پهنه بندی خطر زمین لغزش با استفاده از منطق فازی (مطالعه ی موردی: حوضه ی آبخیر سد چم گردلان ایلام)

رستمی, ذبیح اله; المدرسی, سید علی; جمالی, علی اکبر

doi:10.22111/jneh.2019.16682.1056

پهنه بندی خطر زمین لغزش با استفاده از منطق فازی (مطالعه ی موردی: حوضه ی آبخیر سد چم گردلان ایلام)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانش آموخته کارشناسی ارشد سنجش ازدور و GIS واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد

² دانشیار گروه سنجش از دور و GIS واحد یزد، دانشگاه آزاد اسلامی، یزد

³ دانشیار گروه GIS و آبخیزداری، واحد میبد، دانشگاه آزاد اسلامی، میبد

10.22111/jneh.2019.16682.1056

چکیده

در این پژوهش برای تهیه نقشه پهنه بندی خطر زمین لغزش حوضه آبخیز سد ایلام از طریق وزن دهی به معیارهای اصلی و با استفاده از توابع عضویت فازی و ایجاد بهترین تابع رابطه بین حضور و عدم حضور زمین لغزش و مجموعه‌ای از عوامل استفاده شده است. ابتدا نقاط لغزشی با استفاده از عکسهای هوایی، نقشه‌های توپوگرافی 1:50000 و زمین شناسی 1:100000 و بازدیدهای میدانی و نرم افزار Google Earth مشخص و متعاقب آن نقشه ی پراکنش زمین لغزش منطقه تهیه گردید. سپس هر یک از عوامل موثر در محیط نرم افزار ARCGIS رقومی و برای تحلیل‌های فازی مورد استفاده قرار گرفت. پهنه بندی خطر زمین لغزش در منطقه با استفاده از اپراتورهای فازی Gamma)، Product ،Sum ،Or ،And) صورت پذیرفت. بعد از مرحله فازی سازی و وزندهی، معیارهای مؤثر در وقوع زمین لغزش‌های منطقه با استفاده از روش مذکور، از طریق عملگرهای گامای فازی با لانداهای2/0، 5/0، 8/0 و 9/0 نیز تهیه شد و با مقایسه نقشه‌های نهایی، مدل ایده آل برای پهنه بندی خطر زمین لغزش در این محدوده انتخاب شد. نقشه ی پهنه بندی منطقه قسمتهای مستعد لغزش را در پنج رده(خطر بسیار کم،خطر کم، خطر متوسط، خطر زیاد، خطر بسیار زیاد) نشان می دهد. نتایج نشا ن داد که از میان اپراتورها و عملگرهای فوق، عملگر گاما با لاندای 9/0 به دلیل فازی سازی مناسب هر معیار با استناد به نقشه‌های پراکنش زمین لغزش‌های رخ داده و نحوه تفکیک طبقات خطر، روش مناسب تری برای پهنه بندی زمین لغزش‌ها در این منطقه محسوب می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Zoning of the danger of landslide by using the Fuzzy Region (case study: the Watershed in Cham Gordlan dam in Ilam)

نویسندگان [English]

Zabih Allah Rostami ¹
Sayed Ali Al Modaresi ²
Ali Akbar Jamali ³

¹ Graduate Student, Remote sensing and GIS Yazd branch, Islamic Azad University, Yazd, Iran

² Associate professor, Department of RS and GIS, Yazd branch, Islamic Azad University, Yazd, Iran

³ Associate professor, Department of GIS and Watershed MGT, Maybod Branch, Islamic Azad University, Maybod, Iran

چکیده [English]

