تبیین عدم قطعیت در مدل های پهنه بندی مخاطرات محیطی با استفاده از الگوریتم دمپستر- شفر Dempster-Shafer))

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
امروزه طیف وسیعی از مدل های تحلیل مکانی در پهنه بندی مخاطرات محیطی مورد استفاده قرار گرفته اند. برخی از مدل ها مانند تحلیل سلسله مراتبی و فازی، علی رغم لحاظ کردن عدم قطعیت در متغیرهای ورودی، از تبیین کمی مقادیر عدم قطعیت در خروجی ناتوان هستند. در این مطالعه، هدف ارزیابی قابلیت های الگوریتم دمپستر- شفر در تبیین عدم قطعیت در نتایج خروجی برای پهنه بندی خطر زمین لغزش در جنوب شهرستان چالوس می باشد. بنابراین پس از بررسی های میدانی و مرور مطالعات مشابه نقشه 10 عامل در محیط GIS تهیه و به عنوان داده های ورودی به همراه نقشه پراکنش زمین لغزش های موجود به مدل معرفی شدند. پهنه بندی خطر زمین لغزش با ادغام لایه های مختلف وزنی در مدل دمپستر-شفر انجام و به منظور ارزیابی خروجی مدل از مدل رگرسیون لجستیک استفاده گردید؛ کارایی دو مدل بر اساس نتایج خروجی مدل ها و با استفاده از دو شاخص نسبت تراکم (Dr) و جمع مطلوبیت (Qs) مورد ارزیابی و صحت سنجی قرار گرفت. نتایج حاصلDr نشان داد که در هر دو مدل در تشخیص کلاس های با خطر بالا نسبت به کلاس های با خطر پایین خوب عمل نموده اند و از بین دو مدل بر اساس نتایج شاخص Qs، مدل دمپستر- شفر با 02/98=Qs نسبت به مدل رگرسیون لجستیک با 66/91=Qs دارای مطلوبیت نسبی بهتری است. بنابراین مدل D-S در تشخیص کلاس های خطر (قطعیت) و به تبع آن کلاس های عدم خطر (عدم قطعیت) در منطقه موفق تر عمل نموده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


1) افجه نصرآبادی، حامد و همکاران، 1387، ارزیابی کارایی مدل‌های آماری ارزش اطلاعاتی و تراکم سطح در پهنه‌بندی خطر زمین لغزش مناطق جنگلی (سری دو جنگل شصت کلاته گرگان)، مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، جلد 15،سال 1387، شماره 6.
2) ایلانلو، مریم و همکاران، 1389، پهنه‌بندی خطر حرکات توده‌ای با استفاده از روش منطق فازی (مطالعه موردی حوضه آبریز سیرا)، مجله چشم انداز جغرافیایی، سال پنجم، تابستان 1389، شماره 11، ص 12-26.
3) بانک اطلاعاتی زمین لغزش کشور، 1386، زمان جنگل‌ها، مراتع و آبخیز‌داری کشور، وزارت جهاد کشاورزی.
4) بهشتی راد‌‌، ‌مسعود و همکاران‌، زمستان1389،‌ تهیه نقشه خطر حرکت های توده ای با مدل ارزش اطلاعاتی، فصلنامه جغرافیای طبیعی‌، سال سوم‌، شماره 10، ‌صفحه 14.
5) بهنیافر، ابوالفضل و همکاران، 1389، کاربرد مدل AHP و منطق فازی در طبقه‌بندی خطرات زمین لغزش (حوضه آبریزی فریزی) ، فصلنامه جغرافیای طبیعی، سال سوم، شماره 9، پاییز 1389، ص 89-100.
6) پاشا‌،‌ عین اله و همکاران ‌،1392،‌ محاسبه فاصله عدم قطعیت بر پایه آنتروپی شانون و تئوری دمپستر شافر از شواهد‌،‌ نشریه بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید ‌، شماره ‌2،‌ جلد24، صفحه 216-‌ 223.
7) خالدی، شهریار و همکاران، 1391، ارزیابی عامل‌های مؤثر در رویداد زمین لغزش و پهنه‌بندی آن با استفاده از مدل رگرسیون لجستیک در محیط GIS (مطالعه موردی حوضه آبخیز طالقان)، مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره اول، بهار 1391.
8) شادفر، صمد و همکاران، 1390، پهنه بندی خطر زمین لغزش با استفاده از مدل‌های ارزش اطلاعاتی، تراکم سطح و LNRF در حوضه چالکرود، مجله مهندسی و مدیریت آبخیز، جلد سوم، سال 1390، شماره 1، ص 40-47.
9) شریفی کیا، محمد، 1386، بررسی خطر لغزش و تحلیل ریسک‌پذیری در بخشی از البرز مرکزی، دومین همایش مقابله با سوانح طبیعی.
10) شریعت جعفری م .1376، زمین لغزش (اصول و پایداری شیب‌های طبیعی) ، انتشارات سازه ،218 صفحه ‌.
11) شیرانی، کورش،1392، شناسایی، پایش و سنجش خطر پذیری زمین لغزش مبتنی بر تکنیک تصاویر ماهواره‌ای رادار‌(مطالعه موردی : ارتفاعات زاگرس)، رساله دکتری، دانشگاه اصفهان، 218 صفحه ‌.
12) صفاری، امیر، اخدر، آرش، 1391، مقایسه مدل نسبت فراوانی و توابع عضویت فازی در پهنه‌بندی خطر زمین لغزش (مطالعه موردی جاده ارتباطی مریوان - سنندج)، مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره 4، زمستان 1391، ص 79-96.
13) فرزامیان‌، محمد و همکاران ،1387،‌ برآورد عدم قطعیت در مدل سازی داده های ژئوفیزیکی با روش Dempster Shafar ، دومین کنفرانس مهندسی معدن ایران ‌.
14) مصفایی، جمال و همکاران، 1388، مقایسه کارایی مدل‌های تجربی و آماری پهنه‌بندی خطر زمین لغزش (حوضه آبخیز الموت رود)، مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، جلد 16، سال 1388، شماره 4، ص 61-43.
15) معدن کن، محمد و همکاران، 1393، پهنه بندی خطر زمین لغزش در محدوده قطعه دوم آزاد راه تهران شمال، سی و سومین گردهمایی ملی علوم و زمین، اسفند 1393.
16) محمدی ثابت، نسرین، 1393، تلفیق پارامتر های مستخرج از تصاویر ماکروویو در بهینه سازی مدل های تجربی زمین لغزش مطالعه موردی جنوب شهرستان چالوس، پایان نامه کارشناسی ارشد، گروه سنجش از دور، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه تربیت مدرس، 125 ص.
17) محمودی ، رضا ،1392، استفاده از الگوریتم Dempster Shafar در تعیین نواحی امید بخش معدنی فلزی در منطقه طارم در محیط GIS، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی علوم و تحقیقات یزد،91 صفحه .

