پیش‌بینی محل وقوع زلزله احتمالی در استان خراسان رضوی با استفاده از روش شبکه عصبی مصنوعی

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 2، دوره 5، شماره 4 - شماره پیاپی 20، بهمن 1395، صفحه 1-19   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geo.v5i4.47594

نویسندگان

سلمان حیاتی^{* 1}؛ یونس غلامی²؛ آسیه اسماعیلی³؛ مرتضی رضوی نژاد⁴

¹دانشگاه آزاد اسلامی - لامرد

²دانشگاه کاشان

³دانشگاه ازاد اسلامی - بجنورد

⁴دانشگاه آزاد اسلامی مشهد

چکیده

استان خراسان رضوی به‌ عنوان دومین استان پرجمعیت کشور با نزدیک به 6 میلیون نفر ساکن، بیش از 2500 گسل در آن شناسایی شده که 60% مساحت، 75% شهرها و 35% روستاها در حریم این گسل‌ها قرار دارد؛ لذا پیش‌بینی محل وقوع زلزله‌های آینده، می‌تواند در کاهش خطرات ناشی از زلزله در این استان بسیار سودمند باشد. هدف پژوهش، شناسایی مکان‌هایی است که احتمال رخداد زلزله در آن‌ها نسبت به سایر مناطق بیشتر می‌باشد. برای دستیابی هدف پژوهش، اطلاعات زلزله‌های 8-4 ریشتری رخ‌داده در محدوده این استان بین سال های 2014-1900 میلادی با ویژگی های مکان، عمق، ساعت و بزرگی زلزله استخراج گردید. سپس با استفاده از روش شبکه عصبی مصنوعی خودسازمان‌ده کوهونن به پیش بینی احتمال رخداد زلزله آتی و مکان آن پرداخته شده است. یافته‌های تحقیق نشان می‌دهد که میانگین بزرگی و عمق زلزله‌های اتفاق افتاده در این استان به ترتیب، 6/4 ریشتر و 96/20 کیلومتری سطح زمین بوده است. فراوانی ساعت وقوع زلزله‌ها در طی 24 ساعت شبانه‌روز به تفکیک در فصول مختلف، از بعد ظهر تا ساعات اولیه بامداد اتفاق افتاده که اوج آن برای بهار، تابستان، پاییز و زمستان به ترتیب در ساعات 1، 24، 23 و 22 است. همچنین 12% جمعیت شهری و 10% جمعیت روستایی استان در پهنه های با خطر نسبتاً بالا و بالا قرار دارد. بیشترین احتمال وقوع زلزله در منطقه مرکزی متمایل به غرب استان (شهرستان کاشمر و جنوب شرق شهرستان های سبزوار و بردسکن) و در منطقه جنوب شرق استان (شهرستان خواف) با احتمال 30%، بالاتر نسبت به سایر مناطق پیش‎بینی شده است.

کلیدواژه‌ها

پیش‌بینی محل وقوع زلزله؛ روش شبکه عصبی؛ استان خراسان رضوی

مراجع

اصغری اسکوئی، محمدرضا؛ 1381. کاربرد شبکه‌های عصبی در پیش‌بینی سری‌های زمانی. فصلنامه پژوهش‌های اقتصادی ایران. شماره 12. 97-69.

اکبری مطلق، مصطفی؛ عباس زاده، غلامرضا؛ امینیان، امیر احمد؛ 1391. آسیب‌پذیری مجموعه شهری مشهد و مدیریت بحران آن در مقابل زلزله با تأکید بر تجارب جهانی. فصلنامه آمایش و توسعه پایدار. شماره 3. 23-7.

انوار، سید احمد؛ دستغیبی فرد، غلامحسین؛ نیکویی، احسان؛ مغاره، رسول؛ 1386. بررسی مطالعات انجام شده در زمینه پیش‌بینی زلزله با استفاده از الگوریتم‌های شبکه‌های عصبی مصنوعی. پنجمین کنفرانس بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله. 26-23 اردیبهشت‌ماه 1386. تهران.

آرین، مهران؛ 1382. ایران و دلایل زمین‌شناختی زمین‌لرزه. ماهنامه شهرداری‌ها. ویژه‌نامه شماره 12. 45-38.

برگی، خسرو؛ 1392. اصول مهندسی زلزله. تهران: انتشارات دانشگاه تهران. چاپ دهم. 574 صفحه.

پورمحمدی، محمدرضا؛ مصیب زاده، علی؛ 1387. آسیب‌پذیری شهرهای ایران در برابر زلزله و نقش مشارکت محله‌ای در امدادرسانی آن‌ها. فصلنامه جغرافیا و توسعه. شماره 12. 144-117.

جهاد دانشگاهی مشهد؛ 1389. مطالعات آمایش استان خراسان رضوی؛ تحلیل و ارزیابی موقعیت طبیعی و محیط زیستی. مشهد: استانداری خراسان رضوی. 149 صفحه.

جهاد دانشگاهی مشهد؛ 1389. مطالعات آمایش استان خراسان رضوی؛ ملاحظات دفاعی- امنیتی در آمایش استان. مشهد: استانداری خراسان رضوی، 257 صفحه.

حیاتی، سلمان؛ قربانی، علی؛ اسماعیلی، آسیه؛ قنبری، محمد؛ 1394. بررسی آسیب پذیری شهرهای ایران هنگام وقوع زلزله (نمونه: شهر مشهد). دومین کنفرانس بین‌المللی عمران، معماری و زیر ساخت‌های شهری. 8-7 مرداد ماه 1394. تبریز.

