fuzzy logic model
در نشریات گروه جغرافیا-
در این پژوهش، تحلیل توسعه ژئومورفولوژی کارست توده های کارستی دیمه و پیرغار در استان چهارمحال و بختیاری با استفاده از مدل سازی پهنه های کارستی با دو رویکرد منطق فازی و رگرسیون خطی چندمتغیره مورد ارزیابی قرار گرفته است.نتایج ارزیابی نقشه های پهنه بندی کارست سطحی تهیه شده از مدل منطق فازی با دولین های کارستی نشان داد که از 185 دولین های شناسایی شده در توده کارستی پیرغار تعداد 102 دولین در پهنه با توسعه زیاد کارست و در توده کارستی دیمه نیز از 140 دولین شناسایی شده 83 دولین در پهنه با توسعه زیاد کارست واقع شده است و همچنین نتایج مدل رگرسیون خطی چند متغیره با دولین های کارستی از 185 دولین شناخته شده در محدوده توده کارستی پیرغار نشان داد تعداد 94 دولین را در پهنه با توسعه زیاد کارست سطحی، همچنین از 140 دولین شناخته شده در محدوده توده کارستی دیمه تعداد 71 دولین در پهنه با توسعه زیاد کارست سطحی، شناسایی شده است. با توجه به این که مدل منطق فازی میزان تراکم بیشتری از دولین ها را در طبقات کارست با توسعه زیاد و متوسط تشخیص داده است و با نتایج صحت سنجی ارقام محاسبه شده مربوط به مساحت زیر منحنی های نام منحنی مشخصه عملکرد (ROC) که نشان داد، مدل منطق فازی برای هر دو توده کارستی در مقایسه با مدل رگرسیون خطی چند متغیره درجه کارآیی بالاتری بر اساس سطح زیر منحنی ROC (AUC) داشته است.
کلید واژگان: ژئومورفولوژی کارست، مدل منطق فازی، مدل رگرسیون خطی، منحنی ROC، چهارمحال و بختیاریIn this research, to analyze the karst geomorphology of Dimeh and Pirghar karst masses in Chaharmahal and Bakhtiari province located in the Zagros highlands, karst dolin were first modeled with the closed contour line method (CCLS) in karst masses. Then the modeling of karstification zones has been done using two approaches, fuzzy logic and multivariate linear regression. The validation results of the calculated figures related to the area under the receiver operating characteristic (ROC) showed that the fuzzy logic model based on the area under the curve (AUC) of both karst massifs has a higher degree of efficiency compared to the multivariate linear regression model.
Keywords: Karst Geomorphology, Fuzzy Logic Model, Linear Regression Model, ROC Curve, Chaharmahal, Bakhtiari -
شهرها به دلیل فشارهای فزآینده جمعیتی، تغییرات شدید کاربری اراضی و توسعه سریع شهرنشینی محل ظهور و بروز مخاطره های طبیعی و انسانی زیادی است؛ از این رو تاب آوری سکونتگاه های گوناگون شهری اهمیت فراوانی دارد که این اهمیت درباره کلانشهرها بسیار بیشتر است؛ از این رو در پژوهش حاضر میزان تاب آوری شهری، اولویت بندی شاخص های تاب آوری و مقایسه وضعیت تاب آوری دربین مناطق 5 و 6 کلانشهر تبریز بررسی شده است. پژوهش حاضر از نظر روش، توصیفی-تحلیلی است و ماهیت توسعه ای-کاربردی دارد. داده های لازم پژوهش با استفاده از مطالعات کتابخانه ای، بررسی میدانی و ابزار پرسشنامه گردآوری شده است. جامعه آماری پژوهش شامل شهروندان مناطق 5 و 6 کلانشهر تبریز است. حجم نمونه با استفاده از مدل معادلات ساختاری و روش نمایی گاما معادل 342 نفر برآورد شد. در این پژوهش تعداد 37 شاخص آشکار تاب آوری شهری در قالب 4 شاخص پنهان اجتماعی، اقتصادی، نهادی-مدیریتی و کالبدی-زیرساختی بررسی شد. در این پژوهش شاخص های مکنون با استفاده از آزمون رگرسیون چندگانه در نرم افزار SPSS و شاخص های آشکار براساس آزمون تحلیل عاملی تاییدی در نرم افزار LISREL و نیز براساس درجه اهمیت و تاثیرگذاری اولویت بندی و خلاصه سازی و درنهایت، برای تهیه نقشه شاخص های موثر از مدل منطق فازی در محیط GIS استفاده شد. نتایج نشان داد که در تاب آوری منطقه 5 کلانشهر تبریز شاخص