پهنه بندی شاخص کیفی سنگ در ساختگاه سد سمیلان، براساس گسل ها و شبکه عصبی خودسازمانده

پهنه بندی، یکی از مباحث مهم، در علوم زمین به شمار می­آید. در پهنه بندی، یک محدوده به چند بخش یا پهنه مجزا تقسیم و در نهایت از ترکیب نتایج پهنه­های مختلف، یک مدل واحد حاصل می­شود. در این مطالعه، از روش های خوشه بندی برای پهنه بندی سد سمیلان استفاده شده است. تعداد بهینه خوشه­ها براساس متغیر ژئوتکنیکی (لوژون و شاخص کیفی سنگ) و مقادیر شاخص گذاری شده سنگ شناسی و درجه اهمیت ساختگاه سد سمیلان تعیین شده است. براساس رتبه بندی ۷ شاخص اعتبار سنجی خوشه بندی، تعداد بهینه خوشه ها برابر با ۴ به‎دست آمد. در این مقاله، از روش خوشه بندی براساس شبکه عصبی خودسازمانده، به همراه نحوه قرارگیری گسل ها، برای پهنه بندی استفاده شده است. در حالت اول، براساس گسل ها، پهنه به ۴ بخش تقسیم شد که نوعی پهنه بندی دوبعدی است که این پهنه بندی در ژرفا های مختلف، یکسان و مستقل از بعد سوم (ژرفا) بوده و هر گمانه به یک پهنه اختصاص داده شد. در حالت دوم، از روش نقشه خودسازمانده (SOM) که نوعی شبکه عصبی با قابلیت خوشه‎بندی است، استفاده شد. داده های ورودی این شبکه، شامل۳ متغیر جهتی (X,Y,Z)، متغیر ژئوتکنیکی (لوژون و شاخص کیفی سنگ)، مقادیر شاخص گذاریسنگ شناسی و درجه اهمیت ساختگاه سد سمیلان است. در مرحله بعد، ۷ متغیر ورودی به صورت بهنجارشده (در دامنه ۰ تا ۱) برای آموزش وارد شبکه شده و خروجی شبکه براساس شاخص های اعتبارسنجی خوشه ها، داده ها به چهار پهنه (خوشه) مجزا اختصاص داده شد. سپس برای تعیین توزیع فضایی شاخص کیفی سنگ، اطلاعات مرتبط به واریوگرافی و ناهمسانگردی در هر چهار پهنه برای دو حالت محاسبه شد. مبنای خوشه بندی صحیح، بیشترین تفاوت بین‎خوشه ای و بیشترین تشابه درون خوشه­ای است. برای بررسی و اعتبارسنجی دو حالت خوشه‎بندی، از شاخص کیفیت خوشه بندی استفاده شد. شاخص کیفیت خوشه بندی به صورت مجموع اختلاف میانگین بین هر دو خوشه تقسیم بر مجموع انحراف معیار خوشه ها تعریف شد که مقادیر بیشینه این شاخص، معرف کیفیت بهتر خوشه‎بندی است. در این بررسی مشخص شد که خوشه بندی با استفاده از شبکه عصبی خودسازمانده، کیفیت بالاتری نسبت به خوشه بندی بر اساس گسل ها دارد.

کلیدواژه ها:

پهنه بندی ، اعتبارسنجی خوشه بندی ، شاخص کیفی سنگ ، شبکه عصبی خودسازمانده ، ناهمسانگردی ، سد سمیلان ، ایران