سامانه مدیریت نشریات علمی دانشگاه شهید بهشتی

پورصابر, محمد رضا, اریکی, یاسوُ, امیدیان, پدرام, تحریری, محمد حسین. (1404). ارزیابی شدت اثرات زیست محیطی سونامی با استفاده از روش شی‌گرا به کمک سیستم‌های سنجش از دور در محیط GIS (مطالعه موردی: شهر Ishinomaki ژاپن). , 23(4), 863-878. doi: 10.48308/envs.2024.1437
محمد رضا پورصابر; یاسوُ اریکی; پدرام امیدیان; محمد حسین تحریری. "ارزیابی شدت اثرات زیست محیطی سونامی با استفاده از روش شی‌گرا به کمک سیستم‌های سنجش از دور در محیط GIS (مطالعه موردی: شهر Ishinomaki ژاپن)". , 23, 4, 1404, 863-878. doi: 10.48308/envs.2024.1437
پورصابر, محمد رضا, اریکی, یاسوُ, امیدیان, پدرام, تحریری, محمد حسین. (1404). 'ارزیابی شدت اثرات زیست محیطی سونامی با استفاده از روش شی‌گرا به کمک سیستم‌های سنجش از دور در محیط GIS (مطالعه موردی: شهر Ishinomaki ژاپن)', , 23(4), pp. 863-878. doi: 10.48308/envs.2024.1437
پورصابر, محمد رضا, اریکی, یاسوُ, امیدیان, پدرام, تحریری, محمد حسین. ارزیابی شدت اثرات زیست محیطی سونامی با استفاده از روش شی‌گرا به کمک سیستم‌های سنجش از دور در محیط GIS (مطالعه موردی: شهر Ishinomaki ژاپن). , 1404; 23(4): 863-878. doi: 10.48308/envs.2024.1437

ارزیابی شدت اثرات زیست محیطی سونامی با استفاده از روش شی‌گرا به کمک سیستم‌های سنجش از دور در محیط GIS (مطالعه موردی: شهر Ishinomaki ژاپن)