پنهان اجتماعی با ضریب بتای 384/0 (83/33 درصد) در رتبه اول و بعد از آن هم شاخص های پنهان کالبدی-زیرساختی، اقتصادی و نهادی-مدیریتی به ترتیب با ضرایب بتای 305/0 (87/26 درصد)، 267/0 (52/23 درصد) و 179/0 (77/15 درصد) در رتبه های دوم، سوم و چهارم اهمیت قرار می گیرد. در منطقه 6 کلانشهر تبریز نیز شاخص پنهان کالبدی-زیرساختی با 528/0 (58/42 درصد) در رتبه اول و بعد از آن هم شاخص های پنهان نهادی-مدیریتی، اجتماعی و اقتصادی به ترتیب با ضرایب بتای 337/0 (18/27 درصد)، 265/0 (37/21 درصد) و 110/0 (87/8 درصد) در رتبه دوم، سوم و چهارم اهمیت قرار می گیرد. همچنین، نتایج نشان داد که بخش های شمال غربی و مرکزی منطقه 5 تبریز به لحاظ تاب آوری وضعیت بهتری داشته است؛ بنابراین در رتبه متوسط رو به بالا قرار می گیرد؛ ولی بخش های جنوبی منطقه 5 تبریز وضعیت بدی به لحاظ تاب آوری دارد. بخش های شمالی منطقه 6 تبریز نیز به لحاظ تاب آوری وضعیت بدی داشته است؛ بنابراین در رتبه متوسط رو به پایین قرار می گیرد؛ ولی بخش های جنوبی و مرکزی منطقه 6 وضعیت بهتری داشته است؛ بنابراین در رتبه متوسط رو به بالا قرار می گیرد.
کلید واژگان: تابآوری شهری، مخاطره ها و بلایای طبیعی، مناطق 5 و 6 تبریز، رگرسیون چندگانه، مدل منطق فازی، تحلیل عاملی تاییدیThe increasing population pressure, drastic land use changes, and rapid urbanization have made cities susceptible to various natural and human-induced hazards. Therefore, enhancing the resilience of urban settlements is crucial, particularly in the context of megacities. This research investigated urban resilience levels, prioritized resilience indicators, and compared resilience status between Districts 5 and 6 of Tabriz Metropolitan Area. The study employed a descriptive-analytical method with a developmental-applicative focus. Data were collected through library research, field surveys, and questionnaires, targeting the residents of Districts 5 and 6. A sample size of 342 individuals was determined using Structural Equation Modeling (SEM) and the gamma exponential method. In this study, 37 observed indicators of urban resilience were analyzed across 4 latent categories: social, economic, institutional-management, and physical-infrastructure. Latent indicators were prioritized based on their significance and impact through multiple regression analysis using SPSS software, while observed indicators were assessed via confirmatory factor analysis in LISREL software. A fuzzy logic model was employed within a GIS environment to map the effective indicators. Results revealed that the social latent index ranked highest in District 5 of Tabriz Metropolitan Area with a beta coefficient of 0.384 (33.83%) followed by the physical-infrastructural (0.305, 26.87%), economic (0.267, 23.52%), and institutional-management (0.179, 15.77%) indicators. In District 6, the physical-infrastructural latent index led with a beta coefficient of 0.528 (42.58%) followed by the institutional-managerial (0.337, 27.18%), social (0.265, 21.37%), and economic (0.110, 8.87%) indicators. Additionally, the findings indicated that the northwestern and central parts of District 5 exhibited better resilience, ranking in the upper-middle tier, while the southern areas showed poor resilience. Conversely, the northern parts of District 6 also displayed weak resilience, ranking in the lower average range, while the southern and central regions were categorized as upper average in terms of resilience.
