رتبه‌بندی مناطق مسکونی شهری در برابر مخاطرات زمین‌لرزه با استفاده از روش‌های آنتروپی شانون و تاپسیس (مطالعۀ موردی: شهر آمل)

نوع مقاله : پژوهشی کاربردی

نویسندگان

1 استادیار دانشکدۀ مهندسی نقشه‌برداری و اطلاعات مکانی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران

2 دانشجوی دکتری اکتشاف معدن، دانشکدۀ مهندسی معدن، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران

چکیده

در این پژوهش، از روش­های آنتروپی شانون و تاپسیس برای رتبه‌بندی مناطق مسکونی شهری در برابر خطر زمین‌لرزه استفاده شد. بدین منظور، به‌صورت موردی در 27 ناحیه از شهرستان آمل در استان مازندران، هشت متغیر شامل انرژی آزادشدۀ زمین‌لرزه‌های 20 سال اخیر برحسب تن TNT به‌ازای هر ناحیه، کیفیت ابنیه و ساختمان‌ها، تراکم مسکونی، تراکم ساختمانی، تراکم جمعیت، نفوذ‌پذیری شبکۀ معابر، فضای باز شهری و عمق آب زیرزمینی بررسی شد. این متغیرها با استفاده از روش­های آنتروپی شانون و مدل تصمیم‌گیری چندشاخصۀ تاپسیس، براساس نزدیکی به ایدئال آسیب‌پذیری رتبه‌بندی شدند. در محاسبۀ انرژی آزادشدۀ زمین‌لرزه‌های 20 سال اخیر از داده‌های دقیق مؤسسۀ ژئوفیزیک دانشگاه تهران استفاده شد، اما این مقادیر به‌دلیل کوتاه بودن دورۀ زمانی الزاماً گویای لرزه‌خیزی منطقه نبود و به همین علت وزن کمتری به این فاکتور اختصاص داده شد. در ادامه رتبه‌های به‌دست‌آمده از این تحلیل به نقشۀ شهر اضافه شده و ناحیه‌های شهری به بخش‌های دارای آسیب‌پذیری خیلی زیاد تا خیلی کم تقسیم شدند و نقشۀ پهنه‌بندی آسیب‌پذیری شهر تهیه شد. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که ناحیه‌های مرکزی 24، 13، 18، 10 و 12 آسیب‌پذیری خیلی زیاد و ناحیه‌های 19، 17، 14و 16 آسیب‌پذیری زیادی در برابر زمین‌لرزه دارند. بر همین اساس، ناحیه‌های 15، 21، 2، 6، 22، 25، 11، 20، 27 و 4 آسیب‌پذیری متوسط، ناحیه‌های 26، 9، 23، 3، 1 و 5 آسیب‌پذیری کم و ناحیه‌های 8 و 7 آسیب‌پذیری خیلی کمی در برابر زلزله دارند.