فصلنامه علوم محیطی
مقاله 4، دوره 23، شماره 4، دی 1404، صفحه 863-878    اصل مقاله (1.18 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/envs.2024.1437
نویسندگان
محمد رضا پورصابر* 1؛ یاسوُ اریکی2؛ پدرام امیدیان3؛ محمد حسین تحریری1
1گروه آموزشی مهندسی سازه و زلزله، دانشکده مهندسی عمران آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
2مرکز تحقیقات ایمنی و حفاظت شهری، دانشگاه کوبه، کوبه، ژاپن
3دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
چکیده
سابقه و هدف: زلزله‌ها از دیرباز به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از زندگی بشر بوده‌اند. ازآنجاکه این پدیده طبیعی باعث ایجاد خسارت و آسیب به انسان و محیط‌زیست می‌شود، تمرکز بر روی مطالعه و فهم آن بسیار مهم است. این پدیده طبیعی به عنوان یک معضل جهانی شناخته می شود ولی در آمریکا، ژاپن، ایران و یا هر کشور دیگر یکسان نیست. زلزله منطقه توهوکو که در ۱۱ مارس ۲۰۱۱ میلادی به وقوع پیوست بزرگ‌ترین زمین‌لرزه (با بزرگای Mw=9 ثبت‌شده) در تاریخ ژاپن ازنظر اندازه بزرگای زمین‌لرزه است. در عرض کمتر از یک ساعت پس از وقوع زمین‌لرزه، سونامی بزرگی به سواحل شرقی ژاپن برخورد کرد. این سونامی مساحتی در حدود 561 کیلومترمربع را تحت تأثیر قرارداد و به بیش از 400 هزار ساختمان خسارت وارد کرد. بر اساس آمار رسمی تعداد ۱۵۸۵۰ کشته، ۶۰۱۱ مجروح و ۳۲۸۷ ناپدید و تخریب یا آسیب به ۱۲۵ هزار ساختمان و تعداد ۴٫۴ میلیون ساختمان با قطع برق و ۱٫۵ میلیون ساختمان با قطع آب مواجه گردیدند و خسارات بسیار زیادی به زیرساخت‌ها و محیط‌زیست این کشور در نزدیک ساحل شرقی جزیره هنشو ژاپن وارد شد.
مواد و روش‌ها: با توجه به حجم بالای اطلاعاتی که برای مدیریت بحران بلایای طبیعی به‌خصوص در زمینه برنامه‌ریزی یکپارچه توسعه موردنیاز است، واضح است که استفاده از تفاسیر بصری نمی‌تواند پاسخگوی این حجم زیاد از محاسبات باشد. به عنوان مثال، تعداد گزارش‌های مربوط به آسیب‌های وارد به ساختمان‌ها پس از وقوع زمین‌لرزه و یا شهر آسیب‌دیده و محیط‌زیست صدمه دیده در پدیده سونامی، ممکن است بالغ‌بر هزار گزارش و یا بیشتر برسد. هر یک از این گزارش‌ها باید به‌طور جداگانه بررسی‌شده تا مشخص گردد که سازه موردبررسی چه حدی از خرابی را داشته است. در این مطالعه، بر اساس نقشه برآورد خسارت که با استفاده از پردازش داده‌ها و تصاویر ماهواره‌ای (ماهواره Geoeye-1) قبل و بعد از بحران برای این شهر تهیه گردیده است، میزان خسارات وارده به سازه‌ها نظیر ساختمان‌های ذکرشده به‌منظور آلودگی ناشی از آن‌ها در محیط‌زیست و غیر سازه‌ای نظیر فضاهای سبز را محاسبه و نتایج حاصله با داده‌های حاصل از بازدید میدانی، مقایسه گردیده است. در این مطالعه مطابق با نقشه خسارت و برآورد آسیب‌پذیری برای منطقه موردمطالعه، چندین پارامتر نظیر سازه‌ای و یا غیر سازه‌ای بودن، کاربری و شدت خرابی محیط در نظر گرفته‌شده است.
نتایج و بحث: نتایج حاصل از تحقیق نشان داد که نوع اجزای سازه، تأثیر به سزایی در میزان خرابی دارد. علاوه بر این نکته قابل‌توجه در این مطالعه آن است که به ساختمان‌هایی که در نزدیکی آب قرار داشتند، خسارات شدیدی وارد شد. در این مطالعه ساختمان جنگلداری، شیلات و کشاورزی موجود در منطقه موردبررسی در فاصله نزدیکی در خط ساحلی قرار دارند و متحمل شدیدترین نوع خرابی شده‌اند. از سوی دیگر فضاهای سبز به دلیل مقاومت کم در برابر سونامی متحمل خسارات شدیدی شده‌اند.
نتیجه‌گیری: هدف این مطالعه استفاده از یک روش مبتنی بر سنجش از راه دور می‌باشد. استفاده از این روش در مرحله پیشگیری و آمادگی مدیریت بحران قبل از وقوع بلایای طبیعی دارای دقت بالایی جهت برنامه‌ریزی سریع می‌باشد. درس-های برگرفته از نتایج حاصله به محققان و مدیران در برنامه‌ریزی و مراحل مدیریت بحران و کاهش خسارات در رخدادهای آتی بسیار سودمند خواهد بود.
کلمات کلیدی: سونامی و زلزله، مدیریت بحران، محیط‌زیست، سنجش‌ازدور، GIS
کلیدواژه‌ها
سونامی و زلزله؛ مدیریت بحران؛ محیط‌زیست؛ سنجش‌ازدور؛ GIS
عنوان مقاله [English]
Assessing the severity of Tsunami effects on the environment using integrated GIS and remote sensing systems (Case study: Ishinomaki, Japan)