Keywords: Urban Resilience, Natural Hazards, Disasters, Districts 5, 6 Of Tabriz, Multiple Regression, Fuzzy Logic Model, Confirmatory Factor Analysis -
آگاهی از میزان خطر فرسایش، امکان شناسایی نواحی بحرانی و اولویت بندی برنامه های مدیریتی و حفاظتی را فراهم می سازد. این مطالعه با هدف استفاده از مدل های منطق فازی، EPM و BLM دربرآورد شدت فرسایش و محاسبه کل رسوب تولید شده در مدت یک سال در حوضه آبریز رزن به کمک فن آوری سنجش از دور و GIS انجام گرفته است. سپس دقت هر یک از مدل های مورد مطالعه با یکدیگر مقایسه گردید. بر اساس نتایج حاصل از مدل BLM بیشتر منطقه مورد مطالعه در تیپ فرسایش کم قرار دارد. در ادامه با استفاده از مدل EPM مقدار کل رسوب تولید شده در حوضه آبریز رزن محاسبه شد. بنا بر نتایج حاصل از مدل EPM شدت فرسایش در منطقه در کلاس فرسایش متوسط قرار دارد. هم چنین نتایج حاصل از عملگر گامای فازی 98/0 فازی فرسایش منطقه مورد مطالعه را در 5 دسته از خطر خیلی کم تا خیلی زیاد نشان داد. در نهایت نتایج حاصل از اعتبار سنجی مدل ها نشان داد که نتایج بدست آمده از مدل EPM با داده های برداشت شده در مطالعه میدانی مطابقت بیشتری دارد که نشان دهنده دقت مدل EPM در بررسی فرسایش در منطقه مورد مطالعه می باشد. بر اساس پهنه بندی صورت گرفته با استفاده از مدل EPM به ترتیب 44/28، 16/32، 40/39 درصد از مساحت منطقه در کلاس های خطر خیلی کم، کم، متوسط قرار گرفته است. همچنین نتایج این مدل ضریب شدت فرسایش را 59/0 و رسوب کل تولید شده در مدت یک سال را 6/1890183 متر مکعب برآورد نمود.کلید واژگان: فرسایش، مدل منطق فازی، مدل BLM، مدل EPM، حوضه آبریز رزن و GISAwareness of the amount of the danger of ablation, the possibility of recognizing critical areas and arranging of managing plans and protecting plans achieved. the present study is produced aiming the use of fuzzy logic EPM and BLM in predicting the power of ablation and calculation of the whole illuviation that has been produced in a year in the Razan basin by help of evaluation and GIS then the correctness of the studies have been compared according to the results of BLM model the more of the studied are wan in low erosion in the rest of the paper by using EPM model the whole of illuviation that had been produced in Razan basin was calculated according to the results of EPM model the power of ablation in the studied area laid in the ablation of middle class also the results of game operator of fuzzy %98 of study area was show reel in five class of the less clanger to the most danger final the results of credit evaluating of models showed that the results of EPM model had more similarity with the prepare data of the study that show the correctness of EPM model in analyzing ablation of the studied area according to the ranking of the area and using EPM model 28/44- 32/16 and 39 /40 % Percent of the space of the area laid in the classes of the more less .less – middle.Keywords: ablation, Fuzzy logic model, EPM model, BLM model, Razan watershed, GIS
-
یکی از انواع ناپایداری دامنه ای که هرساله خسارات مالی و جانی فراوانی را بر زندگی انسان ها وارد می نماید، زمین لغزش می باشد. در پژوهش حاضر، کارایی مدل تحلیل شبکه (ANP) و منطق فازی در پهنه بندی خطر وقوع زمین لغزش در 3 کیلومتری محور سراب_نیر مورد ارزیابی قرار گرفت. فرایند انجام کار بر مبنای تلفیقی از روش های کتابخانه ای و میدانی است. به این منظور ابتدا نقشه زمین لغزش های منطقه با بازدیدهای میدانی تهیه شد. سپس با مرور و بررسی منابع، عواملی که می توانند در فرآیند بروز زمین لغزش موثر باشند، استخراج و با توجه به دید کارشناسی و بررسی منابع، 10 عامل طبیعی و انسانی شامل گسل، کاربری اراضی، شیب، فاصله از آبراهه، فاصله از جاده، زمین شناسی (لیتولوژی)، بارش، جهت شیب، ارتفاع و پوشش گیاهی برای تهیه نقشه پهنه بندی و پتانسیل خطر وقوع زمین لغزش، استفاده شدند. نقشه حاصل در 5 کلاس خطر، طبقه بندی و با توجه به زمین لغزش های رخ داده در محدوده مورد مطالعه، مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به نتیجه ارزیابی، مدل های به کار رفته، قابلیت مناسبی را برای پیش بینی وقوع زمین لغزش نشان می دهند. بررسی و تحلیل نتایج نشان داد که میزان بارش و ارتفاع نسبت به سایر عوامل تاثیر بیشتری در ایجاد نواحی پرخطر ایفا می کنند که بعد از این دو عامل، مناطق با پوشش گیاهی کم، مناطق دارای سنگ های سست و نواحی نزدیک به گسل به ترتیب بیشترین تاثیر را در وقوع زمین لغزش های منطقه داشتند.
