مدل‌سازی فضایی زمین‌لغزش: ارزیابی کارایی ترکیب روش داده محور EBF و روش دانش محور AHP (مطالعه موردی: حوضه فریدون شهر)

Abstract

سابقه و هدف: در طی دهه‌های گذشته، زمین لغزش‌ها به دلیل طبیعت مخربشان موضوع مهم پژوهش بوده‌اند. زمین لغزش‌ها از فرآیندهای ژئومورفیک رایج در مناطق کوهستانی می‌باشند که باعث حرکت توده‌ای مواد سنگی، رگولیت و یا خاک می‌گردند. تعیین زمین لغزش‌های آینده به فرآیندهای زمین‌شناختی، ژئومورفولوژیکی و هیدرولوژیکی بستگی دارد که باعث بی‌ثباتی در گذشته و حال حاضر شده‌اند. به منظور ساخت جاده‌ها، راه‌آهن، خطوط لوله آب و خطوط الکتریسیته در مناطق کوهستانی تهیه نقشه پراکنش زمین‌لغزش بسیار مهم می‌باشد. به منظور ارزیابی حساسیت زمین‌لغزش تعدادی از تکنیک‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد که دامنه‌ای از ارزیابی‌های کیفی بر اساس قضاوت‌های کارشناسی که ذاتی می‌باشند تا ارزیابی‌های کمی بر اساس تکنیک‌های آماری پیشرفته و یا مدل‌های ریاضی را شامل می‌شود. مواد و روش ها: مراحل روش‌شناسی که در تحقیق حاضر مورد استفاده قرار گرفته است شامل 6 گام می‌باشد. گام نخست: تهیه منابع داده‌هایی که در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفته است شامل: داده‌های مربوط به عملیات میدانی، گزارشات تاریخی، نقشه توپوگرافی با مقیاس 1:50000، داده‌های هواشناسی، نقشه زمین‌شناسی با مقیاس 1:100000، مدل رقومی ASTER با قدرت تفکیک 30 متر و تصاویر لندست 8 با قدرت تفکیک 30 متر. گام دوم. تهیه نقشه پراکنش زمین‌لغزش: در این پژوهش نقشه پراکنش زمین لغزش با تعداد 80 موقعیت زمین‌لغزش با استفاده از عملیات میدانی گسترده و تفسیر عکس‌های هوایی تهیه گردید. گام سوم: تهیه پارامترهای موثر در زمین لغزش. گام چهارم: آنالیز تست هم‌خطی بین پارامترهای موثر در زمین‌لغزش. در این پژوهش 12 پارامتر به عنوان پارامتر موثر در زمین‌لغزش مورد استفاده قرار گرفتند که شامل طبقات‌ارتفاعی، شیب، شکل-شیب، طول‌شیب، فاصله از آبراهه، شاخص خیسی توپوگرافی، نسبت مساحت سطح، فاصله از جاده، سنگ‌شناسی، لیتولوژی، بارندگی و کاربری‌اراضی می‌باشند. گام پنجم: ترکیب مدل داده‌محور شواهد وزن‌قطعی و مدل دانش‌محور تحلیل سلسله مراتبی با استفاده از رابطه بین موقعیت زمین‌لغزش‌ها و داده‌های مختلف. گام ششم: صحت‌سنجی مدل با استفاده از شاخص‌های مساحت زیرمنحنی و شاخص سطح سلول هسته.یافته ها: نتایج حاصل از رابطه فضایی بین موقعیت زمین‌لغزش‌ها و پارامترهای موثر در زمین‌لغزش‌ها با استفاده از مدل شواهد وزن قطعی (قطعیت، عدم قطعیت، عدم اطمینان، و احتمال) در جدول 3 و شکل 3 نشان داده شده است. مقایسه بین نقشه قطعیت و عدم‌قطعیت نشان داد که مقادیر قطعیت برای مناطقی که دارای مقادیر عدم قطعیت پایین می‌باشد، بالا می‌باشد و بالعکس. این موضوع بیانگر پتانسیل بالای وقوع زمین‌لغزش در مناطق دارای درجات بالای قطعیت و درجات پایین عدم قطعیت می‌باشد. مقادیر بالای عدم‌اطمینان در مناطق دارای مقادیر قطعیت پایین قرار دارند. وزن‌دهی پارامترهای موثر در زمین‌لغزش با استفاده از روش AHP نشان داد که پارامترهای لیتولوژی، طبقات ارتفاعی، فاصله از جاده، شیب و بارندگی به عنوان مهمترین فاکتورهای موثر در وقوع زمین لغزش می‌باشند. نسبت سازگاری ماتریس 036/0 بدست آمد که مقدار دقت خیلی‌خوبی است که منعکس کننده دقت بالای سازگاری اولویت‌بندی بین پارامترها می‌باشد.نتایج: به علت برخی از محدودیت‌های روش‌های دانش‌محور فرآیند تحلیل سلسله مراتبی و داده‌محور شواهد وزن قطعی، زمانی که به صورت انفرادی در زمینه تهیه نقشه حساسیت زمین‌لغزش مورد استفاده قرار می‌گیرند، به منظور رفع آن از روش ترکیبی استفاده گردید. نتایج مساحت زیرمنحنی نشان داد که نرخ موفقیت و نرخ پیش‌بینی برای مدل ترکیبی به ترتیب 872/0 (3/87%) و 903/0 (3/90%) می‌باشد. نتایج حاصل از مقادیر شاخص SCAI در مدل ترکیبی در کلاس‌های حساسیت زیاد و خیلی‌زیاد قابل قبول می‌باشد. نقشه حساسیت زمین‌لغزش حاصله نشان داد که مناطق با حساسیت لغزش بالا در منطقه مطالعاتی عمدتا در طول جهات شمال‌غربی تا غربی پراکنده شده‌اند. این نقشه می‌تواند اطلاعات مفیدی را در زمینه مدیریت شیب و برنامه‌ریزی کاربری اراضی در مناطق لغزشی در اختیار مهندسین، تصمیم‌گیران و برنامه‌ریزان قرار دهد.

Keywords

• روش داده‌محور
• روش دانش‌محور
• صحت‌سنجی
• حوضه فریدون شهر