ارائه روشی دانش‏ پایه جهت وزن‏دهی درون لایه‏ ای به منظور تعیین مسیر بهینه با استفاده از سامانه‏ های اطلاعات مکانی (GIS) (مطالعه موردی: محور ایلام- حمیل)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی‏ ارشد مهندسی عمران - راه و ترابری، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد زنجان

2 عضو هیأت علمی دانشگاه زنجان

3 کارشناس ارشد گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی،واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه

چکیده

لحاظ نمودنمعیارهایصحیحوجامعدرمرحلهتعیین مسیرمی‏ تواند نقشعمده‏ ایرا درکاهشهزینه‏ هایاقتصادی،افزایشایمنی و دسترسی جاده‏ ها و حفظ محیط زیست ایفا نماید. بدین منظوردرتحقیق حاضر،عوامل متعددی مانند مدل ارتفاعی زمین، پوشش اراضی، اطلاعات مراکزجمعیتی و گردشگری، میزان آفتاب‏گیربودن مسیر درفصول سرد،نحوه توزیع رودخانه‏ هاوخطوطگسلجهتمسیریابیبهینهدرمسیرایلام - حمیلدرنظرگرفتهشد. بهمنظورتعیینهزینهدرونلایه‏ اییک روشدانش ‏پایهپیشنهادشدهکهبراساسآنبرایهریکازلایه‏ هامتناسبباویژگی‏ هاونحوهتأثیرآندرتأمینهدف،یکتابعهزینهلحاظ شدهاست. مزیتاصلیاینروشوزن‏دهیاستکهتغییراتهزینهدربازه‏ هایاطلاعاتیموجوددرهریکازلایه‏ هاصرفاًخطینبودهوویژگی‏ هایآنلایهاطلاعاتیدرتعریفتابعهزینهلحاظشدهاست. درادامهجهتوزن‏دهیبینلایه‏ ایازمقایسهدوتاییوتحلیلAHPبااستفادهازنظراتکارشناساناستفادهشدهاست. باتلفیقلایه‏ هابه روشهمپوشانیشاخص،کوتاهترینمسیرباتأمینکمترینهزینهباسهمتغیریاوریانتمختلفپیاده‏ سازیگردید. دروریانتاولوزن‏دهیدرونلایه‏ ایبراساسروش‏ هایرایج (بهصورتخطی) لحاظشدهاست. دروریانت دومتنهاازمعیارشیبجهتتعیینمسیراستفادهشد. روشپیشنهادیوزن‏دهیدانش‏ پایهنیزدروریانتسومبادرنظرگرفتنتماممعیارهااعمالگردید.براساسنتایج،درتعیینمسیراحداثشدهبهعواملیمانندفاصلهازخطوط گسلورودخانه‏ ها،دسترسیبهمراکزجمعیتیوگردشگریتوجهکمتریشدهومعیاراصلیدرمسیریابیتنهاتوپوگرافیمنطقهبودهاست. همچنینطولمسیردرهرسهوریانتازطولمسیراحداثشدهکمترمی‏ باشد. بهطورکلیمسیرحاصلازاعمالوزن‏دهیدانش ‏پایهوضعیتمناسب تریرادرتأمینمعیارهایمختلفنسبتبهمسیراحداثشدهوهمچنیندووریانت دیگردارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Knowledge-based Approach to Inter-layer Weighting for Optimal Route Location using Geospatial Information System (GIS) (Case study: Ilam-Homeil road)

نویسندگان [English]

  • Meisam Rostami 1
  • Ramin Kiamehr 2
  • Ramin Bayat 3
1 MSc student in civil engineering, civil engineering faculty, Islamic Azad University of Zanjan
2 Associate professor, civil engineering faculty, University of Zanjan
3 Msc in civil engineering, college of engineering, Kermanshah Branch, Islamic Azad University
چکیده [English]

Considering theproper and comprehensive criteria at the route locating stage can play a major role in reducing economiccosts, increasing safety and accessibility to roads and preserving the environment. For this purpose,several parameters such as Ground Elevation Model, land cover, demographic and tourism information, how sunny the roads are during cold seasons, distribution of rivers and fault lines were considered for optimal routing of the Ilam-Homeil road in this research. In order to determine the inter-layer cost, a knowledge-based approach was proposed based on which, a cost function was considered for each of the layers in accordance with its characteristics and its way of influence on providing the goal. The main advantage of this approach isthat the cost variations are not merely linear for the existing data intervals in each one of the layers, and the characteristics of corresponding layer areincluded in the definition of relevant cost function. Next, the pair-wise comparison and Analytical Hierarchy Process (AHP) wereused, taking advantage of the experts’ opinions, for inter-layer weighting. Accordingly, the shortest routewas implemented throughcombining layers and the method of overlapping index by providing the lowest cost with 3 variables or different variants. In the first variant, the common methods (linearly) were used for inter-layer weighting. In the second variant, the only criterion used for determining the route was the slope criterion. The proposed method of knowledge-based weighting was applied in the third variant, taking into account all the criteria. Based on the results, less attention has been paid to factors such as distance from the fault lines and the rivers, access to population centers and tourist area in determining the constructed route, and the main criterion in routing has been the topography of the region alone. Also, the length of the route in all of the three variants is less than the length of the constructed route. In general, the route resulted from the application of knowledge-based weighting has a better statusin providing different criteria than the constructed route, as well as the two other variants.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geospatial Information System (GIS)
  • Route Location
  • Knowledge-based Weighting
  • Ilam-Homail Road

1- ابراهیمی ‏پور، احمدرضا و همکاران، 1385، مسیریابی خطوط لوله انتقال آب با استفاده از GIS، مجموعه مقالات همایش سیستم ‏های اطلاعات مکانی 85 (GIS 85).

