شناسایی پهنه‌های احتمالی زمین‌لغزش با استفاده از داده‌های DInSAR و استعداد زمین‌لغزش: مطالعه موردی حوضه آبریز دماوند

داوری صارم, میلاد; حسن پور, جعفر; روشن لیارجدمه, مائده

doi:10.22111/jneh.2025.49171.2058

شناسایی پهنه‌های احتمالی زمین‌لغزش با استفاده از داده‌های DInSAR و استعداد زمین‌لغزش: مطالعه موردی حوضه آبریز دماوند

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ پژوهشگر، معاونت پژوهش و فناوری، دانشگاه تهران

² دانشیار، دانشکده زمین‌شناسی، دانشکدگان علوم، دانشگاه تهران

³ دانشجوی دکتری، دانشکده زمین‌شناسی، دانشکدگان علوم، دانشگاه تهران

10.22111/jneh.2025.49171.2058

چکیده

ایران با داشتن مناطق کوهستانی پهناور و به دلیل ویژگی‌های زمین‌شناسی، اقلیمی و لرزه‌خیزی، مستعد وقوع زمین‌لغزش‌های متعدد است. با توجه به تنوع توپوگرافی و شرایط آب و هوایی، این مخاطره در بسیاری از مناطق کوهستانی کشور رخ می‌دهد. هدف این پژوهش، شناسایی نواحی دارای پتانسیل لغزش و کاهش ریسک و خسارت‌های ناشی از این پدیده در حوضه آبریز دماوند است. حوضه آبریز دماوند با وسعت 8/757 کیلومترمربع در انتهای شمال‌شرقی حوضه آبریز دریاچه نمک واقع شده است. روش کار شامل ترکیبی از مطالعات کتابخانه‌ای، میدانی و استفاده از تصاویر راداری می‌باشد. پس از بررسی‌های میدانی و تفسیر عکس‌های هوایی، بیش از 500 زمین‌لغزش شناسایی شد. سپس 13 عامل احتمالی مؤثر در فرایند بروز زمین‌لغزش استخراج و نقشه‌های آنها تهیه گردید. به منظور تهیه نقشه پهنه‌بندی استعداد زمین‌لغزش از روش نسبت فراوانی (FR) استفاده شد که نقشه حاصل با دقت 7/81 درصد تهیه گردید. در این روش، سه عامل شاخص تراکم پوشش‌گیاهی، شیب و شاخص تری توپوگرافی (TWI) که نشان‌دهنده میزان آب انباشته شده در مناطق مختلف است، بیشترین تاثیر را در وقوع لغزش دارند. همچنین برای برآورد میزان جابجایی زمین و شناسایی دامنه‌های فعال منطقه از روش تداخل‌سنجی تفاضلی راداری (DInSAR) استفاده شد و پردازش‌های لازم بر روی تصاویر سنتینل-1 در بازه زمانی دو ساله انجام گرفت. نتایج نشان داد که در محدوده مطالعاتی، بیشترین حرکات دامنه‌ای در مناطق شمالی حوضه آبریز مشاهده می‌شود. به دلیل دقت بسیار بالا نقشه‌های جابجایی زمین و پهنه‌بندی استعداد زمین‌لغزش و دغدغه شناسایی نواحی مخاطره‌آمیز، منطقه مورد مطالعه به سه پهنه تقسیم گردید. نقشه نهایی می‌تواند به عنوان چارچوبی برای پایش، برنامه‌ریزی و اتخاذ استراتژی مناسب جهت توسعه پایدار در مناطق حساس استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مخاطرات محیط طبیعی

عنوان مقاله [English]

Identification of potential landslide zones using DInSAR data and landslide susceptibility: a case study of Damavand basin

نویسندگان [English]

Milad Davari sarem ¹
Jafar Hassanpour ²
Maedeh Roshan Liarajdameh ³

¹ Researcher, Research and Technology Department, University of Tehran, Tehran, Iran

² Associate Professor, School of Geology, College of Science, University of Tehran, Tehran, Iran