کلید واژگان: زمین لغزش، پهنه بندی، مدل منطق فازی و تحلیل شبکه ای، GIS، RSIntroductionLandslide is a term that encompasses a variety of amplitude motions and causes the movement of a mass of material in the slopes. And creep is classified. Natural slope instability is one of the geomorphological and geological phenomena that plays an effective role in deforming the earth's surface. Identifying areas with potential for landslides and their zoning is one of the key steps in managing environmental hazards and reducing the damage caused by this phenomenon, because this phenomenon causes financial and human costs, soil and land degradation and increased sediment production at the basin outlet. It becomes. Iran with its predominantly mountainous topography, high tectonic activity and seismicity, diverse geological and climatic conditions, has the most natural conditions to create a wide range of landslides. The purpose of this study is to zoning the risk of landslides on the Sarab-Nir road. In this research, two models of network analysis and fuzzy logic are examined and evaluated. It is hoped that eventually, by preparing a landslide risk zoning map, it will be of great help to planners and managers in order to reduce potential damages and find safer locations for development, construction and road construction.
MethodologySarab-Nir road is located between East Azarbaijan province and Ardabil province and is a communication route between these two provinces, whose geographical coordinates are 37 degrees and 94 minutes to 38 degrees and 03 minutes north latitude and 47 degrees and 53 minutes to 48 degrees and 01 minutes. It is east longitude. In this study, network analysis model was used to determine areas prone to fall and zoning. In order to better understand the causes of landslides and also to organize the research in the field, the study area was visited and 15 geographical points from different areas of the study area were recorded. The geographical location of the points prone to fall was also recorded with GPS. Then, according to the network analysis model, information layers were prepared in ArcGIS software. The information layers for landslide risk zoning are: fault, slope, slope direction, distance from road, and distance from waterway, land use, geology (lithology), precipitation, altitude and vegetation. The elevation file or digital model of the elevation of the area was prepared with an accuracy of 30 meters from the USGS site and the desired DEM is a digital file obtained from the ASTER sensor and according to this DEM, the information layer such as streams, slope and direction The slope was obtained.
Results and DiscussionFour maps have been developed to investigate landslide hazards, which are rainfall, slope, elevation and land use layers. After creating information layers in order to prepare the final landslide hazard map, fuzzy information layer maps were created. In this study, in order to determine the effect of different classes of criteria on landslide sensitivity zoning, the layers are based on the type of performance of each in the landslide event using fuzzy membership functions in the range of zero to 1 fuzzy. Were made. The results obtained from the information layers and finally the landslide hazard map show that altitudes of more than 2000 meters have the highest share of landslides, and altitudes of 1400 meters have been significant landslides due to the instability of the slopes against Climatic and environmental factors. Also, most of the landslides occurred at a distance of 3 to 6 km from the faults, which shows the importance of faults against landslides. About 40% of landslides occur in very high-risk classes. This indicates that the model has a high capability in predicting landslides. It is necessary to explain that most of the landslides occur in the area of Saein pass, which have very favourable conditions for the occurrence of range movements that start from 25 km of mirage and continue for a distance of 15 km of Nir.
ConclusionFactors such as slope, precipitation and geology play a more important role in landslides than other factors. Slopes of 60 to 80% have the greatest impact on landslides, which are more pronounced at altitudes above 2000 meters. Therefore, altitudes above 2000 meters have the most landslides. Also, due to the direct relationship between altitude and climatic fluctuations in these altitudes, the amount of precipitation is higher and, of course, has a great impact on the occurrence of landslides. In these areas, vegetation is at a minimum and due to the cold region, the vegetation in these areas is very small, which prepares the conditions for landslides and due to the presence of sedimentary formations such as sandstone, Siltstone mudstone with tuff interbreeds in the area, the conditions for landslides have become more prone and because these formations lose their stability sooner and are strongly influenced by physicochemical factors, they are more prone to landslides than other formations. To be. According to the results, the low risk floor with the highest value, 405.44 square kilometers, occupies approximately 30.87 percent of the area, but the very high risk floor with 288.2 square kilometers and the high risk class with 23.23 square kilometers. , Occupy a total of 37.25% of the area of risk classes.
