طبقه بندی فازی

عوامل طبیعی همواره در طول تاریخ و در نقاط مختلف جهان خطرهایی را به محیط های مصنوع و طبیعی تحمیل می کنند. بروز رخدادهای بحرانی طبیعی از جمله زلزله، سیل، طوفان، ریزش و لغزش زمین، موجب بروز خسارت های جانی و مالی زیادی می گردد. ناحیه غرب فارس واقع در منطقه زاگرس در کشور، از جمله مناطقی است که به دلیل ویژگی های طبیعی و جغرافیایی همچون ساختار خاص زمین شناسی و قرارگیری روی کمربند زلزله با گسل های فعال و اصلی، ویژگی کوهستانی با وضعیت اقلیمی متغیر و وجود رودخانه های سیلابی متعدد، و نظایر اینها دارای پتانسیل بالایی در بروز مخاطرات طبیعی به ویژه زلزله، سیل، رانش و لغزش زمین است. در این مطالعه سعی گردید با استفاده از داده های حاصل از مدل سازی معیارها و لایه های مؤثر محیطی با روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و طبقه بندی با روش فازی با کمک قابلیت های مدل سازی و تحلیل های فضایی بالای سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) میزان آسیب پذیری محیطی ناحیه مورد توجه قرار گیرد و پهنه بندی گردد. بنا بر نتایج محاسبات انجام شده در فرایند تحقیق و ویژگی های محیط طبیعی و انسانی ناحیه، زمین لرزه، سیلاب و حرکات دامنه ای به ترتیب بالاترین میزان خطر و آسیب پذیری را دارند. به علاوه، بر پایه نتایج مدل سازی و پهنه بندی خطر در ناحیه غرب فارس بیش از 34 درصد محدوده ناحیه مطالعاتی با ویژگی آسیب پذیری نسبتاً بالا تا بسیار بالا مشخص می شوند که به طور عمده مناطق کوهستانی و دامنه های آنها را در بخش های شمال شرق، شرق، محدوده کوه دراء و محور مرکزی ناحیه در برمی گیرد، به طوری که در مناطق مذکور، تمرکز عوامل مختلف مخاطرات، شرایط پرخطری را فراهم می سازد. دشت های مسطح و کم عارضه ناحیه میزان آسیب پذیری پایینی دارند.

طبق مطالعات انجام شده در استان خراسان شمالی، تغییرات کاربری اراضی بیشترین تأثیر را در بیابان زایی منطقه داشته است؛ و افزون بر آن، فقدان اطلاعات مکان دار دقیق و روزآمد از مهم ترین مشکلات پایش تغییرات کاربری اراضی در این استان به شمار می آید. بدین ترتیب، و با توجه به این کمبود، هدف مطالعه حاضر همانا آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی منطقه اسفراین در استان خراسان شمالی در 36 سال گذشته بوده است. بدین منظور تصاویر ماهواره لندست از دو دوره زمانی شامل سال های 1352 و 1388 شمسی انتخاب شدند و تصحیحات هندسی و رادیومتریک نیز بر تصاویر اعمال گردیدند. سپس با استفاده از روش های مختلف ـ از جمله طبقه بندی فازی ـ نقشه کاربری اراضی تهیه و از روش مقایسه پس از طبقه بندی برای آشکارسازی تغییرات استفاده شد. مطابق نتایج، کلاس زراعت آبی بیشترین تغییرات را در مقایسه با دیگر کاربری ها داشته و مساحت آن از 4269 هکتار به 15586 هکتار رسیده است. کاربری شهری اسفراین و کارخانجات و تأسیسات مختلف مانند کارخانه های فولاد و لوله گستر و همچنین سد اسفراین نشانگر حدود 629 هکتار افزایش سطح بوده است. در مقابل، وسعت کاربری های مرتع و زراعت آبی ـ باغ ها، به دلیل احداث تأسیسات و سد اسفراین بسیار کاهش یافته اند. از جمله دگرگونی ها یا تغییرات مثبت محیطی رخ نموده در منطقه، ایجاد و توسعه منطقه حفاظت شده ساریگل طی 36 سالِ اشاره شده است، که به احیای سطحی حدود 12 هزار هکتار از مراتع و اراضی بدون پوشش انجامیده است. همان گونه که نتایج نشان می دهند، فناوری سنجش از دور می تواند به عنوان ابزار مدیریتیِ بسیار کارامدی در توسعه و حفظ منابع طبیعی کشور مورد استفاده قرار گیرد.

