پهنهبندی ریسک حریق در مناطق شهری با استفاده از روش رگرسیون لجستیک (مطالعه موردی: شهر کاشان)
نویسندگان
1 استادیار گروه علوم محیط زیست، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران
2 استادیار گروه علوم محیط زیست، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران
3 استادیار گروه علوم محیط زیست، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران
4 دانشجوی دکترای محیط زیست – آمایش محیط زیست، دانشکده علوم و فنون دریایی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
doi
10.30495/girs.2022.685583چکیده
پیشینه و هدف مدیریت خطر آتشسوزی یک مسئله جهانی است، جایی که سیاستهای ایمنی شهری باید این موضوع را جدی بگیرند. یکی از زمینه های پژوهش برای کنترل آتش سوزی های شهری، شناسایی نقاط بحرانی آتش سوزی در منطقه است؛ زیرا عدم شناخت کافی این نقاط باعث وقوع و گسترش آتش در مناطق و کاربریهای مختلف، تأخیر در مهار آن و وارد آمدن خسارات مالی و صدمه جانی و همچنین آلودگیهای محیطی را در پی خواهد داشت. پهنهبندی ریسک حریق باهدف بهکارگیری در برنامهریزی و مدیریت در کنترل و حرائق شهری تاکنون در منطقه مطالعاتی این تحقیق موردتوجه نبوده و در قالب طرح تحقیقاتی و مطالعاتی، پژوهشی در این زمینه صورت نگرفته است. هدف از مطالعه حاضر تعیین و شناسایی معیارهای شاخص جهت پهنهبندی ریسک آتشسوزی در منطقه موردمطالعه، ایجاد نقشه خطر آتشسوزی بر اساس روش رگرسیون لجستیک و تطابق با نقشۀ واقعیت آتش و همچنین ارائه برنامههای مدیریتی و مدیریت بحران آتشسوزی در شهر کاشان است.مواد و روش ها مراحل وتکنیکهای مورداستفاده در این تحقیق در شش گام انجام گردید. اولین گام شناسایی معیارها و شاخصهای تأثیرگذار است. با استفاده از مطالعات کتابخانهای، اطلاعات بهدستآمده از مقالات معتبر و همچنین از طریق روش دلفی بهمنظور گردآوری نظر کارشناسان از مقیاس لیکرت استفاده شد. در گام دوم غربالگری معیارها متناسب باهدف انجام گرفت که معیارهای تأثیرگذار در این تحقیق عبارتاند از عوامل آسیبپذیر شامل (تراکم جمعیت، واحدهای صنعتی، تجاری- انبار، ساختمان مرتفع، بافت قدیمی و جایگاه سوخت) و همچنین ظرفیت عوامل کاهش شامل (ایستگاه آتشنشانی، جادهها و شیرهای هیدرانت) است. در گام سوم آمادهسازی دادهها و لایهها جهت تحلیل در سیستم اطلاعات جغرافیایی صورت گرفت. در مرحله بعد به استانداردسازی لایهها با استفاده از منطق فازی پرداخته شد.در ابتدا تابع فاصله (Distance) بر روی معیارها در محیط ادریسی سلوا اجرا گردید تا فاصله از هر پدیده مشخص شود. در ادامه به روش فازی همه معیارهای تعیینشده در بازه صفرتا 255 استاندارد شدند. نوع تابع استفادهشده در رویکرد منطق فازی از نوع خطی (Linear) بوده که انتخاب نوع تابع و آستانهها بر اساس مرور منابع و نظر کارشناسی انجام شد. بهمنظور تحلیل ارتباط فضایی بین حوادث آتش سوزی رخداده در سطح شهر و نقش فاکتورهای مؤثر در وقوع آن تمامی نقاط آتش سوزی 10 سال گذشته در سطح شهر از سال 1389 تا سال 1399 استخراج و به نقشه رستری تبدیل شد. در گام پنجم نقشه خطر آتشسوزی با استفاده از رگرسیون لجستیک تهیه شد که پس از مشخص شدن اعتبار مدل رگرسیون لجستیک با استفاده از شاخصهای تعیینشده، نقشه پهنهبندی ریسک حریق شهر کاشان ترسیم گردید. در گام آخر بهمنظور اعتبار سنجی مدل رگرسیون لجستیک از Chi Square, ROC و Pseudo R Square استفاده شد.نتایج و بحث مزایای استفاده از مدل رگرسیون لجستیک علاوه بر مدلسازی مشاهدهها، امکان پیشبینی احتمال تعلق هر فرد به هریک از سطوح متغیر وابسته و امکان محاسبهی مستقیم نسبت به شانس متغیرها با استفاده از حداکثر درستنمایی بیشینه ضرایب مدل است. همچنین نسبت به سایر تکنیکهای آماری، چند متغیره مانند آنالیز رگرسیون چندگانه و آنالیز تشخیصی، متغیر وابسته میتواند تنها دو متغیر داشته باشد که یکی احتمال وقوع حادثه و دیگری عدم وقوع آن است. بهمنظور تحلیل ارتباط فضایی بین حوادث آتش سوزی رخداده در سطح شهر و نقش فاکتورهای مؤثر در وقوع آن تمامی نقاط آتش سوزی 10 سال گذشته در سطح شهر از سال 1389 تا سال 1399 استخراج و به نقشه رستری تبدیل شد. خروجی مدل رگرسیون لجستیک، ضریبهایی بین صفر و یک دارد که به احتمالات بالاتر از 0.5 ارزش یک (وقوع آتشسوزی) و به احتمالات پایینتر از 0.5 ارزش صفر (عدم وقوع آتشسوزی) میدهد و بدین ترتیب نقشه بولین ریسک تولید میگردد. این احتمال پیشبینیشده در دامنه ۰ تا 1 سبب میشود تغییر لگاریتمی پیوسته باشد و خروجی مدل بهصورت یک نقشه پیشبینی مکانی احتمال تخریب ارائه شود. سپس در معادله رگرسیون لجستیک این لایه بهعنوان متغیر وابسته و پارامترهای مؤثر در پهنهبندی حریق بهعنوان متغیر مستقل معرفی گردید پس از ورود دادهها به مدل آماری رگرسیون لجستیک، با استفاده از پارامترهای مؤثر در نرمافزار IDRISI ، ضرایب مدل، استخراج گردید. پس از مشخص شدن اعتبار مدل رگرسیون لجستیک با استفاده از شاخصهای تعیینشده، نقشه پهنهبندی ریسک حریق شهر کاشان ترسیم گردید. درنهایت منطقه موردمطالعه ازنظر پتانسیل ریسک حریق به 5 کلاس بسیار کم، ریسک کم، متوسط، بسیار زیاد، ریسک زیاد تقسیم گردید. مساحت هر یک از 5 کلاس بهدستآمده به هکتار و درصد به ترتیب 8747.47، 4669.03، 132115، 1116.33، 788.96 هکتار و 90.94، 4.85، 2.19، 1.16، و 0.82 درصد به دست آمد.نتیجه گیری مقدار 0.95 بهدستآمده از راک ROC نشاندهنده همبستگی بسیار بالای بین متغیر مستقل و وابسته است. مقدار شاخص چی دو برابر با 110836.07 است؛ با توجه به اینکه مقدار آن بسیار بیشتر از مقدار آستانه تعیینشده است درنتیجه فرض صفر تمام ضرایب نیز رد میگردد. مقدار آزمودن PR2 در این پژوهش 0.47 می باشد، بنابراین مدل رگرسیون لجستیک برازش قابل قبولی را داشته است.