ه.، ح. ر. خدابخش و م. رفیعیان. 1391. تحلیل فضایی و مکانیابی مراکز اسکان موقت با استفاده از تلفیق فرآیند تحلیل شبکه­ای (ANP) و سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS). مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی، 1(1): 111-131.

8. رمضانی گورابی، ب. و ه. ابراهیمی. 1388. شناخت عوامل موثر زمین لغزش در حوضه آبخیز سد برنجستانک قائمشهر. نگرش­های نو در جغرافیای انسانی، 1(4): 127-136.

9. زبردست، ا. 1389. کاربرد فرآیند تحلیل شبکه‌ای (ANP) در برنامه‌ریزی شهری و منطقه‌ای. نشریه هنرهای زیبا – معماری و شهرسازی، 2(41): 79-90.

10. زیاری، ک.، م. اکبرپور سراسکانرود، ه. سلامی و ا. عابدینی. 1386. بررسی تطبیقی دلایل عدم تحقق اهداف شهرهای جدید در ایران با بکارگیری روش ANP. جغرافیا، 5(12-13): 117-139.

11. ساسان­پور، ف. و ج. موسی­وند. 1389. تاثیر عوامل انسان­ساخت در تشدید پیامدهای مخاطرات طبیعی در محیط­های کلان شهری با کاربرد منطق فازی و سیستم اطلاعات جغرافیایی. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 13(16): 29-50.

12. سالاری، م.، ه. معاضد و ف. رادمنش. ­1391. مکان­یابی محل دفن پسماند شهری با استفاده از مدل AHP_FUZZY در محیط GIS (مطالعه موردی: شهر شیراز). طلوع بهداشت، 11(1): 96-109.

13. سلطانی، ع. و ط. طالبی اردکانی. 1392. بررسی نظام توزیع فضایی و تحلیل مکان­گزینی پایانه­های حمل و نقل اتوبوسرانی درون شهری شیراز با استفاده از تکنیک فرآیند تحلیل شبکه­ای (ANP). مطالعات و پژوهش‌های شهری و منطقه‌ای، 5(18): 107-122.

14. سوری، س.، س. بهاروند و ط. فرهادی نژاد. 1392. پهنه­بندی خطر زمین‌لغزش با استفاده از منطق فازی (مطالعة موردی: حوزه چم سنگر). سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی. 4(4): 47-60.

15. صدوق ونینی، ح.، م. ر. ثروتی، ک. نصرتی، م. اسدی و م. ص. قربانی. 1394. پهنه‌بندی لغزش زمین در منطقۀ کاشتر کامیاران برای کاهش مخاطرات. مدیریت مخاطرات محیطی، 2(1): 105-116.

16. عابدینی، م. و ح. ستایشی نساز. 1393. پهنه­بندی خطر وقوع لغزش با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی (AHP) مطالعه موردی: حوضه آبخیز گُلجه. جغرافیا و برنامه‌ریزی، 18(49): 139-165.

17. عشورنژاد، غ.، ح. ع. فرجی سبکبار، س. ک. علوی‌پناه و م. ح. نامی. 1390. مکان­یابی شعب جدید بانک­ها و موسسات مالی و اعتباری با استفاده از فرآیند تحلیل شبکه­ای فازی (Fuzzy ANP). پژوهش و برنامه‌ریزی شهری، 2(7): 1-20.

18. فتحی، م. ح.، ا. بهشتی جاوید و م. عابدینی. 1394. پهنه‌بندی حساسیت وقوع زمین لغزش با مدل­های آماری دومتغیره و منطق فازی. جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، 26(3): 49-60.

19. فرجی سبکبار، ح. ع.، ح.، نصیری، م. حمزه، س. طالبی و ی. رفیعی. 1390. تعیین عرصه‌های مناسب برای تغذیه مصنوعی بر پایه‌ی تلفیق روش‌های ANP و مقایسه زوجی در محیط GIS، مطالعه موردی دشت گربایگان فسا. مجله جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، 22(4): 143-166.