18) Chau,K.T and J.E.chan.2005.Reiol bas f Ladslide data in generating suseptibility maps using Logistic regression for Hong kong Island.landslides 280-290.
19) Cruden, D.M, Varnes, D.J, 1996, Landslide types and processes. In: Turner, A.K and Schuster R.L, (Editors), Landslides: investigation and mitigation.
20) Dai,F.C.and C.F.Lee.2002.Landslide characteristics and slope instability modeling using GIS ,Lantau Island,Hong Kong.Geomorphology 42:213-228.
21) Dai,F,C.,Lee,C.f.and Ngai,Y.Y.2002.Landslide Risk Assessment and Management:an Overview.Engineering Geology,64:65-78.(In Eng).
22) Dempster,A.P.,1976,Upper and Lower Probabilities Indaced by a Multivalued Mapping.Annals of Mathematical Statistics 38,pp.325-339.
23) Dikau, R, Brunsden, D, Schrott, L, Ibsen, M,(eds), 1996, Landslide Recognition: Identification, movement and causes (Chichester : John Wiley & Sonsltd).
24) Fattahi ardakani, M.A, 2000, Investigation and evaluation on landslide zonation Models, remote sensing and GIS in the Latian watershed. MSC. Thesis. Emam Khomaini educational center, 181 p.
25) Gagnon, H, 1975, Remote sensing of Landslide hazards on quick clays of eastern Canada. Proceeding 10th International Symposium Remote Sensing of Environment. Environmental Research Institute of Michigan, Ann Arbor, Michigan II, pp. 803-810.
26) Garcia-Rodriquez,M.J.,Malplica,B.and Diaz,m.2008.susceptibility Assessment of Earthquake Triggered Landslide in EI salvador Using Logistic Regression. Geomorphology,95:172-191.(In Eng).
27) Lee,s.and Pradhan,B.2007.Landslide Hazard Mapping at selangor Malaysia using Frequency Ratio and Logistic Regression models,landslide 4:33-41(In Eng).
28) Rossi, Mauro, et al,2009, Optimal landslide susceptibility zonation based on multiple forecasts, Geomorphology 114, 2010, pp. 129–142.
29) Sarolee, K.M. 2001. Statistical Analysis of landslide susceptibility at Youngling, Korea, Environmental Geology, 40: 1095-1113.
30) Sharifikia, M, 2007, Remote Sensing & GIS Application in Geohazards A case Study of Central Alborz, N. Iran,PhD Thesis, Department of Geology University of Delhi.
31) Shafer,G.,1976,A Mathematical Theory of Evidence,Princeton University Press,NJ.
32) Terzaghi, k, 1950, Mechanism of Landslides, Geological Society if American, Berkeley , pp. 83-123.
33) Thomas,G .,Anderson, Crozier., 2005. Landslide Hazard and Risk. John Wiley and Sons Ltd, vol1.
34) Wieczorek, G.F, 1984, Preparing a detailed landslide - inventory map for hazard evaluation and reduction. IAEG Bull 21(3): 337 - 342.
35) Wu, T.H, Tang, W.H, Einstein, H.H, 2000, landslide hazard and risk assessment in Landslides Investigationsand Mitigation, Transportation Research Board Special Report 247, National Research Council Washington DC.
36) Yin, K.L, Yan, T.Z, 1988, Statistical Prediction models forslope stability of metamorphosed rock. In Landslides, Bonnard, C(ed): 1269-1272.