تعیین چشمه‌های لرزه‌ای با استفاده از الگوریتم خوشه‌بندی فازی بهینه
تعیین چشمه‌های لرزه‌ای با استفاده از الگوریتم خوشه‌بندی فازی بهینه
رضوان قاسمی نژاد 1، رحیم علی‌عباسپور2 و مسعود مجرب 3
تاریخ دریافت: 25/ 07/ 1395 تاریخ پذیرش: 24/ 11/ 1395
چکیده
چشمه‌های لرزه‌ای نقش مهمی در برآورد خطر در فرایند تحلیل خطر لرزه‌ای ایفا می کنند. انتخاب این مناطق بیشتر بر پایه قضاوت‌های کارشناسان انجام می‌شود و در بیشتر موارد، تعیین چشمه‌های لرزه‌ای توسط چند کارشناس نتایج متفاوت و بحث‌برانگیزی را دربر دارد. از این رو، یکی از عوامل مهم در ایجاد عدم قطعیت در تحلیل خطر می‌تواند به دلیل چگونگی انتخاب چشمه‌ها باشد. نسبت دادن رخدادهای گذشته به هر چشمه لرزه‌ای مسأله مهم بعدی تحلیل خطر زمین‌لرزه است که این کار نیز توسط قضاوت‌های بصری کارشناسان انجام می‌شود و از آنجایی‌که گسل مسبب هر رخداد به‌طور واضح مشخص نیست؛ مانند تعیین چشمه‌های لرزه‌ای، این شیوه نتایج مبهمی دارد. در پژوهش حاضر سعی شده است که با استفاده از روش بهینه‌سازی توده ذرات به‌منظور خوشه‌بندی فازی، به‌طور هم‌زمان چشمه‌های لرزه‌ای تعیین شده و رویدادهای لرزه‌ای به گسل‌ها نسبت داده شوند. الگوریتم مورد استفاده بر پایه کمینه‌سازی دو تابع هدف فاصله رویدادها از گسل و مرکز خوشه (مرکز چگالی رویدادها) کار می‌کند. این الگوریتم به دو حالت روی داده‌های ناحیه شمال باختر ایران اعمال شد؛ در حالت اول فاصله مورد محاسبه فاصله اقلیدسی بوده است و در حالت دوم فاصله ماهالانوبیس در محاسبات در نظر گرفته شدند. برای ارزیابی درستی الگوریتم، از رویداد‌هایی که از پیش به گسل‌ها نسبت داده شده‌اند استفاده شد. مقایسه خروجی‌های الگوریتم با بانک اطلاعات زمین‌لرزه‌های نسبت داده شده گذشته نشان داد که 79.2 درصد از این رویدادها با در نظر گرفتن فاصله اقلیدسی و 87.5 درصد از این رویدادها با در نظر گرفتن فاصله ماهالانوبیس به درستی به گسل‌ها اختصاص یافتند که نشان از عملکرد خوب روش پیشنهادی این مطالعه با استفاده از فاصله ماهالانوبیس دارد. نتایج حاصل نشان می‌دهند که رویکرد پیشنهادی به مهندسین زمین‌لرزه‌شناسی کمک می‌کند تا با عدم قطعیت کمتری در فرایند تحلیل خطر لرزه‌ای افزون بر تعیین چشمه‌ها، زمین‌لرزه‌ها را به گسل‌ها اختصاص دهند.
کلیدواژه‌ها: خوشه‌بندی فازی، بهینه‌سازی توده ذرات (PSO)، تحلیل خطر لرزه‌ای احتمالی (PSHA)، چشمه‌های لرزه‌ای.
1دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی نقشه برداری و اطلاعات مکانی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران
2استادیار، دانشکده مهندسی نقشه‌برداری و اطلاعات مکانی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران
3محقق، آزمایشگاه مهندسی زمین، دانشکده مهندسی معدن، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران
نویسنده مسئول: رحیم علی‌عباسپور؛ E-mail:abaspour@ut.ac.ir