20. فرجی سبکبار، ح. ع.، م. سلمانی، ف. فریدونی، ح. کریم‌زاده و ح. رحیمی. 1389. مکان­یابی محل دفن بهداشتی زباله روستایی با استفاده از مدل فرایند شبکه­ای تحلیل (ANP): مطالعه موردی نواحی روستایی شهرستان قوچان. برنامه­ریزی و آمایش فضا، 14(1): 127-149.

21. قائدرحمتی، ص.، ا. باستانی­فر و ل. سلطانی. 1390. بررسی تاثیرات تراکم بر آسیب­پذیری ناشی از زلزله در شهر اصفهان (با رویکرد فازی). مجله جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، 22(1): 107-122.

22. قراگوزلو، ع. و م. علیزاده. 1393. رزیابی تناسب اراضی برای استقرار صنایع به روش فرآیند تحلیل سلسله مراتبی- منطق فازی Fuzzy-AHP (مطالعه موردی: شهرستان ملارد). سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 5(4): 79-94.

23. قنبری، ح. و ش. روستایی. 1392. بررسی اولویت‌های برنامه‌ریزی و آمایش مناطق مرزی در استان آذربایجان شرقی با به کارگیری مدل تحلیل شبکه (ANP). آمایش سرزمین، 5(2): 335-360.

24. کرمی، آ. و ع. عبدشاهی. 1390. رتبه­بندی توسعه یافتگی مناطق روستایی استان کهگیلویه و بویراحمد به روش فازی. تحقیقات اقتصاد کشاورزی، 3(11): 117-136.

25. کریمی، ح.، ف. نادری، ب. ناصری و ع. سلاجقه. 1393. مقایسة مدل‌های مختلف برای پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش در حوزة آبخیز زنگوان ایلام. مرتع و آبخیزداری، 67(3): 459-485.

26. کیا، س. م. 1390. منطق فازی در MATLAB، انتشارات کیان رایانه سبز، چاپ دوم. 304 صفحه.

27. کیانی، ا.، خ. بزی و ف. سالاری سردری. 1392. اولویت­سنجی تعیین راهبردهای توسعه فضاهای عمومی شهر عسلویه با استفاده از مدل فرآیند تحلیل شبکه (ANP). تحقیقات جغرافیایی، 28(4): 195-210.

28. متکان، ع. ­ا.، ع. شکیبا، س. ح. پورعلی و ح. نظم­فر. 1387. مکانیابی مناطق مناسب جهت دفن پسماند با استفاده از GIS (ناحیه مورد مطالعه: شهر تبریز). علوم محیطی، 6(2): 121-131.

29. متولی، ص.، م. م. حسین زاده، ر. اسماعیلی و خ. درفشی. 1394. ارزیابی دقت روش‌های رگرسیون چند متغیره (MR)، رگرسیون لجستیک (LR)، تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و منطق فازی (FL) در پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش حوضه آبخیز طالقان. پژوهشهای ژئومورفولوژی کمی، 4(1): 1-20. 

30. مرادی، ح. ر.، م. محمدی و ح. ر. پورقاسمی. 1391. حرکات دامنه­ای (حرکات توده­ای) با تاکید بر روشهای کمی تحلیل وقوع زمین‌لغزش، تهران: انتشارات سمت. 224 صفحه.

31. مکانیکی، ج. و ح. صادقی. 1391. مکان­یابی مراکز بهداشتی-درمانی (بیمارستان­ها) شهر بیرجند، از طریق تلفیق فرآیند تحلیل شبکه­ای (ANP) و مقایسه زوجی در محیط GIS. آمایش محیط، 5(19): 121-142.

32. Ahmed B. 2015. Landslide susceptibility mapping using multi-criteria evaluation techniques in Chittagong Metropolitan Area, Bangladesh. Landslides, 12(6): 1077-1095.

33. Balezentiene L, Streimikiene D, Balezentis T. 2013. Fuzzy decision support methodology for sustainable energy crop selection. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 17: 83-93.

34. Bibi T, Gul Y, Rahman AA, Riaz M. 2016. Landslide susceptibility assessment through fuzzy logic inference system (flis). The International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 42: 355-360.

35. Chen C-Y, Huang W-L. 2013. Land use change and landslide characteristics analysis for community-based disaster mitigation. Environmental Monitoring and Assessment, 185(5): 4125-4139.