³ Ph.D. Student, School of Geology, College of Science, University of Tehran, Tehran, Iran

چکیده [English]

Iran has vast mountainous regions and due to its geological, climatic, and seismic characteristics, is prone to numerous landslides. Given the diversity of topography and climatic conditions, this hazard occurs in many mountainous areas across the country. This research aims to identify zones with landslide potential and to mitigate the risks and damages caused by this hazard in the Damavand basin. The Damavand basin, with an area of 757.8 square kilometres, is located in the northeastern end of the Salt Lake basin. The methodology employed includes a combination of library studies, field surveys, and the use of radar images. After conducting field investigations and interpreting aerial photos, over 500 landslides were identified. Subsequently, 13 possible factors affecting the landslide occurrence were extracted and mapped. To prepare a landslide susceptibility zoning map, the Frequency Ratio (FR) method was utilized, resulting in a map with an accuracy of 81.7%. In this method, three factors of Normalized Differential Vegetation Index (NDVI), slope and Topographic Wetness Index (TWI), which indicates the amount of water accumulated in different areas, have the greatest impact on the occurrence of landslides. Additionally, the Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar (DInSAR) method was used to estimate the amount of ground displacement and identify the active slopes of the area, and the necessary processing was done on Sentinel-1 images in two years. The results showed that the most significant mass movements are observed in the northern regions of the basin. Due to the very high accuracy of the ground displacement maps and landslide susceptibility zoning, as well as the concern about identifying hazardous zones, the study area was divided into three zones. The final map can be used as a framework for monitoring, planning and adopting a suitable strategy for sustainable development in susceptible areas.

کلیدواژه‌ها [English]

Landslide
Susceptibility zoning
Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar (DInSAR)
Mass movements
Damavand basin

مراجع

اشرفی‌فینی، زهرا؛ روستایی، شهرام؛ مختاری، داود؛ معتق، مهدی. (1397). شناسایی و پایش ناپایداری دامنه‌ای به روش پردازش اینترفرومتری تفاضلی در حوضه آبریز طالقان، پایان‌نامه، دانشگاه تبریز، دانشکده برنامه‌ریزی و علوم محیطی.

اصغری سراسکانرود، صیاد؛ محمدزاده شیشه‌گران، مریم؛ زالی‌کرده مهینی، عادل. (1400). ارزیابی ناپایداری دامنه‌ای جاده‌های اردبیل-سرعین-سراب با استفاده از تداخل‌سنجی رادار. جغرافیا و پایداری محیط، دوره11، شماره2، صفحه 104-91.

انتظاری، مژگان؛ کردوانی، موسی. (1401). پهنه بندی خطر زمین‌لغزش با استفاده از روش‌‌های مبتنی بر GIS و داده‌‌های راداری (مطالعه موردی: فریدون شهر)، مخاطرات محیط طبیعی، دوره11، شماره33.

سفیدگری، رضا؛ غیومیان، جعفر؛ فیض نیا، سادات. (1384). ارزیابی روش های پهنه بندی خطر زمین لغزش درمقیاس 1:50000 (مطالعه موردی: حوزه آبخیز دماوند). همایش ملی فرسایش و رسوب. تهران، ایران. https://civilica.com/doc/8332

سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور. (1397). نقشه پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش ایران، مقیاس 1:1000000.

علیخانی، حمید؛ شهابی، هیمن؛ محمدی، ایوب. (1400). شناسایی و پهنه‌بندی زمین‌لغزش‌های جاده کوهستانی سنندج -مریوان با استفاده از داده‌های راداری و الگوریتم های پیشرفته داده کاوی، پایان‌نامه، دانشگاه کردستان، دانشکده منابع طبیعی.

فیض نیا، سادات؛ محمدی، علی اصغر. (1387). پهنه‌بندی حرکت‌های لغزشی با بهره‌گیری از درونیابی ویژه و درصددهی به هر یک از زیرعامل‌ها در حوزه آبخیز دماوند. منابع طبیعی ایران، 61 (1)، 29-42.

