ارزیابی مقایسه ای حساسیت به زمین لغزش با استفاده از روش های منطق فازی و تحلیل سلسله مراتبی

زمین ‌لغزش یکی از گسترده‌ترین و مخرب ‌ترین پدیده ‌ها در میان بلایایی طبیعی است. با توجه به توپوگرافی کوهستانی مرتفع، فعالیت تکتونیکی، لرزه‌ خیزی زیاد، شرایط متنوع زمین ‌شناسی و اقلیمی، اساسا ایران برای ایجاد طیف وسیعی از زمین‌ لغزش شرایط طبیعی را دارد و این زمین ‌لغزش‌ ها سالانه خسارات جانی مالی فراوانی به کشور وارد می‌ کنند. با توجه به اینکه پیش‌بینی زمان زمین ‌لغزش بسیار دشوار است، از این ‌رو شناسایی مناطق حساس به زمین ‌لغزش و منطقه بندی این مناطق بر اساس خطر احتمالی بسیار مهم است. بنابراین باید مناطق مستعد زمین ‌لغزش شناسایی شوند تا خسارات ناشی از زمین ‌لغزش کاهش یابد. هدف اصلی از تجزیه‌ و تحلیل حساسیت زمین ‌لغزش شناسایی مناطق پر خطر و در نتیجه کاهش خسارات ناشی از زمین‌لغزش از طریق اقدامات مناسب است. ازآنجاکه پیش‌ بینی دقیق وقوع زمین ‌لغزش توسط علوم انسانی امکان‌پذیر نیست، بنابراین می‌ توانیم با شناسایی مناطق مستعد لغزش و اولویت‌ بندی آن ‌ها از آسیب این پدیده جلوگیری کنیم. کوه ‌های بینالود در استان خراسان رضوی، به دلیل شرایط زمین ‌شناسی، ژیومورفولوژی، توپوگرافی، آب ‌و هوا و پوشش گیاهی، دارای انواع حرکات توده‌ای است. از طریق ارزیابی حساسیت زمین ‌لغزش و شناسایی مناطق پرخطر ازنظر زمین ‌لغزش، می‌ توانیم از خسارات احتمالی مالی و جانی ناشی از زمین ‌لغزش در این منطقه را کاهش بدهیم. لذا برای حفظ سرمایه ‌های ملی ضروری است تا در برخورد با بلایای طبیعی مدیریتی جامع اعمال گردد که منظور از آن اتخاذ تدابیر و فعالیت ‌هایی است که موجب پیشگیری، کنترل وترمیم خسارت ‌های ایجاد شده می ‌گردد. نتایج این مطالعات می ‌تواند به‌عنوان اطلاعات بنیادی توسط مدیران و برنامه ریزان محیط ‌زیست مورد استفاده قرار گیرد. به ‌منظور تهیه نقشه ‌های منطقه بندی خطر لغزش می ‌توان از روش ‌های مختلفی مانند منطق فازی، روش‌ های آماری و فرایند تحلیلی سلسله مراتبی (AHP) استفاده کرد. از اوایل دهه 1970، بسیاری از دانشمندان تلاش کرده‌اند تا خطرات زمین ‌لغزش را ارزیابی کنند و نقشه حساسیت خطر زمین ‌لغزش را با استفاده از روش‌ های مختلف مبتنی بر GIS تهیه کنند. هدف از این مطالعه ارزیابی و مقایسه نقشه حساسیت به زمین ‌لغزش (LSM) در رشته‌کوه‌ های بینالود، با استفاده از روش‌ های فازی و تحلیل سلسله مراتبی در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی، است.

