طراحی و توسعۀ سیستم مکان مبنای تخمین آسیب زلزله در منطقۀ کلان‌شهری تهران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکترای جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری دانشگاه سیستان و بلوچستان

2 کارشناس ارشد مهندسی عمران-نقشه‌برداری گرایش سیستم‌های اطلاعات مکانی دانشکده فنی دانشگاه تهران

3 دانشجوی دکترای جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری دانشگاه خوارزمی

4 کارشناس نقشه‌برداری دانشکدۀ فنی نقشه‌برداری سازمان جغرافیایی

چکیده

سرعت امدادرسانی در ساعات اولیه پس از یک زلزلۀ بزرگ، نقش بسیار زیادی در کاهش تلفات زلزله در یک منطقۀ شهری دارد. در این پژوهش طراحی و پیاده‌سازی یک سیستم تخمین آسیب لرزه‌ای در محیط GIS به‌عنوان راهکار پیشنهادی برای تسریع امدادرسانی مطرح شد. مستندات طراحی سیستم مورد نظر شامل دو ماژول تخمین خطر و آسیب زلزله به‌عنوان ابزاری در محیط ArcGIS ارائه شد و پیاده‌سازی نیز با استفاده از زبان برنامه‌نویسی پایتون در این محیط انجام شده است. ماژول خطر بیشینۀ شتاب و شدت را در یک شبکه از نقاط در اثر زلزله با مدل‌های تجربی تخمین می‌زند. با نقشۀ حاصل از این ماژول می‌توان شهرها را در یک مقیاس کوچک از لحاظ معرضیت خطر زلزله اولویت‌بندی کرد. ماژول آسیب با ورود ویژگی‌های سازه و با استفاده از تابع آسیب‌پذیری میزان آسیب وارد به سازه را محاسبه می‌کند. سیستم برای چهار سناریوی محتمل برای منطقۀ کلان‌شهری تهران اجرا شد و نتایج نشان داد که با یک پلتفرم با مشخصات سخت‌افزاری معمولی در کمتر از یک ساعت می‌توان مناطق آسیب‌دیده در این منطقۀ کلان‌شهری را تشخیص داد. این نقشه‌ها در دو مرحلۀ اقدامات کاهشی پیش از زلزله و امدادرسانی پس از زلزله کاربرد بسیار مؤثری خواهند داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Development of Location System Based on Earthquake Damage Estimation in Tehran in ArcGIS

نویسندگان [English]

  • Seyed Ahmad Hoseini 1
  • Ali Ramazani 2
  • Iliya Lali Niat 3
  • Seyed Vafa Hosseini Nejad 4
چکیده [English]

The speed of relief in the early hours after a major earthquake plays a huge role in reducing earthquake casualties in an urban area. In this study, the design and implementation of a seismic damage estimation system in GIS environment was proposed as a proposed solution to accelerate relief. The design documentation for the system, including two earthquake risk and damage assessment modules, was presented as a tool in the ArcGIS environment, and the implementation was performed using the Python programming language in this environment. The risk module estimates the maximum acceleration and intensity in a network of earthquake points with experimental models. With the resulting map, cities can be prioritized on a small scale in terms of earthquake risk. The damage module calculates the amount of damage to the structure by entering the properties of the structure and using the vulnerability function. The system was implemented for four possible scenarios for the metropolitan area of ​​Tehran and the results showed that with a platform with typical hardware specifications in less than an hour, the damaged areas in this metropolitan area can be identified. These maps will be very effective in two phases of pre-earthquake mitigation and post-earthquake relief.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Damage Estimation
  • Earthquake
  • GIS
  • Relief
  • Crisis Management
ابراهیم زاده، عیسی؛ کاشفی‌دوست، دیمن؛ حسینی، احمد. (1397). ارزیابی تاب‌آوری کالبدی شهر در برابر زلزله (نمونۀ موردی: شهر پیرانشهر)، مجلۀ مخاطرات طبیعی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، دورۀ هشتم،­شمارۀ 20، صص­146-131.https://jneh.usb.ac.ir/article_4001_b471766ecd0a1761302263e3dc66e0f9.pdf
احدنژاد روشتی، محسن؛ روستایی، شهریور؛ کاملی‌فر، محمدجواد. (1394). ارزیابی آسیب پذیری شبکۀ معابر شهری در برابر زلزله با رویکرد مدیریت بحران، مطالعۀ موردی: منطقۀ یک شهر تبریز، فصلنامۀ علمی-پژوهشی اطلاعات جغرافیایی (سپهر)، سازمان جغرافیایی، دورۀ بیست و چهارم، شمارۀ 95، صص 37-50.http://ensani.ir/file/download/article/20160405114914-9987-210.pdf
 