نویسندگان [English]
Mohammad Reza Poursaber1؛ Yasuo Ariki2؛ Pedram Omidian3؛ Mohammad Hossein Tahriri1
1km99Department of Structure & Earthquake, Faculty of Civil, Water & Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2Research Center for Urban Safety and Security, Kobe University
3Tarbiat Modares University
چکیده [English]
Introduction: Earthquakes have long been an integral part of human life. Since this natural phenomenon causes damage to humans and the environment, it is necessary to study and understand it. This natural phenomenon is known as a global problem, but it is not the same in America, Japan, Iran or any other country. The Tohoku earthquake that occurred on March 11, 2011, is the largest earthquake (with Mw=9) in the history of Japan. Less than an hour after the earthquake, a tsunami hit the east coast of Japan. This tsunami affected an area of about 561 square kilometers and damaged more than 400,000 buildings. According to official reports, 15,850 people were killed, 6011 were injured and 3,287 were missing, 125,000 buildings were destroyed or damaged, 4.4 million buildings with a power outage, and 1.5 million buildings with water disruptions, causing huge damage to infrastructure and the country's environment has entered the eastern shore of Hashima Island, Japan
Material and methods: Considering the large amount of information needed for natural disaster management, it is clear that the use of visual interpretations cannot answer this large amount of calculations. For example, the number of reports related to damage to buildings after an earthquake or the damaged city and damaged environment in a tsunami may reach a thousand reports or more. Each of these reports should be reviewed separately to determine the degree of damage the structure under investigation had. In this study, based on the damage estimation map that was prepared using satellite data and images (Geoeye-1 satellite) before and after the crisis for this city, the amount of damage to structures such as buildings mentioned has been calculated to the pollution caused by them in the environment and non-structural areas such as Greenfield and the results have been compared with the data obtained from the field visit. In this study, according to the damage map and vulnerability estimation for the studied area, several parameters such as structural or non-structural, use, and severity of environmental damage have been considered.
Results and discussion: The results showed that the type of structural components has a significant effect on the failure. In addition to this, the remarkable point in this study is that the buildings that were located near the water were severely damaged. In this study, the existing Facilities for Agriculture, Forest, and Fishery in the investigated area are located at a close distance on the coastline and have suffered the most severe damage. On the other hand, Greenfield has suffered severe damage due to their low resistance to tsunami.
Conclusion: The purpose of this study is to use a method based on remote sensing. The use of this method in the prevention and preparedness stage of crisis management before the occurrence of natural disasters has high accuracy for quick planning. The lessons learned from the results will be very useful for researchers and managers in planning and stages of crisis management and reducing damages in future events.
Keywords: Tsunami, Earthquake, Disaster Management, Environment, Remote Sensing, GIS
کلیدواژه‌ها [English]
Earthquake, Disaster Management, Environment, Remote Sensing, GIS
مراجع

