Seismic Vulnerability Zoning using the WASPAS Model and the Geographic Information System (Case Study: Urmia City)

Document Type : Research Article

Authors

• Sara Beheshtifar ¹
• ُSattar Sahraee ²

¹ Assistant Professor, Department of Surveying and Geomatics, Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran

² MSc Student in Geodesy, Tabriz Universit.

10.22067/geoeh.2020.67015.0

Abstract

Earthquake is one of the natural disasters that due to its unpredictable time and place, causes great financial and life losses. Although earthquakes cannot be prevented, solutions such as zoning and identifying vulnerable regions can greatly mitigate their damages. The purpose of this study is to evaluate the vulnerability of various areas of Urmia City to earthquakes and produce its zoning map. In this regard, the effective factors including building materials, building quality and age, access to passages, slope, population density, number of floor, and proximity to health centers were identified and their relative importance was determined using the method of Analytic Hierarchy Process (AHP). The zoning maps were produced using GIS (Geographic Information Systems), WASPAS (Weighted Aggregated Sum Product Assessment) and WS (Weighted Sum) models. The results of AHP method showed that the building quality and material were more important to regional vulnerability than the other criteria. The calculations required for running the model were carried out in MATLAB. GIS was applied to prepare input and output data and spatial analysis. After producing the final maps, the entire region was investigated in terms of sensitivity and divided into five classes, namely very high risk, high risk, moderate risk, low risk, and very low risk. The results of the WASPAS model shows that an estimated 21% of the entire region has a very high earthquake vulnerability. The comparison of the results obtained from the WASPAS method with WS method showed that in the WASPAS method, more areas have been identified as areas with very high vulnerability.

Keywords

• Earthquake
• Weighting
• Zoning
• WASPAS
• GIS

20.1001.1.23221682.1399.9.3.5.7

---

References

ابراهیم زاده، عیسی؛ کاشفی، دیمن؛ 1394. ارزیابی آسیب­پذیری محله­های شهری در برابر زلزله (نمونه موردی: شهر پیرانشهر. نشریه برنامه­ریزی فضایی. دوره 5. شماره1. 1-25.

احدنژاد، محسن؛ زلفی، علی؛ نوروزی، محمدجواد؛ جلیلی، کریم؛ 1390. ارزیابی آسیب‌پذیری اجتماعی شهرها در برابر زلزله نمونه موردی (شهر خرمدره). فصلنامه جغرافیایی چشم انداز زاگرس. دوره 3. شماره 7. 81-98.

پورموسوی، سید موسی؛  شماعی، علی؛ احدنژاد، محسن؛ 1393. ارزیابی آسیب­پذیری ساختمانهای شهر با مدل فازی AHP و GIS مطالعه موردی منطقه 3 شهرداری تهران. فصلنامه علمی و پژوهشی جغرافیا و توسعه. شماره34. 117-132.

حاتمی نژاد، حسین؛ بذرافکن شهرام؛ ابراهیمی، محمد؛ 1393. تحلیل میزان آسیب­پذیری مسکن شهری در مواقع بروز مخاطرات محیطی (زلزله) با استفاده تکنیک‌های تلفیقی MCDMو GIS مطالعة موردی: منطقه 6 شهر تهران. نشریه جغرافیا و محیط پایدار. دوره 4. شماره 13. 1-11.

حبیبی، کیومرث؛ جوانمردی، کومار؛ 1392. تحلیل ناپایداری بافت‌های شهری و پهنه بندی میزان آسیب پذیری در برابر زلزله با استفاده از GISوAHP ، نمونه موردی: بخشی از هسته مرکزی شهر سنندج. آرمانشهر. دوره 6. شماره 11. 293-305.

 حسینی خواه، حسین؛ ضرابی، اصغر.(1398. شناسایی پهنه‌های لرزه خیز شهر لیکک مرکز شهرستان بهمئی در استان کهگیلویه و بویراحمد. نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی. تابستان 1398 شماره 2. 147-164.

شکور، علی؛ 1394. مطالعه تطبیقی روش‌های چند شاخصه جهت اولویت بندی استقرار مراکز ICT مطالعه موردی بخش فورگ شهرستان داراب. مجله پزوهش و برنامه ریزی روستایی. سال 4 و شماره 4. 211-224.

علوی، سید علی؛ حسینی، سید مصطفی؛ بهرامی، فریبا؛ عاشورلو، مهراب؛ 1395. ارزیابی میزان آسیب پذیری بافتهای شهری با استفاده از ANP  و GIS (مطالعه موردی: شهر سمیرم(. اطالاعات جغرافیایی. دوره25. شماره 100. 129-146.

طبیبیان، منوچهر؛ مظفری، نگین؛ 1397. ارزیابی آسیب‌پذیری بافت‌های مسکونی در برابر زلزله و راهکارهای کاهش آسیب‌پذیری مطالعه موردی: منطقه شش شهرداری تهران. مطالعات شهری. 27. 93-112.

فرجی، امین؛ آروین، محمود؛ آتش افروز، نسرین؛ 1397. بررسی تاب‌آوری منطقه‌ای، شهرستان‌های استان خوزستان با استفاده از تکنیک آنتروپی شانون. نشریه آمایش سرزمین تابستان 1397دوره 10 شماره 1. 1-29.