کلیدواژه‌ها


[1].       حسین‌پور میل‌آغاردان، امین؛ و علی عباسپور، رحیم (1393). «بهبود نتایج پیش‌بینی وقوع زمین‌لغزش با استفاده از تئوری انتروپی شانون»، مدیریت مخاطرات محیطی، دورۀ 1، شمارۀ 2، ص 268-253.
[2].       سرور، هوشنگ؛ و کاشانی اصل، امیر (1395)، "آسیب‌پذیری کالبدی شهر اهر در برابر بحران زمین‌لرزه"، فصلنامۀ آمایش محیط، دورۀ 9، شمارۀ 34. ص 108-87.
[3]. Akay Ünvan, Yüksel (2020). “Financial Performance Analysis of Banks with Topsis and Fuzzy Topsis Approaches”, Gazi University Journal of  Science, DOI: 10.35378/gujs.730294, ISBN: 2147-1762.
[4]. Amadi, P.O.; Ikot, Akpan, N.; Thompson Ngiangia, Alalibo; Okorie, U.S.; & Rampho, Gaotsiwe, J. (2020). “Shannon entropy and Fisher information for screened Kratzer potential”, International Journal of Quantum Chemistry, DOI: 10.1002/qua.26246, ISBN: 0020-7608.
[5]. Ari, Nükhet; Hankir, Mahmoud; Samak, Omar; & Topçu, Tümay (2020). “Facility Location Selection Using AHP and TOPSIS”, In Book, DOI: 10.13140/RG.2.2.22879.07849.
[6]. Badawy, Ahmed; Korrat, Ibrahim; Mahmoodi, Hadid; & Gaber, H. (2015). “Probabilistic earthquake hazard analysis for Cairo, Egypt”, Journal of Seismology, 20(2), DOI: 10.1007/s10950-015-9537-5.
[7]. Bayrak, Erdem;  Yılmaz, Şeyda ; & Bayrak, Yusuf  (2016). “Earthquake hazard analysis for the different regions in and around Ağrı”, International Conference on Advances in Natural & Applied Sciences conference, DOI: 10.1063/1.4945830.
[8]. Boltürk, Eda (2020). “AS/RS Technology Selection Using Spherical Fuzzy TOPSIS and Neutrosophic TOPSIS”, In book: Intelligent and Fuzzy Techniques in Big Data Analytics and Decision Making, pp: 969-976, DOI: 10.1007/978-3-030-23756-1_115, ISBN: 978-3-030-23755-4.
[9]. Firgiawan, W; Zulkarnaim, N; & Cokrowibowo, S (2020). “A Comparative Study using SAW, TOPSIS, SAW-AHP, and TOPSIS-AHP for Tuition Fee (UKT)”, IOP Conference Series Materials Science and Engineering, DOI: 10.1088/1757-899X/875/1/012088, ISBN: 1757-899X.
[10].            Fortune, Timothy; & Sang, Hailin (2020), “Shannon entropy estimation for linear processes”, Journal of Risk and Financial Management, v2, pp: 82-89.
[11].            Halicka, Katarzyna (2020). “Technology Selection Using the TOPSIS Method”, Foresight and STI Governance (Foresight-Russia till No. 3/2015), National Research University Higher School of Economics, vol. 14(1), pp: 85-96.
[12].            Hanlon, Robert, T. (2020), “Shannon: entropy and information theory”, In book: Block by Block: The Historical and Theoretical Foundations of Thermodynamics, pp: 596-606, DOI: 10.1093/oso/9780198851547.003.0043, ISBN: 9780198851547.
[13].            Jena, Ratiranjan; & Pradhan, Biswajeet (2020). “Integrated ANN-cross-validation and AHP-TOPSIS model to improve earthquake risk assessment”, International Journal of Disaster Risk Reduction, DOI: 10.1016/j.ijdrr.2020.101723, ISBN: 2212-4209.
[14].            Kumar Tiwari, Rohit; & Kumar, Rakesh (2020). “G-TOPSIS: a cloud service selection framework using Gaussian TOPSIS for rank reversal problem”, The Journal of Supercomputing, DOI: 10.1007/s11227-020-03284-0, ISBN: 0920-8542.
[15].            Liu, Yanwu;  Li, Liang; Tu, Yan; & Mei, Yanlan (2020). “Fuzzy TOPSIS-EW Method with Multi-Granularity Linguistic Assessment Information for Emergency Logistics Performance Evaluation”, Symmetry, 12(8):1331, DOI: 10.3390/sym12081331, ISBN: 2073-8994.
[16].            Luukka, Pasi (2020). “N—ary norm operators and TOPSIS”, 2020 IEEE International Conference on Fuzzy Systems, DOI: 10.1109/ FUZZ48607. 2020.9177580.
[17].            Mayang Sari, Anggun; & Fakhrurrozi, A. (2018). “Earthquake Hazard Analysis Methods: A Review”, IOP Conference Series Earth and Environmental Science, 118(1):012044, DOI: 10.1088/1755-1315/118/1/012044.
[18].            Mieszkowicz-Rolka, Alicja; & Rolka, Leszek (2020). "Preference-Oriented Fuzzy TOPSIS Method", In book: Intelligent and Fuzzy Techniques: Smart and Innovative Solutions, pp: 758-766, DOI: 10.1007/978-3-030-51156-2_88, ISBN: 978-3-030-51155-5.
[19].            Nasution, Nurliana; Widi Bhawika, Gita; Wanto, Anjar; Sri Rahayu Ginantra, Ni Luh Wiwik;  Afriliansyah, Teuku (2020). “Smart City Recommendations Using the TOPSIS Method”, IOP Conference Series Materials Science and Engineering, DOI: 10.1088/1757-899X/846/1/012028, ISBN: 1757-899X.
[20].            Ramya, Sakkeri; & Devadas, V. (2019). “Integration of GIS, AHP and TOPSIS in evaluating suitable locations for industrial development: A case of Tehri Garhwal district, Uttarakhand, India”, Journal of Cleaner Production, 238:117872, DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.117872.
[21].            Ranjbar, Hamid Reza; & Nekooie, Mohammad Ali (2020). “An improved hierarchical fuzzy TOPSIS approach to identify endangered earthquake-induced buildings”, Engineering Applications of Artificial Intelligence, 76:21-39, DOI: 10.1016/j.engappai.2018.08.007, ISBN: 0952-1976.
[22].            Rohm, Kristen; & Solouki Bonab, Vahab; & Manas-Zloczower, Ica (2020), “Quantitative evaluation of mixing using a refined Shannon entropy”, Composites Science and Technology, 197:108276, DOI: 10.1016/j.compscitech.2020.108276, ISBN: 0266-3538.
[23].            Ruitenbeek, F.J.A. van; Goseling, Jasper; Bakker, Wim, H.; & Hein, Kim (2020). “Shannon Entropy as an Indicator for Sorting Processes in Hydrothermal Systems”, Entropy, 22(6):656, DOI: 10.3390/e22060656, ISBN: 1099-4300.
[24].            Saha, Subhasish; & Jose, Jobin (2020). “Shannon entropy as a predictor of avoided crossing in confined atoms”, International Journal of Quantum Chemistry, DOI: 10.1002/qua.26374, ISBN: 0020-7608.
[25].            Silva, Marcela do Carmo; Gomes, Carlos Francisco Simões; & Souza, Reinaldo Castro (2020). “TOPSIS-2NE’s Proposal”, International Journal of Fuzzy Systems, volume 22, pp: 1118–1122, DOI: 10.1007/s40815-020-00871-4, ISBN: 1562-2479.