عنوان پایان‌نامه
تهیه نقشه اسیب پذیری لر زه ای شهر تهران با استفاده از محا سبات دانه ای
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران-سیستمهای اطلاعات جغرافیایی(GIS)
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1827;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 46429
- تاریخ دفاع
- ۰۳ اسفند ۱۳۸۸
- دانشجو
- حدیث صمدی علی نیا
- استاد راهنما
- محمودرضا دلاور
- چکیده
- بنا شدن گستره شهری تهران بر روی دوازده گسل مؤثر و سه گسل اصلی، این کلانشهر را مستعد وقوع زمین لرزه های قدرتمند و آسیب‌پذیر نموده است. بر اساس داده‌های زمین‌لرزه‌های تاریخی، تهران زمین‌لرزه‌های بزرگی را در گذشته دور تجربه کرده است. داده‌های زمین‌لرزه‌های موجود نشان می‌دهند، از سال 1209 شمسی تاکنون زلزله مخربی این شهر را تحت تاثیر قرار نداده و به این دلیل زلزله‌شناسان وقوع زلزله‌ای ویرانگر را در آینده برای تهران پیش‌بینی می‌کنند. علاوه بر وجود ساختمان‌های قدیمی و غیر مهندسی ساز در تهران، مسئله مهم دیگری که این شهر را در برابر زلزله بسیار آسیب‌پذیر نموده است، پدیده روانگرایی به علت بالا بودن سطح تراز آب زیرزمینی می‌باشد. از آنجایی که بیشتر خاک‌های سطح شهر تهران از نوع آبرفتی و ماسه‌ای می‌باشند به علت عدم وجود کانال‌های فاضلاب و بالا آمدن سطح تراز آب، لایه‌ای سست، ماسه‌ای و اشباع از آب را تشکیل داده است که بر اثر زلزله این لایه حالت خمیری گرفته و ساختمانی که حتی بر اثر نیروی افقی زلزله خراب نمی‌شود را در خود واژگون می‌کند. تعیین مکان و میزان تاثیر آسیب‌پذیری شهر نسبت به خطرات زلزله همواره به عنوان یک مسئله پیچیده در تصمیمگیریهای مرتبط با مدیریت بحران زمین‌‌لرزه مطرح بوده است. این مسئله به دلیل وابسته بودنش به پارامترها و نظرات کارشناسان مختلف همواره با عدم قطعیت‌هایی همراه بوده است. بنابراین عدم مدیریت صحیح عدم قطعیت‌های موجود منجر به تصمیمگیریهای نادرست می‌شود که این موضوع در مدیریت بحران زلزله به علت همه جانبه بودن مخاطراتش بسیار دارای اهمیت می‌باشد. تاکنون روش‌های تصمیم‌گیری چند معیاره مختلفی به منظور تهیه نقشه آسیب‌پذیری لرزه‌ای ارائه شده‌اند و هر کدام به نوعی عدم قطعیت‌های موجود در داده‌ها و نظرات کارشناسی را مدیریت می‌کردند و در نهایت نقشه آسیب‌پذیری لرزه‌ای با کمترین عدم قطعیت با استفاده از آن‌ها تهیه می‌شده است. برای نمونه آقاطاهر روش سلسله مراتبی بهبود یافته را با منطق فازی به منظور وزن‌دهی به معیارهای آسیب‌پذیری و ارزیابی عدم قطعیت‌هایشان در نقشه آسیب‌پذیری لرزه‌ای شهر تهران استفاده نمود. تمرکز پایان‌نامه فوق روی آسیب‌پذیری لرزه‌ای انسانی بوده است. همچنین تحقیق دیگری در زمینه به‌کارگیری روش تئوری مجموعه های فازی شهودی به منظور مدلسازی عدم قطعیت نظر کارشناسان در تهیه نقشه آسیب‌پذیری فیزیکی و انسانی در غالب پایان‌نامه کارشناسی ارشد سیلاوی انجام شده است. این تئوری با هدف مدیریت ناسازگاری در مفاهیم و یا نظرات کارشناسان ارائه شده است که در آن درجه عدم عضویت هر عنصر به یک مجموعه بصورت مستقل و نه بر مبنای درجه عضویت تعیین می گردد. در کار تحقیقاتی دیگری که توسط امیری پیاده شده است، حوزه‌های شهری بر حسب درجه آسیب‌پذیریشان با استفاده از دو روش تئوری مجموعههای زبر برتری مبنا و نیز تلفیق روش سلسله مراتبی تحلیلی با تئوری دمستفر شافر کلاسه‌بندی شدند. در پایان‌نامه حاضر، از روش محاسبات دانه‌ای به منظور تهیه نقشه آسیب‌پذیری لرزه‌ای فیزیکی شهر تهران استفاده شده است. انتخاب این روش به منظور ساده‌سازی روش‌های موجود در حل مسئله سلسله مراتبی و همچنین رفع کمبودهای روش‌های استفاده شده در تحقیق‌های گذشته در مدلسازی عدم قطعیت نظر کارشناس می‌باشد. یکی از مشخصه‌های ویژه این روش بر خلاف روش‌های گذشته، استخراج قوانین تصمیم‌گیری دقیق با مقدار ناسازگاری صفر از مجموعههای از پیش کلاسه‌بندی شده توسط کارشناس است که در این مورد، بر خلاف روش‌های مذکور در بالا در حل مسئله به صورت پارتیشن، حل مسئله پوششی می‌باشد. به این معنی که در این روش با در نظر گرفتن عدم افزونگی، یک حوزه شهری ممکن است با بیش از یک قانون کلاسه‌بندی شود. در این پایان‌نامه، نقشه آسیب‌پذیری لرزه‌ای فیزیکی شهر تهران با در نظر گرفتن سناریوی فعال شدن گسل شمال تهران با استفاده از تئوری محاسبات دانه‌ای در دو محدوده مطالعاتی، کل شهر تهران و قسمت مرکز و جنوب شهر تهران با لحاظ نمودن وضعیت سطح آبهای زیرزمینی، تهیه شده است. دقت متوسط نقشه آسیب‌پذیری بدست آمده نسبت به نظر کارشناس برای کل شهر تهران ?? % بوده است و برای نقشه آسیب‌پذیری برای مناطق مرکزی و جنوب شهر تهران ??