Keywords: Landslide, Zoning, fuzzy logic model, network analysis, GIS, RS -
هدف اصلی از تدوین پژوهش حاضر ارزیابی رابطه بین آسیب پذیری محیطی و تاب آوری زیرساختی جوامع روستایی (در شهرستان بجنورد) به منظور ارتقاء ظرفیت تاب آوری در نواحی روستایی است. روش پژوهش توصیفی-تحلیلی و ماهیت آن کاربردی در نظام برنامه ریزی محلی و توسعه روستایی است. متغیرهای تحقیق پس از بررسی مبانی نظری و ادبیات حوزه سنجش آسیب پذیری و تاب آوری در ایران و سایر کشورها انتخاب گردیده است. بر این اساس، دو شاخص کلی سنجش آسیب پذیری و تاب آوری زیرساختی جوامع روستایی با استفاده از 26 معیار در دو مدل FAHP و منطق فازی (عملگر Gamma با حد آستانه 7/0، 8/0 و 9/0) در محیط نرم افزار GIS انجام گرفت. نتایج حاصل از این پژوهش نشان دهنده برخورداری تقریبا 56.69 درصد مساحت شهرستان از شرایط آسیب پذیری محیطی زیاد و خیلی زیاد بوده است که تعداد 47 روستای شهرستان در این پهنه ها قرارگرفته است؛ که بررسی شاخص تاب آوری زیرساختی مشخص کننده وجود رابطه معنادار و مستقیم بین وضعیت تاب آوری پایین نواحی روستایی و آسیب پذیری محیطی در پهنه های شرقی، جنوب و شمال شرق شهرستان بجنورد است. علاوه براین بر اساس خروجی FAHP، حدود 31 درصد نقاط روستایی شهرستان و بر اساس خروجی منطق فازی، حدود 53 درصد نقاط روستایی شهرستان در طبقه تاب آوری خیلی زیاد) قرارگرفته است. تحلیل تطابق نتایج خروجی FAHP و منطق فازی در GIS با ضریب کاپای 0.166 نشان داد که نتایج حاصل از دو مدل مذکور دارای درجه تطابق نسبتا ضعیف ولی مستقیم است که با سنجش صحت مدل ها با استفاده از نقاط کنترل زمینی مشخص شد مدل منطق فازی با ضریب کاپای 0.772 نسبت به مدل FAHP با ضریب کاپای 0.550 دارای دقت بیشتری است. بنابراین، نیاز به تعادل محیطی و مشکلات توسعه در نظام برنامه ریزی محلی درکلید واژگان: آسیب پذیری محیطی، تاب آوری زیرساختی، مدل منطق فازی، ضریب کاپا، شهرستان بجنوردThe main purpose of the present study is to assess the relationship between environmental vulnerability and infrastructure resilience of rural communities (in Bojnourd County), so that one can improve the resilience capacity in rural areas. The research was conducted in a descriptive-analytical method and in nature it is applicable in local planning and rural development systems. Research variables have been selected after reviewing theoretical foundations and literature on vulnerability and resilience assessment in Iran and other countries. Accordingly, two general indicators of vulnerability assessment and infrastructure resilience of rural communities were developed using 26 criteria in FAHP and fuzzy logic (Gamma operator with the thresholds of 0.7, 0.8 and 0.9) in the GIS environment. The results indicate that approximately 56.69% of the County’s area has a high and very high environmental vulnerability, and 47 villages were situated in this area. The survey of the resilience index indicates that there is a significant and direct relationship between low resilience in rural areas and environmental vulnerabilities in the eastern, southern and northeastern parts of Bojnourd County. In addition, based on the FAHP output, about 31 percent of the rural areas of the county, and based on the output of fuzzy logic, about 53 percent of the rural areas of the county are in a very high resilience level). The analysis of the output results of FAHP and fuzzy logic in GIS with a Kappa coefficient of 0.166 showed that the results of the two models have comparatively weak but direct correlation, which was determined by measuring the accuracy of the models using ground control points. Fuzzy logic model with a Kappa coefficient of 0.772 is more accurate than the FAHP model with a Kappa coefficient of 0.550.Keywords: Environmental vulnerability, Infrastructure resilience, Fuzzy logic model, Kappa coefficient, Bojnourd County
-
زمین لغزش به عنوان یکی از مخاطرات طبیعی در مناطق کوهستانی هر ساله منجر به خسارات زیادی می شود. حوضه آبریز سیمره چنار، با داشتن ویژگی های کوهستانی و شرایط طبیعی مختلف دارای استعداد بالقوه زمین لغزش است. هدف از این پژوهش، مقایسه مدل شبکه عصبی مصنوعی با مدل منطق فازی، جهت ارزیابی خطر زمین لغزش در حوضه سیمره چنار است. بدین جهت ابتدا پارامترهای موثر در وقوع زمین لغزش استخراج و سپس لایه های مربوطه تهیه شده است. سپس نقشه پراکنش زمین لغزش های رخ داده شده حوضه تهیه و با تلفیق نقشه عوامل موثر بر لغزش با نقشه پراکنش زمین لغزش ها، تاثیر هر یک از عوامل شیب، جهت شیب، سنگ شناسی، بارش، فاصله از گسل، کاربری اراضی، خاک، فاصله از آبراهه در محیط نرم افزار ArcGIS محاسبه گردید. در این مطالعه به منظور مقایسه مدل ها، در پهنه بندی خطر زمین لغزش حوضه سیمره چنار، از مدل های شبکه عصبی مصنوعی و منطق فازی استفاده گردید. در مدل شبکه عصبی مصنوعی الگوریتم پس انتشار خطا و تابع فعال سازی سیگموئید بکار گرفته شد. ساختار نهایی شبکه دارای 8 نرون در لایه ورودی، 14 نرون در لایه پنهان