Geographically, the studied region in Ilam dam watershed is between 46°16'36'' to 46°38'32'' eastern longitude and 33°23'27'' to 33°38'54'' northern latitude. The area of case study is 476.5km2 with the highest and lowest height as 2400 m and 640m above sea level. In this study, in order to map the landslide hazard zonation of Ilam Cham Gordalan dam basin by weighting the main criteria and using fuzzy membership functions in Arc GIS and establishing the best relationship functions between the presence and absence of landslides, a set of parameters is used. Then, each of the factors affecting landslides in the under-study area such as slope, slope direction, elevation, geology, land use, distance from roads, distance from drainage network, distance from the fault, and rainfall map has been digitized in the software environment of ArcGIS and are used in the fuzzy analysis. Landslide hazard in the under-study area has been zoned using fuzzy operators (Gamma, Product, Sum, Or, And). After the fuzzy fiction phase, the effective measures in the landslide occurrences in the area have been prepared using the above-mentioned method through Gamma fuzzy operators with Lambda 0.2،0.5،0.8and 0.9and by comparing final maps, the ideal model for the landslide hazard zonation in the area has been selected. The results show that among the above-mentioned operators, the Gamma operator with Lambda 0.9 is considered to be the most appropriate method for zoning the landslides in this area due to its fine fuzzy fiction of each criterion based on the distribution maps of occurred landslides and the way of separating risk classes.

کلیدواژه‌ها [English]

fuzzy logic
fuzzy operators
membership function
Geographic Information Systems
Ilam Cham Gordalan dam

مراجع

اشقلی فراهانی عقیل (1380)، ارزیابی خطر ناپایداری دامنه های طبیعی در منطقه ی رودبار با استفاده از تئوری فازی، پایان نامه ی کارشناسی ارشد زمین شناسی مهندسی، دانشگاه تربیت معلم.

احمدی حسن (1378)، ژئومورفولوژی کاربردی جلد1(فرسایش آبی)، شماره 1954، انتشارات دانشگاه تهران، چاپ سوم.688ص.

باقریان رضا، گودرزی مسعود، غیومیان جعفر (1384)، بررسی خسارات اقتصادی – اجتماعی زمین لغزش(مطالعه ی موردی: زمین لغزش های امامزاده علی هراز و باریکان طالقان)، نشریه ی علمی‌– پژوهشی آب و آبخیز، شماره ی 2.

رفاهی حسینقلی (1382)، فرسایش آبی و کنترل آن، انتشارات دانشگاه تهران.

سفیدگری رضا (١٣٨١)، ارزیابی روشهای پهنه بندی خطر زمین لغزش در مقیاس ١:٥٠٠٠0 (مطالعه موردی: حوزه آبخیز دماوند)، پایان نامه کارشناسی ارشد زمین شناسی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، ١٥٩ ص.

سوری‌‌سلمان، غلامرضالشکری پور، محمدغفوری و فرهادی نژاد طاهر (1392)، اولویت بندی عوامل مؤثر بر زمین لغزش و تهیه نقشه خطر آن با استفاده از مدل فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (مطالعه موردی: حوضه کشوری). نشریه زمین‌شناسی مهندسی ایران، 6 (1 -2): 1-12.

شریعت جعفری محسن (1374)، زمین لغزش (مبانی و اصول پایداری شیبهای طبیعی). انتشارات سازه.

جمالی‌ علی‌ ‌اکبر، عبدالخانی ‌علی (1388)، کاربرد GIS و فرایند تحلیل سلسله مراتبی در پهنه بندی خطرزمین لغزش و مقایسه ارجحیت عوامل موثر در ایجاد لغزش مطالعه موردی: حوضه آبخیز منشاد یزد، همایش ژئوماتیک 1388.

غیومیان ‌جعفر، فاطمی ‌عقدا‌‌‌سید‌محمود، اشقلی فراهانی عقیل و تشنه لب محمد (١٣٨١)، پهنه بندی خطر وقوع زمین لغزش با استفاده از روش تصمیم گیری چندمشخصه ی فازی (مطالعه موردی منطقه رودبار گیلان)، پژوهش و سازندگی، 57-56: 80-67.

صفاری امیر، اخدرآرش (1392)، مقایسه مدل نسبت فراوانی و توابع عضویت فازی در پهنه بندی خطر زمین لغزش مطالعه - موردی: جاده ارتباطی مریوان سنندج، مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره چهارم، صص 79-96

کرم عبدالامیر (١٣٨٠)، مدلسازی کمی و پهنه بندی خطر زمین لغزش در زاگرس چین خورده (مطالعه موردی: حوزه آبخیز سرخون- استان چهارمحال و بختیاری)، رساله دکتری جغرافیای طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، ٣٥٤ ص.