% شده است. دقت نتایج بدست آمده حاکی از قدرت روش محاسبات دانه‌ای در حل مسئله تصمیم‌گیری چند معیاره و استخراج قوانین درست و دقیق از نظر کارشناس می‌باشد. از جمله مشارکت‌های مهم این پایان نامه، استفاده از روش محاسبات دانه‌ای با ساختار درختی به عنوان روشی به منظور تهیه نقشه آسیب‌پذیری با در نظر گرفتن نظر کارشناس لرزه‌ای می‌باشد. یکی از مزیت‌های استفاده از این روش، استخراج قوانین تصمیم‌گیری صحیح، دقیق و با کمترین میزان عدم قطعیت می‌باشد. به علاوه در این روش، به نوعی قوانین کلاسه‌بندی از نظر اشتراک و جدائی نسبت به هم ارزیابی می‌شوند که باعث نقص یا افزونگی اطلاعات نشود. از آنجا که با توجه به بررسی‌های انجام شده به نظر می‌رسد تاکنون تهیه نقشه آسیب‌پذیری مبتنی بر استفاده از درخت تصمیم‌گیری دانه‌ای گزارش نشده است، این تحقیق برای اولین بار در راستای نیل به این هدف گام برداشته شده است.
- Abstract
- Tehran, capital of Iran, is located on few known and unknown faults which make this mega city exposure to huge earthquakes. Based on historical earthquake records available, Tehran has experienced severe earthquakes a number of times. Seismologists predicted huge earthquake will be happen in Tehran in the near future. In addition to existence of old and non-standard buildings in Tehran, another important factor to make it very vulnerable against to earthquake, is liquefaction because of high groundwater level throughout south and center of the city. Specificity, covering most of Tehran’s area by alluvial and noncohesive soil, increasing groundwater level and nonexistence of drainage channels make a sandy layer and saturation of water in which a building with high earthquake resistance will overturn. Determining locations and intensity of seismic vulnerability of a city is considered as a complicated disaster management problem. As, this problem generally depends on various criteria and expert’s opinions, one of the most important challenges concerned is the existence of uncertainty regarding inconsistency in expert’s view. Uncertainty in seismic vulnerability map would results biases in risk management which has multilateral effects on decision makings. To overcome this problem, granular computing approach is proposed to produce physical seismic vulnerability of Tehran. One of the most significant properties of this method is induction of accurate rules having zero entropy from predefined classification undertaken of training datasets by the expert. Furthermore, not-redundant covering rules will be extracted for consistent classification where one object maybe classified with two or more non-redundant rules. To do this, some parameters such as generality, coverage, confidence and entropy are used in order to induct more suitable rules. In this thesis, two case studies are considered; the first study area covers the whole Tehran statistical zones (3173 according to 1996 statistics) and the second case study is limited to the south and center of the city concerning ground water level situation. The average accuracy resulted from the seismic vulnerability using granular computing in the first case study is 72%, and for the second case study is 69%. The accuracy of the results exhibits the strength of granular approach to extract correct information of expert’s views. One the most important contribution of this thesis is using multi level granular computing as an approach to produce seismic vulnerability map by considering the expert’s opinion. It seems that no comprehensive research has been reported on produce vulnerability map using Granular Decision Tree. Therefore, this research has come up to meet this goal.
