مهندسی زلزله

عنوان : توسعه مدلی مبتنی بر فناوری سنجش از دور (اپتیکی) به منظور برآورد خسارت ساختمانها در برابر زلزله

تعداد صفحات :111

فرمت : ورد قابل ویرایش

چکیده

رخداد زلزله به دلیلی ماهیت غیرقابل پیش بینی بودن آن می تواند باعث خسارات مالی و تلفات جانی فراوانی بویژه در مناطق شهری شود. به منظور اثربخشی فرآیند مدیریت بحران پس از رخداد زلزله، نیاز مبرمی به نقشه تخریب است که در آن میزان تخریب ساختمان ها نشان داده شده باشد. هدف از انجام تحقیق حاضر، ارایه روشی کارآمد برای تولید نقشه تخریب می باشد. منابع مورد استفاده در این تحقیق، تصاویر ماهواره ای منطقه زلزله زده مربوط به قبل و بعد از زلزله و نیز داده های کمکی موجود می باشد. جهت شروع تحقیق ابتدا یک مرحله پیش پردازش که شامل هم مختصات سازی و تلفیق تصاویر است، انجام می شود. سپس با استفاده از داده های کمکی، سقف ساختمان ها در ناحیه مورد مطالعه از تصاویر استخراج می شود. به دلیل قابلیت بالای ویژگیهای بافتی در تعیین میزان تخریب ساختمان ها، ویژگی های بافتی مرتبه دوم هارالیک از تصاویر استخراج شدند. در ادامه با کمک الگوریتم ژنتیک، تعداد سه شاخص از میان شاخص های بافتی به عنوان شاخصهای بافتی بهینه استخراج گردیدند. تابع شایستگی مورد استفاده در الگوریتم ژنتیک، ضریب کاپای حاصل از طبقه بندی SVM می باشد. سپس با استفاده از الگوریتم طبقه بندی نظارت شده SVM و شاخصهای بافتی بهینه انتخاب شده، سقف ساختمان های موجود در سه کلاس سقف پابرجا، سقف نیمه فروریخته و سقف فروریخته طبقه بندی شدند و درصد پیکسل های هر کلاس برای هر سقف به عنوان ورودی های سیستم استنتاج فازی محاسبه شد. برای تصمیم گیری در مورد وضعیت ساختمان از لحاظ میزان تخریب، از سیستم استنتاج فازی با موتور استنتاجی ممدانی استفاده شد. مجموعه قواعد فازی با بهره گیری از تقابل درصد وجود پیکسل های هر کلاس در سقف ساختمان با نقشه تخریب مرجع موجود در داده های کمکی ایجاد شدند. اطلاعات بدست آمده در مرحله قبل برای تعداد 11294 ساختمان موجود در ناحیه مورد مطالعه وارد سیستم استنتاج فازی شدند و نقشه تخریب برای چهار حالت تولید شد. در ارزیابی دقت روش پیشنهادی در تحقیق حاضر با استفاده از مقایسه نقشه تخریب حاصل با نقشه تخریب مرجع،میزان دقت برای چهار حالت به ترتیب 61 درصد، 73 درصد، 76 درصد و 89 درصد بدست آمد. در پایان نتیجه گیری انجام شد و همچنین پیشنهاداتی برای بهبود روش تعیین میزان تخریب ساختمان ها ارایه گردید.

1- فصل اول:کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

1-2- بیان مسئله و ضرورت انجام تحقیق

1-3- سوالات تحقیق

1-4- اهداف تحقیق

1-5- ساختار تحقیق

2- فصل دوم : مرور تحقیقات پیشین در زمینه تعیین تخریب ساختمان ها

2-1- ‏‏مقدمه

2-2- مروری بر روشهای پیشین در تعیین تخریب ساختمانها پس از رخداد زلزله

2-2-1- روش های موجود از دیدگاه نوع داده های مورد استفاده

2-2-2- روش های موجود از دیدگاه روش تعیین میزان تخریب

2-3- آنالیز بافت

2-3-1- ویژگی های بافتی آماری

2-4- مروری بر یافتن ویژگی های بافتی (باندهای) بهینه

2-4-1- الگوریتم ژنتیک (GA)

2-5- طبقه بندی تصاویر

2-5-1- طبقه بندی الگوریتم ماشین بردار(SVM)

2-6- مروری بر مدل نقشه تخریب

2-6-1- بکارگیری سیستم فازی جهت تصمیم گیری در مورد وضعیت ساختمان ها

2-7- جمع بندی تحقیقات پیشین

3- فصل سوم: روش پیشنهادی تحقیق

3-1- مقدمه

3-2- مراحل انجام تحقیق

3-2-1- جمع آوری داده های مورد مطالعه

3-2-2- آماده سازی داده ها

3-2-3- استخراج ویژگی های بافتی

3-2-4- یافتن ویژگی های بافتی (باندهای) بهینه با استفاده از GA و SVM

3-2-5- طبقه بندی سقف ساختمان ها

3-2-6- طراحی سیستم فازی جهت تصمیم گیری وضعیت ساختمان ها

3-2-7- نقشه تخریب

3-2-8- ارزیابی و برآورد دقت الگوریتم پیشنهادی تحقیق

3-3- نرم افزارهای مورد استفاده

4- فصل چهارم: پیاده سازی

4-1- مقدمه

4-2- منطقه مورد مطالعه و پیش پردازش داده ها

4-3- استخراج سقف ساختمان ها

4-4- استخراج ویژگی های بافتی

4-5- استخراج ویژگی های بافتی بهینه با استفاده از الگوریتم ترکیبی SVM-GA

4-6- طبقه بندی سقف ساختمان ها با الگوریتم SVM

4-7- طبقه بندی کلاس های تخریب بر اساس منطق فازی

4-7-1 توابع عضویت و فازی سازی

4-7- استنتاج فازی

4-8- تولید نقشه تخریب

4-9- برآورد دقت

5- فصل پنجم: جمع بندی و پیشنهادات

5-1- جمع بندی

5-2- پیشنهادات

مراجع

چکیده انگلیسی