فلاح علی آبادی، سعید؛ گیوه چی، سعید؛ اسکندری، محمد؛ سرسنگی، علیرضا؛ 1392. ارزیابی آسیب پذیری بافت تاریخی شهرها در برابر زلزله با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی و سیستم اطلاعات جغرافیایی. مدیریت بحران. 2(1). 5-13.

فلاحی،فرهاد؛ چاره جو، فرزین؛ 1398. ارزیابی و پهنه‌بندی آسیب‌پذیری لرزه‌ای بافت فرسوده مرکزی شهر سنندج با ملاحظات پدافند غیرعامل. با استفاده از مدل IHWP وGIS. مطالعات ساختار و کارکرد شهری. دوره 6. شماره 21. 85-109.

قنبری، ابولفضل؛ زلفی، علی؛ 1393. ارزیابی آسیب­پذیری شهری در برابر زلزله با تاکید بر مدیریت بحران در شهر کاشمر. نشریه تحلیل فضایی مخاطرات فضایی. سال اول. شماره چهارم. 59-74.

مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن(1378). آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله (استاندارد 2800).

ملکی، سعید؛ مودت، الیاس؛ فیروزی، محمدعلی؛ 1393. ارزیابی و رتبه بندی آسیب پذیری اجتماعی شهرها در برابر زلزله با مدل TOPSIS و GIS (نمونه موردی شهر یزد).  برنامه‌ریزی و آمایش فضا. دوره 18. شماره 3 (پیاپی 85). ۹۹-۱۲۴.

نصیری، علی؛ 1395. ارزیابی آسیب­پذیری شهر ارومیه در برابر زلزله با استفاده از روش AHP پارامترهای در محیط GIS. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. سال شانزدهم. شماره 40. 90-113.

نظم فر، حسین؛ علوی، سعیده؛ 1397. ارزیابی آسیب پذیری ساختمان‌های شهری در برابر شدت‌های مختلف زلزله مطالعه موردی: منطقه 9 شهرداری تهران. سپهر. دوره 27. شماره 108. ۱۶۵ – ۱۸۱.

هاشمی، مهدی؛ آل شیخ، علی اصغر؛  ملک، محمدرضا؛ 1393. پهنه بندی آسیب پذیری زلزله به کمک GIS مطالعه موردی شهر تهران. علوم و تکنولوژی محیط زیست. دوره  16. 305-313.

 

Al-Dogom D, Schuckma K, Al-Ruzouq R. 2018. Geostatistical Seismic Analysis and Analysis Hazard Assessment, UNITED ARAB EMIRATES. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XLII-3W4: 29–36.

Alizadeh M, Ngah I, Hashim M, Pradhan B, Pour AB. 2018. A Hybrid Analytic Network Process and Artificial Neural Network (ANP-ANN) Model for Urban Earthquake Vulnerability Assessment. Remote Sensing 10: 975.

Barbat A H, Carreño ML, Pujades LG, Lantada N, Cardona OD, Marulanda MC.2010. Seismic vulnerability and risk evaluation methods for urban areas. A review with application to a pilot area, Structure and Infrastructure Engineering 6:1-2: 17-38.

Erden T, Karaman H. 2012. Analysis of earthquake parameters to generate hazard maps by integrating AHP and GIS for K¨uc¨ukc¸ekmece region, Natural Hazards and Earth System Sciences 12: 475–483.

Jena R, Pradhan B, Beydoun G. 2020. Earthquake vulnerability assessment northera sumatra province by using a multi-criteria decision-making model, International Journal of Disaster Risk Reduction (46): 1-28.

Karimzadeh S, Miyajima M, Hassanzadeh R, Amiraslanzadeh R, Kamel B. 2014. A GIS-based seismic hazard, building vulnerability and human loss assessment for the earthquake scenario in Tabriz. Soil Dynamics and Earthquake Engineering 66: 263-280.

Moradi M, Delavar MR, Moshiri BA. 2017. GIS-based multi-criteria analysis model for earthquake vulnerability assessment using Choquet integral and game theory. Natural Hazards 87: 1377–1398.

Ningthoujam MC, Nanda R P. 2018. A GIS System Integrated with Earthquake Vulnerability Assessment of RC Building. Structures 15: 329-340.

Nyimbili PH, Erden T, Karaman H. 2018. Integration of GIS, AHP and TOPSIS for earthquake hazard analysis. Natural Hazards 92: 1523–1546.

Yariyan P, Avand M, Soltani F, Ghorbanzadeh O, Blaschke T. 2020. Earthquake Vulnerability Mapping Using Different Hybrid Models, Symmetry 12(405): 1-31.

Yazdani M, Zavadskas E, Ignatius J, Doval Abad M. 2016. Sensitivity Analysis in MADM Methods: Application of Material, Inzinerine Ekonomika-Engineering Economics 27(4): 382–391.

 Zavadskas E, K, Turskis Z, Antucheviene J, Zakareviciu A. 2012. Optimization of Weighted Aggregated Sum Product Assessment, Electronical Engineering Electtronika IR Electrotechnica 122(6): 1392-1215.