کورهپزان دزفولی امین (١٣٨٤)، اصول تئوری مجموعه های فازی و کاربردهای آن در مدلسازی مسایل مهندسی آب، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیرکبیر، چاپ اول، ٢٦١ ص.

Alaiee Taleghani, M., Rahimzadeh, Z., Amini, A., 2011. Mass Zoning the Skirts Sensitivity to Instability (Slippage) at Javanrood Catchment Area by the Use of Two Variables Statistical Model of Surface Compaction. Geography and Development. No 22, 57-72. (In Pe).

Bonham-Carter, G. F. (1991). Geographic Information System for Geoscientists: Modeling with GIS, Pergamon, Ontario, PP. 291-300.Bui DT, Pradhan B, Lofman O, Revhaug I, Dick OB.2012. Spatial prediction of landslide hazards in Hoa Binh province (Vietnam): A comparative assessment of the efficacy of evidential belief functions and fuzzy logic models. CATENA.9628-40.

Champati-Ray, P.K., Dimri, S., Lakhera, R.C., and Sati, S. 2007. Fuzzy-based method for landslide hazard assessment in an active seismic zone of Himalaya Landslides, 4: 101-111.

Ercanoglu, M., and Gokceoglu, C. 2004. Use of fuzzy relations to producelandslide susceptibility map of a landslide-prone area (West Black Sea Region, Turkey), Engineering Geology, 75: 229–250.

Fallah-Ghalhary, G.A., M. Mousavi-Baygi, M. & Habibi Nokhandan, M., 2009, "Annual rainfall forecasting by using Mamdani fuzzy inference system",Res. J. Env. Sci., Vol. 3: 400-41.

Gorsevski, P.V., Jankowski, P., and Gessler, P.E. 2006. Heuristic approach for mapping landslide hazard integrating fuzzy logic with analytic hierarchy process, Control and Cybernetics, 35: 1-26.

Lee, S., Abdul Talib, J.2005. Probabilistic landslide susceptibility and factoreffect analysis, Environmental Geology,47:982-990

Lee, S. 2007. Application and verification of fuzzy algebraic operators to landslide susceptibility mapping, Environmental Geology, 52: 615-623.17.

22. Moradi, H. R., Pourghasemi, H. R., Mohammadi, M., Mahdavifar, M. R., 2010. Landslide Hazard Zoning using Gamma Fuzzy Operator, with a Case Study of Haraz Watershed. Environmental Sciences. Vol 7, No 4, 129-142.

Pourghasemi, H R., Moradi, H.R., and Mohammadi, M., 2008. Application of fuzzy and GIS in identify and slopes instability zonation and environmental management, 1st Conference on Environmental Systems Planning and Management Engineering.2-1Jan. 2008at University Tehran, Iran...

Tangestani, M.H.2003. Landslide susceptibility mapping using fuzzy gamma operation in GIS, Kakan catchment area, Iran, Proceedings of the Map India 2003, Conference, copyright GIS Development.net

Wong W-D, Xie C-M, Du X-G. 2009. Landslide susceptibility mapping in Guizhou province based on fuzzy theory. Mining Science and Technology (China), 19(3):399-404

Zadeh, L.A.1965. Fuzzy sets, Information and Control,8,338-352.

Zhu A-X, Wang R, Qiao J, Qin C-Z, Chen Y, Liu J, Du F, Lin Y, Zhu T. 2014. An expert knowledge-based approach to landslide susceptibility mapping using GIS and fuzzy logic. Geomorphology, 214: 128-138.

Zhu, A.X., Wang, R.X., Qiao, J.P., Chen, Y.B., Cai, Q.G., Zhou, C.H.2004. Mapping landslide susceptibility in the three gorges area, China using GIS, expert knowledge and fuzzy logic. GIS and Remote Sensing in Hydrology, Water Resources and Environment (Proceedings of ICGRHWE held at the Three Gorges Dam, China, and September2003). IAHS Publ.289,2004,385-391.