2- اکبری، الهه، 1388. استخراج رفتار مکانی پدیده‌های وابسته به عوامل جغرافیایی (مطالعه‌ی موردی بیماری انگلی لیشمانیوز احشایی در منطقه‌ی کلیبر)، پایان‏ نامه کارشناسی ‏ارشد، دانشگاه تبریز.

3- حجازی، سید جعفر و همکاران، 1385، طراحی مسیر بهینه امدادرسانی حمل و نقل جاده‏ای در محیط GIS (بر مبنای نقاط حادثه‏ خیز)، مجموعه مقالات همایش سیستم‏ های اطلاعات مکانی 85 (GIS 85).

4- حسینی، سید عطاالله، 1382، برنامه ‏ریزی شبکه‏ راه‏ های جنگلی با استفاده از فن‏آوری سامانه اطلاعات جغرافیایی در جنگل خیرود کنار نوشهر، رساله دکتری، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس.

5- رضایی، س.، 1380، طراحی اتوبان تهران-شمال با استفاده از تصاویر ماهواره‏ ای و سیستم ‏های اطلاعات مکانی، پایان‏ن امه کارشناسی‏ ارشد، دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی.

6- شیخ ‏کاظمی، شهاب، 1379، رعایت اصول زیست ‏محیطی در تعیین مسیرها به روش خودکار با استفاده از GIS، پایان ‏نامه کارشناسی‏ ارشد، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران.

7- صاحب زمانی،پرستو، 1381، انتخاب مسیر بهینه خطوط راه‏ آهن با استفاده از سیستم ‏های اطلاعات مکانی (GIS)، پایان‏ن امه کارشناسی‏ ارشد، گروه مهندسی نقشه ‏برداری و ژئوماتیک، دانشکده فنی، دانشگاه تهران.

8- صفرپور، شمس ‏الدین، 1380، شناسایی و تعیین مسیر احداث جاده با استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) (پژوهش موردی جاده لار-بریز در استان فارس)، پایان ‏نامه کارشناسی ‏ارشد، گروه سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه تربیت مدرس.

9- نقیبی، فریدون، 1381، مسیریابی بهینه خطوط لوله نفت و گاز به کمک سیستم ‏های اطلاعات مکانی (GIS)، پایان ‏نامه کارشناسی ‏ارشد، گروه مهندسی نقشه‏ برداری و ژئوماتیک، دانشکده فنی، دانشگاه تهران.

10-  Anavberokhai, I. (2008). “ Introducing GIS and Multi-criteria analysis in road path planning process in Nigeria”, A case study of Lokoja, Kogi State .29,1-13.

11- Dell’Acqua, G., (2012). Using Fuzzy Inference Systems to Optimize Highway Alignments.  International Journal for Traffic and Transport Engineering , Volume 2(1), 44-59.

12 - Dell’Acqua, G., De Luca, M., and Russo F.,  (2012). Decision Support System to Pave or Not to Pave Using Cluster Analysis and Multicriteria Analysis. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board. Record Number: Geology and Properties of  Earth Materials 2012, Transportation Research Board of the National Academies, Washington D.C., pp. 13.

13 - Djenalieve, A. (2007). “Multicriteria decision making and GIS for railroad planning in Kyrgyzstan”, Master of Science thesis in geoinformatics. Supervisor: Hans Hauska.

14- Duran-Fernandez, R., Santos, G. (2014).  A GIS model of the National Road Network in Mexico. Research in Transportation Economics 46 (2014), 36-54.

15- Eastman , J.R , Kyem , P.A. and Toledano, K. (1993) . GIS and Decision Making . 1 edition . UNITAR.

16-  Feldman, S.C., and Pelletier, R. (1995).  “A prototype for pipeline routing using remotely sensed data and geographic information system analysis”, Remote Sensing of Environment, 53: 123-131.

17 - Malczewski , J. (1999). GIS and Multi Criteria Decision Analysis. 1th edition. John Wiley & Sons INC.NOAA, 2014, “Solar position calculator”, Source: http://www.esrl.noaa.gov/gmd/grad/solcalc/azel.html, September 2014.

18- Porker, A. (1996). “Rural highway route corridor selection”, Transportation planning and Technology, Vol: E., pp. 247-256.

19 - Saaty, T.L. (1990). “How to make a decision: The Analytic Hierarchy Process”, European Journal of Operational Research 48: 9−26.

20 - Wang, Y.A. and Yue, T.X. (2004). “A simulation of Shandong province population density distribution that is based on grid generation methods”, Journal of Qufu Normal University. 30(3): pp. 91–93.