و 1 نرون در لایه خروجی گردید. پس از بهینه شدن ساختمان شبکه، کل اطلاعات منطقه در اختیار شبکه قرار گرفت و در نهایت با توجه به وزن خروجی، نقشه پهنه بندی زمین لغزش تهیه شد. در مدل منطق فازی از اپراتورهای عملگراجتماعفازی، عملگراشتراکفازی، عملگرضربجبری فازی، عملگرجمعجبری فازی، عملگرگاما فازی مدل منطق فازی استفاده شد. برای ارزیابی نتایج خروجی مدل های مورد استفاده در برآورد خطر لغزش منطقه از ضریب آماری کاپا استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که مدل شبکه عصبی مصنوعی با ضریب کاپای 91/0 مدل کارآمدتری نسبت به مدل منطق فازی در تهیه نقشه خطر لغزش های حوضه سیمره چنار است. از میان عوامل تاثیرگذار بر زمین لغزش در منطقه مورد مطالعه عامل شیب به عنوان مهمترین عامل و عوامل سنگ شناسی و خاک در مراتب بعدی قرار گرفتند. بر اساس پهنه بندی صورت گرفته با استفاده از مدل شبکه عصبی مصنوعی، به ترتیب 12/10، 92/22، 04/31، 76/20، 16/15 درصد از مساحت منطقه در کلاس های خطر خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد قرار گرفته است.کلید واژگان: زمین لغزش، شبکه عصبی مصنوعی، حوضه سیمره چنار، سیستم اطلاعات جغرافیایی، مدل منطق فازیIntroductionLandslide is considered as one of the natural hazards ever occurring throughout the world and is of great importance. This phenomenon is one of the major geomorphic processes affecting the evolutionary landscape in mountainous regions, which has caused catastrophic accidents. Due to the special climate conditions, physiography and change of the country, Iran has always faced with the problem of mass movements, and it is necessary to pay attention to this natural limitation. Lorestan province also has diverse geological features such as petrography, land management, seismicity and special climate conditions, including areas with slip potential. The topographic and geological conditions of the study area are such that the slip of rock and soil fragments from small to large scale has been provided.MethodologyFuzzy logic is a logic of several values, that is, its parameters and variables, in addition to the number of 0 or 1, can take all the values between these two numbers. The basis of the difference between fuzzy methods and other methods is to define the membership function. The membership function can be used to determine the degree of attribution of the elements of the reference set to its subset. The operator of the fuzzy society is the collection community.In this way, it extracts the maximum membership membership. The fuzzy subscription operator is the collection subscription. In that way, it extracts the minimum degree of membership. Fuzzy algebraic multiplication multiplies all the information layers together. Because of the nature of the numbers between zero and one, which is the same as the membership membership in a fuzzy set, the operator makes the number of the numbers smaller and goes down to zero. The complementary fuzzy algebra operator is obtained by the algebraic multiplication. Therefore, in the outbound map, unlike the fuzzy algebraic operator, the value of pixels goes toward one. The fuzzy gamma operator is the product of multiplication, fuzzy coherent multiplication in the fuzzy algebraic summation. The results obtained from this operator are more accurate than other operators.An artificial neural network is a computational mechanism that can provide a series of new information by gathering information and calculating them. In the artificial neural network, the structure of the human brain and the body's neural network is similar to that of a brain that has the power to learn, make and decide. In the neural network model for preparing the network from the layers, along with a number of real samples, they entered the network as inputs, and with this method a pattern was obtained between the input parameters and the areas where the landslide was located. A probability ratio was used to determine the land slide sensitivity index. In order to facilitate artificial neural network convergence, the values of the input neurons were normalized. To estimate the accuracy of artificial neural network, the mean squared error error was used.Results and discussionAn artificial neural network with multilayer perceptron structure with error propagation algorithm and non-linear sigmoid function as an activation function was used. The simple learning factor was ignored because of convergence and failure to make a valid error. Also, the error rate of the variable learning coefficient was higher than the Levenberg-Marquard method, which is why the Levenberg-Marquard method was used. For training and network testing, 80% of the data was used for training