ارزیابی روش های استخراج اطلاعات فیزیکی ساختمان های تخریب شده ناشی از زلزله و ارائه ی الگوریتمی بر پایه لایه های GIS و سنجش از دور

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 دانشکده فنی دانشگاه تهران

چکیده

زمین لرزه‌ها از بلایای ویرانگر طبیعی تهدید کننده بشر می‌باشند. از جمله مشکلات بعد از وقوع یک زمین لرزه می‌توان به موضوع ارزیابی خسارت اشاره کرد. ناحیه، میزان، نرخ و نوع آسیب، اطلاعات ارزشمندی را به منظور فعالیت‌های بشردوستانه، امداد و بازسازی در منطقه آسیب دیده در اختیار قرار می‌دهد. عوامل اصلی تعیین کننده هزینه کلی یک بحران، هم به لحاظ آسیب‌های اقتصادی و هم به لحاظ تلفات جانی، روشن شدن این مسئله است که با چه سرعتی رویداد مورد پاسخ قرار گرفته و با چه کیفیتی اقدامات واکنشی سازماندهی می‌گردد. تکنیک‌های سنجش از دور بدلیل دارا بودن قابلیت‌هایی از جمله واکنش سریع، عدم تماس فیزیکی، هزینه پایین و دید وسیع، نقش ارزشمندی را در استخراج اطلاعات فیزیکی ساختمان‌ها دارا می‌باشند. امروزه بدلیل دسترسی به انواع داده‌های سنجش از دور، روش‌های متعددی برای ارزیابی خسارت ساختمان‌ها طراحی و گزارش شده است. هدف از این تحقیق، مروری بر این روش‌ها بر مبنای بکارگیری تصاویر نوری در سه دسته: رویکرد تصاویر تک زمانه، چند زمانه و تلفیق داده‌های بُرداری و تصاویر و همچنین ارائه و پیاده‌سازی یک روش خودکار به منظور تعیین ساختمان‌های تخریب شده ناشی از زلزله با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای با قدرت تفکیک بالا و لایه‌های GIS می‌باشد. در روش پیشنهادی، پس از استخراج توصیفگرهای بافتی از تصاویر قبل و بعد از زلزله برای هر ساختمان و تعیین توصیفگرهای بهینه، یک سیستم استنتاج فازی عصبی برای تعیین وضعیت ساختمان‌ها در چهار کلاس «سالم تا تخریب ناچیز»، «تخریب متوسط»، «تخریب سنگین» و «ویران» طراحی شد. نتایج نشان می‌دهد که این سیستم، صحت کلی 89%در دسته بندی ساختمان‌ها به 4 کلاس تخریب را دارا می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of physical data extraction of damaged buildings due to earthquake and proposing an algorithm using GIS and remote sensing layers

نویسندگان [English]

  • Hamid Reza Ranjbar 1
  • Ali Reza Azmoude Ardalan 2
  • Hamid Dehghani 1
  • Mohamad Reza Serajeyan 2
  • Ali Alidousti 1
چکیده [English]

Earthquake is one of the most catastrophic natural disasters to affect mankind. One of the critical problems after an earthquake is building damage assessment. The area, amount, rate, and type of the damage are essential information for rescue, humanitarian and reconstruction operations in the disaster area. On the other hand, to deal with the situation requires well organized and effective emergency planning. How quickly the event is responded and how efficiently response activities are managed are the main determinants of the overall costs of a disaster, both in terms of economic damages and fatalities. Remote sensing techniques play an important role in obtaining building damage information because of their non-contact, low cost, wide field of view, and fast response capacities. Now that more and diverse types of remote sensing data become available, various methods are designed and reported for building damage assessment. This paper provides a comprehensive review of these methods based on using optical images in three categories: mono, multi temporal and combination of images and vector map approach and also implements an automatic damage assessment method of buildings using high resolution satellite images and GIS layers. In this method, after extracting texture features of candidate buildings from both pre- and post-event images and defining optimized features, a neurofuzzy inference system was designed that determines buildings to four damage levels: Undamaged, Moderate damaged, Heavy damaged and Destroyed levels. Evaluation results show that the designed system has the overall accuracy of 89% in classifying buildings to the four damage levels.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Destroyed Buildings
  • Damage Map
  • Texture Analysis
  • genetic algorithm
  • Neurofuzzy Inference system