References
AON. (2022). “2021 Weather, Climate and Catastrophe Insight.” 53.
Blaschke, T. (2010). “Object Based Image Analysis for Remote Sensing.” ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 65(1):2–16. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2009.06.004
Borri, D., Caprioli, M. & Tarantino, E. (2004). “Spatial Information Extraction from VHR Satellite Data to Detect Land Cover Transformations.” in Proceedings of International Workshop on “Processing and Visualization using High-Resolution Imagery. Vol. 36.

Bretschneider, Charles L., & Pieter G. Wybro. (1977). “Tsunami Inundation Prediction.” Pp. 1006–24 in Coastal Engineering 1976. https://doi.org/10.1061/9780872620834.060
Cardona, Omar Dario, Maarten, K., Van Aalst, Jörn Birkmann, Maureen Fordham, Glenn Mc Gregor, Perez Rosa, Roger S. Pulwarty, E. Lisa F. Schipper, Bach Tan Sinh, & Henri Décamps. (2012). “Determinants of Risk: Exposure and Vulnerability.” Pp. 65–108 in Managing the risks of extreme events and disasters to advance climate change adaptation: special report of the intergovernmental panel on climate change

Cambridge University Press. https://doi.org/ 10.1017/CBO9781139177245.005
Chen, Minjie, Wei Su, Li Li, Chao Zhang, Anzhi Yue, & Haixia Li. (2009). “Comparison of Pixel-Based and Object-Oriented Knowledge-Based Classification Methods Using SPOT5 Imagery.” WSEAS Transactions on Information Science and Applications 6(3):477–89.
Chen, Wei, Guofang Zhai, Chongqiang Ren, Yijun Shi, & Jianxin Zhang. (2018). “Urban Resources Selection and Allocation for Emergency Shelters: In a Multi-Hazard Environment.” International Journal of Environmental Research and Public Health 15(6):1261. https://doi.org/10.3390/ijerph15061261
Cirella, G. T., Elena Semenzin, Andrea Critto, & Antonio Marcomini. (2014). “Natural Hazard Risk Assessment and Management Methodologies Review: Europe.” Pp. 329–58 in Sustainable cities and military installations. Springer. https://doi.org/10.1007/978-94-007-7161-1_16
Ciurean, Roxana L., Dagmar Schröter, & Thomas Glade. (2013). “Conceptual Frameworks of Vulnerability Assessments for Natural Disasters Reduction.” Approaches to Disaster Management-Examining the Implications of Hazards, Emergencies and Disasters 1–32. DOI: 10.5772/55538
Cova, Thomas J., & Richard L. Church. (1997). “Modelling Community Evacuation Vulnerability Using GIS.” International Journal of Geographical Information Science 11(8):763–84. https://doi.org/ 10.1080/136588197242077
Ebrahimian, H., Jalayer, F., Domenico Asprone, Anna Maria Lombardi, Warner Marzocchi, Andrea Prota, and Gaetano Manfredi. (2014). “Adaptive Daily Forecasting of Seismic Aftershock Hazard.” Bulletin of the Seismological Society of America 104(1):145–61. https://doi.org/10.1785/0120130040
Eguchi, Ronald T., Charles K. Huyck, Shubharoop Ghosh, & Beverley J. Adams. (2008). “The Application of Remote Sensing Technologies for Disaster Management.” in The 14th World Conference on Earthquake Engineering. Vol. 17.
Gao, Yan, J., Mas, F., & Navarrete., A. (2009). “The Improvement of an Object-Oriented Classification Using Multi-Temporal MODIS EVI Satellite Data.” International Journal of Digital Earth 2(3):219–36. https://doi.org/10.1080/17538940902818311
Kar, Bandana, and Michael E. Hodgson. 2008. “A GIS‐based Model to Determine Site Suitability of Emergency Evacuation Shelters.” Transactions in GIS 12(2):227–48. https://doi.org/10.1111/j.1467-9671.2008.01097.x
Leelawat, Natt, Anawat Suppasri, and Fumihiko Imamura. 2015. “Disaster Recovery and Reconstruction Following the 2011 Great East Japan

Earthquake and Tsunami: A Business Process Management Perspective.” International Journal of Disaster Risk Science 6:310–14. https://doi.org/ 10.1007/s13753-015-0066-1
Lindell, Michael K. 2013. “Recovery and Reconstruction after Disaster.” Encyclopedia of Natural Hazards 812–24.
Ma, Yunjia, Wei Xu, Lianjie Qin, and Xiujuan Zhao. 2019. “Site Selection Models in Natural Disaster Shelters: A Review.” Sustainability 11(2):399. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-4399-4_285
Manfré, Luiz A., Eliane Hirata, Janaína B. Silva, Eduardo J. Shinohara, Mariana A. Giannotti, Ana Paula C. Larocca, and José A. Quintanilha. 2012. “An Analysis of Geospatial Technologies for Risk and Natural Disaster Management.” ISPRS International Journal of Geo-Information 1(2):166–85. https://doi.org/10.3390/ijgi1020166
Matsuoka, Masashi, and Fumio Yamazaki. 2004. “Use of Satellite SAR Intensity Imagery for Detecting Building Areas Damaged Due to Earthquakes.” Earthquake Spectra 20(3):975–94. https://doi.org/10.1193/1.1774182
Ommi, Salma, and Milad Janalipour. 2022. “Selection of Shelters after Earthquake Using Probabilistic Seismic Aftershock Hazard Analysis and Remote Sensing.” Natural Hazards 113(1):345–63. https://doi.org/10.1007/s11069-022-05303-0
Platt, Rutherford V, and Tania Schoennagel. 2009. “An Object-Oriented Approach to Assessing Changes in Tree Cover in the Colorado Front Range 1938–1999.” Forest Ecology and Management 258(7):1342–49. https://doi.org/10.1016/ j.foreco.2009.06.039
Poursaber, Mohammad Reza, and Yasuo Ariki. 2016. “Integrated GIS, Remote Sensing and Survey Data for Damage Assessment of Buildings in Tsunami Event, Ishinomaki City, Japan.” Journal of Geographic Information System 8(2):260–81. DOI: 10.4236/jgis.2016.82023
Van Westen, C. J. 2000. “Remote Sensing for Natural Disaster Management.” International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing 33(B7/4; PART 7):1609–17.
Zhaocong, Wu, Yi Lina, and Qin Maoyun. 2009. “Granular Approach to Object-Oriented Remote Sensing Image Classification.” Pp. 563–70 in Rough Sets and Knowledge Technology: 4th International Conference, RSKT 2009, Gold Coast, Australia, July 14-16, 2009. Proceedings 4. Springer.

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 670
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 542