در این مطالعه به ‌منظور ارزیابی حساسیت وقوع زمین ‌لغزش در دامنه ‌های کوه‌ های بینالود از دو روش منطق فازی و تحلیل سلسله مراتبی در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی استفاده گردید. به این منظور، مهم‌ترین عوامل موثر بر زمین‌لغزش ‌های منطقه شامل شیب، جهت شیب، طبقات ارتفاعی، زمین‌شناسی، شبکه زهکشی (فاصله از رودخانه، تراکم آبراهه)، جاده (فاصله از جاده، تراکم جاده)، گسل (فاصله از گسل، تراکم گسل)، واحدهای مورفولوژیکی، شاخص‌ های توپوگرافی (شاخص توان رودخانه (SPI)، شاخص رطوبت توپوگرافی (TWI) و شاخص طول شیب (LS))، شاخص ‌های ژیومورفولوژیک (شاخص موقعیت توپوگرافی (TPI)، شاخص ناهمواری توپوگرافی (TRI) و شاخص انحنای سطح (Curvature Index)، کاربری اراضی، خطوط هم‌ دما و خطوط هم بارش به ‌عنوان عوامل موثر در رخداد زمین‌لغزش در منطقه موردمطالعه، شناسایی و مورد تجزیه ‌و تحلیل قرار گرفتند. سپس نقشه پراکنش زمین ‌لغزش‌های منطقه تهیه شد. در ادامه وزن هریک از پارامترها و زیر پارامترها در پهنه ‌بندی وقوع زمین ‌لغزش به کمک روش تحلیل سلسله مراتبی(AHP) تعیین گردید. سپس با استفاده ابزارهای مناسب در محیط GIS این وزن ‌ها در نقشه هر پارامتر ضرب و درنهایت نقشه‌ های حاصله رویهم گذاری شده و نقشه نهایی پهنه ‌بندی خطر زمین ‌لغزش در منطقه مورد مطالعه تهیه شد. در روش فازی، بعد از فازی سازی لایه ‌های مورد نظر در محیط ArcGIS، پهنه ‌بندی خطر زمین ‌لغزش  با استفاده از عملگر گاما 0.8، در محیط GIS، صورت پذیرفت. و در نهایت صحت نقشه حساسیت زمین ‌لغزش با استفاده از منحنی ROC و نسبت عددی NRi، مورد ارزیابی قرار گرفت.

 نتایج وزن دهی به پارامترهای موثر بر زمین ‌لغزش با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) مبین این است به ترتیب عوامل زمین‌شناسی، شیب و گسل بیشترین تاثیر را در وقوع خطر زمین‌لغزش در منطقه مورد مطالعه دارند. نتایج تحلیل نقشه حساسیت خطر زمین ‌لغزش با استفاده از AHP نشان داد به % 47.8 سطح منطقه در محدوده زیاد و خیلی زیاد واقع‌شده، همچنین % 13.4 در محدوده متوسط و % 38.8 در محدوده کم و خیلی کم قرارگرفته است. نتایج تحلیل نقشه حساسیت زمین‌لغزش با استفاده از منطق فازی بیانگر این است % 27.7 در محدوده زیاد و خیلی زیاد قرارگرفته است. همچنین % 15.5 در محدوده متوسط و % 56.8 در محدوده کم و خیلی کم واقع‌شده است. همچنین ارزیابی نقشه حساسیت زمین‌لغزش به کمک منحنی ROC، نشان داد که مساحت زیر نمودار (AUC)، در روش AHP و فازی به ترتیب برابر با % 81.7 و % 75.2 است که گویایی دقت و صحت ارزیابی خیلی خوب هر دو مدل هست. همین‌طور نسبت عددی NRi در روش AHP در طبقات حساسیت زمین‌لغزش، بیشتر از روش فازی است، زیرا روش AHP در مقایسه با روش فازی، درصد بالایی از زمین‌لغزش‌ها را در مساحت کوچک‌تری به‌عنوان پهنه با حساسیت زیاد و خیلی زیاد پوشش داده است.

 در این مطالعه به‌منظور ارزیابی و تهیه نقشه حساسیت زمین‌لغزش از دو روش فازی و تحلیل سلسله مراتبی در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی استفاده و عملکرد آن‌ها باهم مقایسه شد. نقشه حساسیت زمین‌لغزش به پنج کلاس طبق بندی و عملکرد نتایج هر دو روش با استفاده از منحنی ROC و نسبت عددی NRi موردبررسی قرار گرفت. نتایج ارزیابی عملکرد دو روش فازی و تحلیل سلسله مراتبی با استفاده از منحنی ROC و نسبت عددی  Nri نشان داد که روش تحلیل سلسله مراتبی نسبت به روش فازی درستی و دقت بیشتری در پیش‌بینی حساسیت زمین‌لغزش در منطقه موردمطالعه دارد. نقشه‌های حساسیت به زمین‌لغزش مانند نقشه تولیدشده در این مطالعه می ‌تواند اطلاعات ارزشمندی برای برنامه ریزان و مهندسان برای سازمان ‌دهی مجدد یا برنامه ‌ریزی برنامه‌ های جدید فراهم کند.