and 20% for testing. The final structure of the 1-14-8 grid was considered appropriate and based on this structure, the final zoning was performed.The operators of the fuzzy logic model were used. The result of the fuzzy community operator generated the maximum membership membership membership. The fuzzy share operator extracts the minimum membership membership. The result of the operator of the fuzzy algebraic multiplication is reduced to zero numbers. The output map of the operator of the fuzzy algebra sum of the value of the pixels is close to the maximum. In order to modulate the very high sensitivity of the fuzzy algebraic operator and the very low accuracy of the fuzzy algebraic operator, a 0.9% gamma-gamma operator was used. Kappa coefficient for artificial neural network model was 0.83 and for fuzzy logic model 0.66.ConclusionThe evaluation of the results obtained from the fuzzy logic model and the artificial neural network using kappa statistical coefficient shows that the artificial neural network with Kappa statistical coefficient is 0.91 compared to the fuzzy logic model with a kappa coefficient of 0.88 more than the prediction of the risk of landslide In the Seymareh Chenar Basin. Based on the zoning, the artificial neural network model was 10.12, 22.92, 31.44, 20.76, 15.16 percent of the area in the low, medium, high and very high risk classes has it.Keywords: Landslide, Artificial Neural Network, Seymareh Chinar Basin, Geographic Information System, Fuzzy Logic Model
-
فرسایش یکی از مهم ترین عوامل موثر در هدر رفت منابع ارضی است. آگاهی از میزان خطر فرسایش، امکان شناسایی نواحی بحرانی و اولویت بندی برنامه های مدیریتی و حفاظتی را فراهم می سازد. هدف از این پژوهش، ارزیابی خطر فرسایش خاک با استفاده از مدل منطق فازی، فناوری سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در حوضه ی آبریز سیمره چنار است. بدین منظور، ابتدا داده های 7 پارامتر تاثیرگذار در فرسایش خاک شامل شیب، جهت شیب، لیتولوژی، کاربری اراضی، بارش، خاک و آبراهه در محیط GIS آماده شد. برای تهیه ی نقشه ی خطر فرسایش با مدل منطق فازی از اپراتورهای عملگر اجتماع فازی (Fuzzy OR) ، اشتراک فازی (Fuzzy AND) ، ضرب جبری فازی (Fuzzy Algebraic Product) ، جمع جبری فازی (Fuzzy Algebraic Sum) و گاما فازی (Fuzzy Gamma) استفاده شد. برای ارزیابی و اعتبارسنجی نتایج حاصل از عملگرهای مدل منطق فازی، طی بررسی میدانی موقعیت 90 نقطه از نقاط دارای فرسایش با استفاده از دستگاه GPS مشخص و این نقاط با نقشه ی نهایی فرسایش انطباق داده شد. ارزیابی نتایج به دست آمده از ضریب آماری کاپا نشان می دهد که عملگر گامای فازی 9/0 با ضریب کاپای 83/0، در پهنه بندی خطر فرسایش خاک در حوضه ی آبریز سیمره چنار دقت بسیار خوبی دارد. بر اساس پهنه بندی صورت گرفته با استفاده از عملگر گاما فازی 9/0، به ترتیب 59/16، 37/31، 72/27، 98/17 و 34/6 درصد از مساحت منطقه در کلاس های فرسایش خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد قرار گرفته است.کلید واژگان: سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، حوضه ی آبریز سیمره چنار، فرسایش، مدل منطق فازیIntroductionSoil erosion is a process in which soil is separated from its original bed and transported to another location with the help of a moving agent [17]. Soil erosion is one of the serious problems in the watersheds of Iran and can be considered as one of the most important barriers to sustainable agriculture and natural resources development [6]. Soil erosion results in the destruction of agricultural land, the reduction of soil fertility, environmental negative impacts, and a very important threat to the sustainable production of agricultural products [8]. Erosion, the result or results of the interaction of a set of natural and human factors, which, in accordance with the specific circumstances of the region, are one or more factors acting as the main and determining factors [7]. In general, erosion is a natural phenomenon that human activities can exacerbate. Historical evidence suggests that erosion and destruction of soil have resulted in the collapse and destruction of human civilizations [9] .Awareness of the extent of erosion in catchment areas, the possibility of comparing them and identifying critical basins and implementing watersheds. The amount of erosion and destruction of the land requires the zoning of erosion of the land for the preparation and collection of information [8]. Destruction of vegetation (especially the plant species of moss, which is the dominant species of the region) and the cutting of trees and shrubs (oak and orange trees, which form the largest area of the forests of the area) cause soil to be deflated against erosion and cause debris to be gutted and even swept away.