36. Chen Y, Yu J, Khan S. 2010. Spatial sensitivity analysis of multi-criteria weights in GIS-based land suitability evaluation. Environmental Modelling & Software, 25(12): 1582-1591.

37. Das I, Sahoo S, van Westen C, Stein A, Hack R. 2010. Landslide susceptibility assessment using logistic regression and its comparison with a rock mass classification system, along a road section in the northern Himalayas (India). Geomorphology, 114(4): 627-637.

38. Fathi MH, Khohdel K, Kandi AS, Ashrafifeini Z, Khaliji MA. The combination of spectral and spatial data in zoning of landslide susceptibility (Case study: Sangorchay reservoir). Journal of Biodiversity and Environmental Sciences (JBES), 6(2): 515-527. 

39. Feizizadeh B, Blaschke T, Nazmfar H, Rezaei Moghaddam M. 2013. Landslide susceptibility mapping for the Urmia Lake basin, Iran: a multi-criteria evaluation approach using GIS. International Journal of Environmental Research, 7(2): 319-336.

40. Feizizadeh B, Blaschke T. 2013. GIS-multicriteria decision analysis for landslide susceptibility mapping: comparing three methods for the Urmia lake basin, Iran. Natural Hazards, 65(3): 2105-2128.

41. Feizizadeh B, Roodposhti MS, Jankowski P, Blaschke T. 2014. A GIS-based extended fuzzy multi-criteria evaluation for landslide susceptibility mapping. Computers & Geosciences, 73: 208-221.

42. Ilanloo M. 2011. A comparative study of fuzzy logic approach for landslide susceptibility mapping using GIS: An experience of Karaj dam basin in Iran. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 19: 668-676.

43. Intarawichian N, Dasananda S. 2010. Analytical Hierarchy Process for landslide susceptibility mapping in lower Mae Chem watershed, Northern Thailand.  Suranaree Journal of Science & Technology, 17(3): 277–292.

44. Kahraman C, Kaya İ. 2010. Investment analyses using fuzzy probability concept. Technological and Economic Development of Economy, 16(1): 43-57.

45. Khan S, Faisal MN. 2008. An analytic network process model for municipal solid waste disposal options. Waste Management, 28(9): 1500-1508.

46. Kumar FP, Claudio D. 2016. Implications of estimating confidence intervals on group fuzzy decision making scores. Expert Systems with Applications, 65: 152-163.

47. Marrapu BM, Jakka RS. 2014. Landslide Hazard Zonation methods: A critical review. International Journal of Civil Engineering and Research, 5(3): 215-220.

48. Neaupane KM, Piantanakulchai M. 2006. Analytic network process model for landslide hazard zonation. Engineering Geology, 85(3): 281-294.

49. Nefeslioglu HA, Sezer EA, Gokceoglu C, Ayas Z. 2013. A modified analytical hierarchy process (M-AHP) approach for decision support systems in natural hazard assessments. Computers & Geosciences, 59: 1-8.

50. Saaty TL. 2004. Fundamentals of the analytic network process—Dependence and feedback in decision-making with a single network. Journal of Systems Science and Systems Engineering, 13(2): 129-157.

51. Shadman Roodposhti M, Aryal J, Shahabi H, Safarrad T. 2016. Fuzzy Shannon Entropy: A Hybrid GIS-Based Landslide Susceptibility Mapping Method. Entropy, 18(10): 1-20.

52. Shahabi H, Hashim M, Ahmad BB. 2015. Remote sensing and GIS-based landslide susceptibility mapping using frequency ratio, logistic regression, and fuzzy logic methods at the central Zab basin, Iran. Environmental Earth Sciences, 73(12): 8647-8668.

53. Sumathi V, Natesan U, Sarkar C. 2008. GIS-based approach for optimized siting of municipal solid waste landfill. Waste Management, 28(11): 2146-2160.

54. Wolfslehner B, Vacik H, Lexer MJ. 2005. Application of the analytic network process in multi-criteria analysis of sustainable forest management. Forest Ecology and Management, 207(1): 157-170.

55. Zadeh LA. 1975. The concept of a linguistic variable and its application to approximate reasoning—I. Information Sciences, 8(3): 199-249.