طبقه بندی، تکنیکی در تحلیل تصاویر سنجش از دور است که به طور وسیع در کاربرد های مختلف استفاده می شود. در روش های طبقه بندی نظارت شدة سنتی، اطلاعات آموزشی و نتایج طبقه بندی مبتنی بر اصل «هر پیکسل-یک کلاس» نمایش داده می شوند. در مواردی که عدم اطمینان و پیکسل های مختلط در سنجش از دور وجود دارد، استفاده از روش های فازی توصیه می شود. مطالعات اخیر نشان می دهند که استفاده از اطلاعات مجاورت به همراه اطلاعات طیفی می تواند به صحت بالاتری در طبقه بندی بینجامد. استفاده از اطلاعات مجاورت در پس پردازش نتایج طبقه بندی به دلیل وابستگی نداشتن به طبقه بندی کنندة اولیه از دلایل استفاده از آن در پژوهش حاضر است. قوانین اتصال در فضای توپولوژی فازی یکی از روش های استفاده از اطلاعات مجاورت در بخش پس پردازش است. درصورتی که از بیش از دو طبقه بندی کننده استفاده شود، می توان امکان تلفیق نتایج را بررسی کرد. در این پژوهش برای تلفیق مکانی نتایج با استفاده از قوانین اتصال در فضای توپولوژی فازی، دو راهکار پیشنهاد شده است. در راهکار نخست، یکی از دو طبقه بندی کننده مبنای تلفیق قرار می گیرد و در راهکار دوم فقط پیکسل هایی که در هر دو روش طبقه بندی، به صورت یکسان طبقه بندی شده اند و هم زمان پیکسل محدوده نیستند، در تصویر نهایی برچسب خود را حفظ می کنند. نتایج نشان می دهند که راهکار نخست درمقایسه با راهکار دوم دقت بهتری را به دست می دهد. بیشترین مقادیر صحت کلی و کاپای کلی به دست آمده مربوط به زمانی است که روش طبقه بندیِ بیشترین شباهت در راهکار نخست تلفیق مکانی مبنا قرار می گیرد و به ترتیب 01/89 و 98/88 هستند. به طور کلی، تلفیق مکانی نتایج درمقایسه با وضعیتی که فقط از یک طبقه بندی کننده استفاده شود، دقت را بهبود می دهد. کلید واژه ها : طبقه بندی فازی، فضای توپولوژی فازی، تلفیق، قوانین اتصال

 با بروز بحرانهای طبیعی مانند زلزله و سیل و در نتیجه کاهش توانمندی سازمانهای مسئول به دلیل آسیب دیدگی زیرساختها ، نبودن اطلاعات قطعی  و قابل استناد، تقاضا برای ارسال نیروهای امدادی متخصص و لجستیک افزایش می یابد. در چنین شرایطی نیاز است فرآیندهایی که در هنگام امدادرسانی پس از وقوع یک بحران به انجام می رسند به نحوی برنامه ریزی شوند تا در کوتاهترین زمان ممکن پاسخگوی نیاز آسیب دیدگان به بهینه ترین شکل ممکن در تحقق شهر ایمن باشند. هدف اصلی در این مقاله طبقه بندی مناطق آسیب پذیر در برابر زلزله با روشی ابتکاری به منظور ارسال تجهیزات و نیازهابراساس اولویت است در این پژوهش ابتدا و به منظور انتخاب شاخص های بهینه و موثر( ازبین شاخص های متعدد) در تخمین خسارت زلزله به منظور طبقه بندی مناطق از روش تحلیل سلسله مراتبی فازیFAHP) )Fuzzy Analytic Hierarchy Process استفاده کردیم.سپس به ارائه روش جدیدی به نام مدل فازی شهودی بهبود یافته با الگوریتم سیاهچاله  Black Hole- Intuitive  Fuzzy C Mean(BH-IFCM)  پرداختیم و بوسیله آن پهنه بندی خطرپذیری زلزله در مناطق سیزده گانه شهر مشهد انجام شده است. با توجه به استفاده از مدل فازی شهودی (در شرایط عدم قطعیت  اطلاعات در زمان زلزله) و به کار گیری الگوریتم سیاهچاله  نتایج عددی نشان دهنده  صحت طبقه بندی 97.34% بر روی داده های مشهد و 96.73% بر روی داده های بم می باشد .