Abdalla, R., & Esmail, M. (2019). WebGIS for disaster management and emergency response. Springer.https://citations.springernature.com/book?doi=10.1007/978-3-030-03828-1
Akbulut, F., Gerdan, S. (2016). An Evaluation of the Infrastructure of Kocaeli Metropolitan Municipality Information Technologies (IT) in Terms of Disaster Management. Academic Journal of Information Technology (AJIT-E), 7(22), 29-42.DOI: 10.5824/1309-1581.2016.1.002.x.
Andharia, J. (2020). Blurred Boundaries, Shared Practices: Disaster Studies as an Emerging Discipline and Disaster Management as a Field of Practice. In Disaster Studies (pp. 33-76). Springer, Singapore.https://www.springer.com/gp/book/9789813293380  
ASCE (American Society of Civil Engineers). (2016). Minimum design loads and associated criteria for buildings and other structures. ASCE standard ASCE/SEI 7–16 (in preparation). Reston, VA: American Society of Civil Engineers.http://aghababaie.usc.ac.ir/files/1507119345439.pdf
Berberian, M. (2014). Earthquakes and coseismic surface faulting on the Iranian Plateau. Elsevier, Volume 17, Pages 2-714.https://www.sciencedirect.com/bookseries/developments-in-earth-surface-processes/vol/17/suppl/C
Bilir, S. (2009). Bir Afet Bilgi ve Meteorolojik Erken Uyarı Sistemi Projesinde Üç Boyutlu Görselleştirme (Doctoral dissertation, Fen Bilimleri Enstitüsü).https://polen.itu.edu.tr/handle/11527/1728
Bozorgnia, Y., Abrahamson, N. A., Atik, L. A., Ancheta, T. D., Atkinson, G. M., Baker, J. W., ... & Youngs, R. (2014). NGA-West2 research project. Earthquake Spectra, 30(3), 973-987.https://doi.org/10.1193/072113EQS209M
D’Alessandro, A. (2016), Tiny accelerometers create Europe’s first urban seismic network, Eos, 97.doi:10.1029/2016EO048403. Published on 17 March 2016.
Demirci, A., & Karakuyu, M. AFET YÖNETİMİNDE COĞRAFİ BİLGİ TEKNOLOJİLERİNİN ROLÜ/ (2014), The Role of Geographic Information Technologies on Disaster Management. Doğu Coğrafya Dergisi, 9(12).https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/26637
Erden T, Coskun MZ (2010) Multi-criteria site selection for fire services: the interaction with analytic hierarchy process and geographic information systems. Nat Hazards Earth Syst Sci 10(10):2127.https://nhess.copernicus.org/articles/10/2127/2010/nhess-10-2127-2010.pdf
Gerdan, S. (2018). GIS-based Decision-Support System Applications in Disaster Management. Journal of Management & Economics, 25(3), PP 961-979.DOI:10.18657/yonveek.306383
Greene, R. W. (2002). Confronting catastrophe: A GIS handbook. ESRI, Inc.https://www.amazon.com/Confronting-Catastrophe-Handbook-R-Greene/dp/1589480406
Izanloo, F., & Yahyaabadi, A. (2018). Determination of Structural Fragility Curves of Various Building Types for Seismic Vulnerability Assessment in the Sarpol-e Zahab City. Journal of Seismology & Earthquake Engineering, 20(3).https://www.sid.ir/FileServer/JE/86020180301.pdf
JICA, C. (2000). The study on seismic microzoning of the Greater Tehran Area in the Islamic Republic of Iran. Pacific Consultants International Report, OYO Cooperation, Japan, 291-390.https://openjicareport.jica.go.jp/pdf/11611761_01.pdf
Karimzadeh, S., Feizizadeh, B., & Matsuoka, M. (2017). From a GIS-based hybrid site condition map to an earthquake damage assessment in Iran: Methods and trends. International journal of disaster risk reduction, 22, 23-36.DOI: 10.1016/j.ijdrr.2017.02.016
Mohanty, W. K., Mohapatra, A. K., Verma, A. K., Tiampo, K. F., & Kislay, K. (2016). Earthquake forecasting and its verification in northeast India. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 7(1), 194-214.https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19475705.2014.883441
Nyimbili, P.H., Erden, T., )2018(. Spatial decision support systems (SDSS) and software applications for earthquake disaster management with special reference to Turkey. Nat. Hazards 90, 1485–1507.https://doi.org/10.1007/s11069-017-3089-7.
Ostadtaghizadeh, A., Ardalan, A., Paton, D., Jabbari, H., & Khankeh, H. R. (2015). Community disaster resilience: A systematic review on assessment models and tools. PLoS currents, 7.‏
Sadeghi, M., Ghafory-Ashtiany, M., & Pakdel-Lahiji, N. (2015). Developing seismic vulnerability curves for typical Iranian buildings. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part O: Journal of Risk and Reliability, 229(6), 627-640.https://doi.org/10.1177/1748006X15596085
Scawthorn, C., & Chen, W. F. (Eds.). (2002). Earthquake engineering handbook. CRC press.https://doi.org/10.1201/9781420042443
Sharma, A.K., Parkash. S., Joshi, V., (2016), Geographical Information Systems for Disaster Response and Management, IEEE Workshop on Distributed Systems for Coordinated Disaster Management. At Kolkata, India.https://www.academia.edu/20081132/Geographical_Information_Systems_for_Disaster_Response_and_Management
Tafti, M. F., Hosseini, K. A., & Mansouri, B. (2020). Generation of new fragility curves for common types of buildings in Iran. Bulletin of Earthquake Engineering, 3079–3099.https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10518-020-00811-5
Tavakoli, B., & Favakoli, A. (1993). Estimating the vulnerability and loss functions of residential buildings. Natural hazards, 7(2), 155-171.http://bases.bireme.br/cgi-bin/wxislind.exe/iah/online/?IsisScript=iah/iah.xis&src=google&base=DESASTRES&lang=p&nextAction=lnk&exprSearch=10173&indexSearch=ID
Thomas DS, Cutter SL, Hodgson M, Gutekunst M, Jones S (2003) Use of spatial data and geographic technologies in response to the September 11th terrorist attack on the World Trade Center. Beyond September 11th: an account of post-disaster research, pp 147–62.https://hazards.colorado.edu/uploads/basicpage/QR%20153.pdf
Yomralıoğlu, T. (2000). Coğrafi Bilgi Sistemleri: Temel Kavramlar ve Uygulamalar. Akademik Kitabevi, Trabzon.https://silo.tips/downloadFile/coraf-blg-sstemler-temel-kavramlar-ve-uygulamalar