MethodologyIn this research geological maps, topographic maps, Landsat 8 satellite images, climatic data of the study area in research, including temperature and precipitation, and the 30-meter-high elevation digital model of the study area were used to prepare the slope map, the slope direction and the extraction of the waterways. ArcGIS software was used to create databases, spatial and spatial analysis, and finally to implement the model and use the ENVI software to process satellite imagery. Fuzzy logic is a logic of several values, that is, its parameters and variables, in addition to the number of 0 or 1, can take all the values between these two numbers. The basis of the differences between fuzzy methods and other methods is to define the membership function. The membership function can be used to determine the degree of attribution of the elements of the reference set to its subset. The operator of the fuzzy society is the collection community. In this way, it extracts the maximum membership. The fuzzy subscription operator is the collection subscription. In that way, it extracts the minimum degree of membership. Fuzzy algebraic multiplication multiplies all the information layers together. Because of the nature of the numbers between zero and one, which is the same as the membership in a fuzzy set, the operator makes the number of the numbers smaller and goes down to zero. The complementary fuzzy algebra operator is obtained by the algebraic multiplication. Therefore, in the outbound map, unlike the fuzzy algebraic operator, the value of pixels goes toward one. The fuzzy gamma operator is the product of multiplication, fuzzy coherent multiplication in the fuzzy algebraic summation. The results obtained from this operator are more accurate than other operators. To evaluate the accuracy of the model, Kappa statistical coefficient was used.
ResultsThe results show that the kappa statistical coefficient shows that the 0.97 fuzzy gamma operator with 0.83 kappa coefficient has excellent accuracy in soil erosion zonation in Seymareh Chinar basin. Investigating the results of this study shows that areas with a steep slope, poor vegetation, bay lands, presence of limestone and dolomitic stones have much more erosion. This type of erosion is located in the northwest, south and southwest of the studied basin. In the south and southwest of the region, due to the high slope, low soil depth, excessive grazing of livestock, degradation of vegetation and forest by the inhabitants of the region and plowing the land towards the slope, led to greater erosion. In the west, south and center of the area due to uneven topography and in some areas, soil depth, cereal, steppe, in some cases, blueberries and slopes less than other parts of the area, erosion is less. According to the results of this research, as well as field observations and lack of attention of the people of the area to soil degradation and destruction of the dominant vegetation of the region, it seems that the study area in research needs urgent planning to prevent soil erosion. This suggests that in this basin, the separation and displacement of soil particles is so limited that implementation of the necessary water and land conservation programs and the use of land has a lot of limitations. Discussion & Conclusions: To do this study, using a fuzzy logic model, the database consists of slope, directional, petrographic, land use, lagoon, rainfall, soil and channel formation, and then the required data were obtained by processing the data. The operators of the fuzzy logic model were used. The result of the fuzzy community operator generated the maximum membership. The fuzzy share operator extracted the minimum membership. The result of the operator of the fuzzy algebraic multiplication is reduced to zero numbers. The output map of the operator of the fuzzy algebra sum of the value of the pixels is close to the maximum. In order to modulate the very high sensitivity of the fuzzy algebraic operator and the very low accuracy of the fuzzy algebraic operator, a 0.9% gamma-gamma operator was used. Based on the zoning done using fuzzy function, 16.19, 31.37, 27.77, 17.98, and 34.66 percent of the area of the area are located in very low, moderate, high and very erosion classes. Kappa coefficient was 0.83 for fuzzy logic model. Eliminating the dominant vegetation of the region, especially the mossy vegetation, which has roots and prevents soil erosion, cuts off oak trees to plow in the direction of slope and changes the unauthorized use, all have added to the severity of erosion in this area.Keywords: Geographic Information System, Seymareh Chinar Basin, Erosion, Fuzzy Logic Model
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.