یوسفی، فاطمه؛ کرم، امیر؛ کیانی، طیبه. (1396). تحلیل مخاطرات ژئومورفیک شهرستان دماوند به منظور ارزیابی آسیب پذیری سکونتگاه‌ها، پایان‌نامه، دانشگاه خوارزمی، گروه جغرافیای طبیعی.

Anbalagan, R. (1992). Landslide hazard evaluation and zonation mapping in mountainous terrain. Engineering geology, 32(4), 269-277.

Arsyad, A., & Muhiddin, A. B. (2023). Landslide Susceptibility Mapping for Road Corridors Using Coupled InSAR and GIS Statistical Analysis. Natural Hazards Review, 24(3), 05023007.

Davari Sarem, M., Habibi, A., & Roshan Liarajdameh, M. (2022). Application of digital elevation model in preparation of hazard maps: a case study of Paveh county, Kermanshah province, Iran, The Second International Conference on Architecture, Civil Engineering, Urban Planning, Environment and Horizons of Islamic Art, Tabriz, Iran. https://civilica.com/doc/1613642

Davari Sarem, M., Hassanpour, J., Roshan Liarajdameh, M., & Habibi, A. (2024). Investigating the impacts of effective factors on Sipey village landslide occurrence (Savadkuh County, Mazandaran province), 3rd International Conference on Quaternary Sciences, Tehran, Iran. https://civilica.com/doc/2110601/

Devara, M., Tiwari, A., & Dwivedi, R. (2021). Landslide susceptibility mapping using MT-InSAR and AHP enabled GIS-based multi-criteria decision analysis. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 12(1), 675-693.

Fall, M., Azzam, R., & Noubactep, C. (2006). A multi-method approach to study the stability of natural slopes and landslide susceptibility mapping. Engineering geology, 82(4), 241-263.

Ferretti, A., Prati, C., & Rocca, F. (2001). Permanent scatterers in SAR interferometry. IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, 39(1), 8-20.

Gabriel, A. K., Goldstein, R. M., & Zebker, H. A. (1989). Mapping small elevation changes over large areas: Differential radar interferometry. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 94(B7), 9183-9191.

Gee, M. D. (1992). Classification of a river basin, central Italy. Environmental management, 25, 247-263.

Guzzetti, F., Carrara, A., Cardinali, M., & Reichenbach, P. (1999). Landslide hazard evaluation: a review of current techniques and their application in a multi-scale study, Central Italy. Geomorphology, 31(1-4), 181-216.

Kanungo, D. P., Arora, M. K., Sarkar, S., & Gupta, R. P. (2006). A comparative study of conventional, ANN black box, fuzzy and combined neural and fuzzy weighting procedures for landslide susceptibility zonation in Darjeeling Himalayas. Engineering geology, 85(3-4), 347-366.

Kouhartsiouk, D., & Perdikou, S. (2021). The application of DInSAR and Bayesian statistics for the assessment of landslide susceptibility. Natural Hazards, 105(3), 2957-2985.

Liu, M., Xu, B., Li, Z., Mao, W., Zhu, Y., Hou, J., & Liu, W. (2023). Landslide susceptibility zoning in Yunnan Province based on SBAS-InSAR technology and a random forest model. Remote Sensing, 15(11), 2864.

Polcari, M., Palano, M., Fernández, J., Samsonov, S. V., Stramondo, S., & Zerbini, S. (2016). 3D displacement field retrieved by integrating Sentinel-1 InSAR and GPS data: the 2014 South Napa earthquake. European journal of remote sensing, 49(1), 1-13.

WP/WLI (International Geotechnical Societies’ UNESCO Working Party on World Landslide Inventory), (1993a). A suggested method for describing the activity of a landslide. Bulletin International Association of Engineering Geology, 47, 53–57.

Zhang, Y., Meng, X., Jordan, C., Novellino, A., Dijkstra, T., & Chen, G. (2018). Investigating slow-moving landslides in the Zhouqu region of China using the InSAR time series. Landslides, 15, 1299-1315.