خاکپور، براتعلی؛ حیاتی، سلمان؛ کاظمی بی‌نیاز، مهدی؛ ربانی ابوالفضلی، غزاله؛ 1392. مقایسه تطبیقی/ تحلیلی میزان آسیب‌پذیری بافت‌های شهری در برابر زلزله با استفاده از مدل‌های تحلیل سلسله مراتبی و فازی (نمونه موردی: شهر لامرد). فصلنامه آمایش محیط. شماره 22. 38-21.

خزاعی، الهه؛ آل شیخ، علی اصغر؛ کریمی، محمد؛ وحیدنیا، محمد حسن؛ 1391. مقایسه دو روش مدل‌سازی با استفاده از شبکه عصبی - فازی در پیش‌بینی غلظت آلاینده مونوکسید کربن. فصلنامه محیط شناسی. شماره 4. 29-44.

خطیری یانسری، محمدرضا؛ امامی، بهنام؛ یزدی، مهدی؛ شاهکویی، عبدالحمید؛ 1387. معرفی روش‌های پیش‌بینی زلزله با استفاده از پیش‌نشانگرها. اولین کنفرانس بین‌المللی مقاوم‌سازی لرزه‌ای. 29 مهر الی 1 آبان ماه 1387. تبریز.

خلیلی عراقی، منصور؛ نوبهار، الهام؛ 1390. پیش‌بینی قیمت مسکن در شهر تبریز: کاربرد مدل‌های قیمت هدانیک و شبکه عصبی مصنوعی. فصلنامه پژوهش‌ها و سیاست‌های اقتصادی. شماره 60. 138- 113.

زمردیان، محمدجعفر؛ 1391. ژئومورفولوژی ایران؛ فرایندهای ساختمانی و دینامیک‌های درونی. مشهد: انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد. چاپ ششم. 284 صفحه.

سلطانی، آزاده؛ صدوقی یزدی، هادی؛ اشک زری طوسی، سهیلا؛ روحانی، مجتبی؛ 1389. بهبود شبکه خودسازمان‌ده کوهونن با هدف خوشه‌بندی داده‌های فازی. دهمین کنفرانس سیستم‌های فازی ایران. 24-22 تیرماه 1389. تهران.

شاهنوشی، ناصر؛ ژاله رجبی، میترا؛ فیروز زارع، علی؛ غفاری، عباس؛ 1392. شناسایی عامل‌های مؤثر در ایجاد ضایعات نان و تمایز نانوایی‌ها با کاربرد تجزیه‌وتحلیل تمایزی و شبکه عصبی مصنوعی مبتنی بر آن (مطالعه موردی شهر مشهد). فصلنامه اقتصاد کشاورزی. شماره 3. 132-101.

شایان، سیاوش؛ زارع، غلامرضا؛ حق پناه، یعقوب؛ 1392. زلزله‌خیزی ایران و مقاوم‌سازی مدارس. مجله رشد آموزش جغرافیا. شماره 3. 25-19.

فرجی، امین؛ قرخلو، مهدی؛ 1389. زلزله و مدیریت بحران مطالعه موردی شهر بابل. مجله جغرافیا (فصلنامه علمی- پژوهشی انجمن جغرافیای ایران). شماره 25. 165-143.

کاظمی پشت مساوی، حسین؛ طهماسبی سروستانی، زین العابدین؛ کامکار، بهنام؛ شتایی، شعبان؛ صادقی، سهراب؛ 1391. ارزیابی روش‌های زمین آمار جهت تخمین و پهنه‌بندی عناصر غذایی پر مصرف اولیه در برخی اراضی کشاورزی استان گلستان. نشریه دانش آب و خاک. شماره 1. 218-201.

کیا، سید مصطفی؛ 1387. شبکه‌های عصبی درMATLAB . تهران: شرکت تعاونی خدمات نشر کیان رایانه سبز. چاپ سوم. 232 صفحه.

گرامی، محسن؛ سیوندی پور، عباس؛ تقدیسی، هادی؛ 1391. پیش‌بینی آماری پهنه‌بندی خطر زلزله احتمالی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی. نشریه زمین‌شناسی مهندسی. شماره 1. 1444-1429.

مرکز آمار ایران؛ 1390. نتایج تفصیلی سرشماری عموم و مسکن سال 1390.

مقدم، معصومه؛ 1388. ارزیابی تغییرات کاربری اراضی در برنامه‌ریزی حمل‌ونقل درون شهری با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی (نمونه موردی: شهر زنجان). مشکینی، ابوالفضل. دانشگاه زنجان. گروه جغرافیا.

نگارش، حسین؛ 1384. زلزله، شهرها و گسل‌ها. فصلنامه پژوهش‌های جغرافیایی. شماره 52. 51-34.

Shahnoushi, N., Zhaleh Rajabi, M., Firouz Zare, A., & Ghaffari, A. (2013). The effective factors in the development and differentiation of lesions bread bakeries using discriminant analysis and artificial neural network-based (Case study: Mashhad). Journal of Agricultural Economics, 3, 101-132.

Shayan, S., Zare, G., & Haghpanah, Y. (2013). Iran and seismic retrofitting schools. Journal of Geography Education, 3, 19-25.

Statistical Center of Iran. (2011). Detailed results of the general census and housing, Statistical Center of Iran.

Zomorodian, M. J. (2012). Iran geomorphological processes internal structure and dynamics(6th ed.) . Mashhad: Ferdowsi University Press.