1-6-9-1-كاربرد های منطق فازی.. 13

1-6-10- شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) 13

1-6-10-1- ویژگی های شبكه عصبی.. 14

1-6-10-2- مزایای شبكه عصبی.. 16

1-6-10-3- كاربرد های شبكه عصبی.. 16

1-6-11- الگوریتم ژنتیکی (GA) 17

1-6-11-1- قوانین داروین.. 18

1-6-11-2- ویژگی های الگوریتم ژنتیک… 18

1-6-11-3- نقاط قوت الگوریتم های ژنتیک… 20

1-6-11-4- محدودیت های الگوریتم های ژنتیک… 21

1-6-11-5- روش های انتخاب برای الگوریتم ژنتیک… 21

1-7- دیابت… 22

1-7-1- دسته بندی و سبب شناسی دیابت… 23

1-7-1-1- دیابت نوع یک… 24

1-7-1-2- دیابت نوع دو. 25

1-7-1-3- دیابت بارداری.. 25

1-7-1-4- انواع دیگر دیابت… 26

1-8- وضعیت دیابت در جهان. 29

1-9- مرگ ومیر ناشی از دیابت… 29

1-10- هزینه های دیابت… 29

1-11- پیشگیری و کنترل دیابت… 30

1-12- داروها 30

1-12-1- سولفونیل اوره ها 31

1-12-2- بی گوانیدها 32

1-12-3- آکاربوز. 32

1-12-4- تیازولیدیندایون ها (TZD) 33

1-12-5- مگلی تینایدها 33

فصل دوم: روش کار

2-1- رسم مشتقات… 36

2-1-1- اضافه كردن متد و بهینه سازی مشتقات… 36

2-1-2- اضافه كردن توصیفگرهای مولكولی به مشتقات… 36

2-1-3- ساختن ماتریس و غربالگری توصیفگرها برای مشتقات… 37

2-1-4- محاسبات GA.. 38

2-1-5- محاسبات GA-ANN.. 39

2-1-6- محاسبات جك نایف… 39

2-1-7- محاسبات GA –MLR.. 39

2-1-8- تجزیه و تحلیل با روش هایPLS ، PCR و MLR.. 40

2-1-9- تجزیه و تحلیل با روش های GA-MCR،GA-PLS ،GA-PCR ، GA-MLR و GA-RS. 40

2-1-10- پیش بینی ساختار. 40

بخش دوم: بحث و نتیجه گیری

2-2- بحث و نتیجه گیری.. 42

پیشنهاد برای کارهای اینده 124

منابع و مأخذ. 125

فهرست جداول

عنوان صفحه

جدول1. ساختار مربوط به مشتقات… 57

جدول2. مقادیر عددی پارامتر RMSE با روشGA-ANN برای همبستگی های مختلف… 60

جدول3. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3. 60

جدول4. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4. 61

جدول5. مقادیر عددی پارامتر RMSE با روش GA-ANN برای همبستگی با هدف 0.3. 61

جدول6. مقادیر عددی پارامتر RMSE با روش GA-ANN برای همبستگی با هدف 0.4. 62

جدول7. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 2 62

جدول8. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 3 62

جدول9. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 4 63

جدول10. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 5 63

جدول11. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 6 63

جدول12. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 7 64

جدول13. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 8 64

جدول14. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 9 64

جدول15. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 10 65

جدول16. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 11 65

جدول17. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 2 65

جدول18. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 3 66

جدول19. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 4 66

جدول20. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 5 66

جدول21. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 6 67

جدول22. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 7 67

جدول23. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 8 67

جدول24. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 9 68

جدول25. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 10 68

جدول26. توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 11 68

جدول27. پارامترهای بدست آمده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی 0.3برای لایه های مختلف 69

جدول28. پارامترهای بدست آمده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی 0.4برای لایه های مختلف 69

جدول29. مقادیر عددی توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 70

جدول30. مقادیر عددی توصیفگرهای انتخاب شده با روش GA-stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 72

جدول31. پارامترهای بدست آمده با روش PLS برای همبستگی0.3 برای لایه های مختلف… 73

جدول32. پارامترهای بدست آمده با روش GA-PLS برای همبستگی 0.3 برای لایه های مختلف… 74

جدول34. پارامترهای بدست آمده با روش PCR برای همبستگی های مختلف… 75

جدول35. پارامترهای بدست آمده با روش GA-PCR برای همبستگی 0.3 برای لایه های مختلف… 75

جدول36. پارامترهای بدست آمده با روش GA-PCR برای همبستگی 0.4 برای لایه های مختلف… 76

جدول37. مقادیر عددی پارامترRMSE با روش GA-ANN برای لایه های فرد و همبستگی های مختلف… 76

جدول38. مقادیر عددی پارامترRMSE با روش GA-ANN برای لایه‎های زوج و همبستگی های مختلف… 76

با روش جک نایف برای لایه های فرد و همبستگی های مختلف 77

با روش جک نایف برای لایه های زوج و همبستگی های مختلف 77

جدول41. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 2-1 و همبستگی با هدف 0.3. 77

جدول42. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه3-1 و همبستگی با هدف 0.3 78

جدول43. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 4-1 و همبستگی با هدف 0.3. 78

جدول44. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه5-1 و همبستگی با هدف 0.3. 79

جدول45. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 6-1 و همبستگی با هدف 0.3. 79

جدول46. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 7-1 و همبستگی با هدف 0.3. 80

جدول47. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 8-1 و همبستگی با هدف 0.3. 80

جدول48. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 9-1 و همبستگی با هدف 0.3. 81

جدول49. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 10-1 و همبستگی با هدف 0.3. 81

جدول50. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 11-1 و همبستگی با هدف 0.3. 82

جدول51. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 2-1 و همبستگی با هدف 0.4. 82

جدول52. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 3-1 و همبستگی با هدف 0.4. 83

جدول53. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 4-1و همبستگی با هدف 0.4. 83

جدول54. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 5-1 و همبستگی با هدف 0.4. 84

جدول55. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 6-1 و همبستگی با هدف 0.4. 84

جدول56. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 7-1 و همبستگی با هدف 0.4. 85

جدول57. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 8-1 و همبستگی با هدف 0.4. 85

جدول58. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 9-1 و همبستگی با هدف 0.4. 86

جدول59. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 10-1 و همبستگی با هدف 0.4. 86

جدول60. مقادیر عددی از مشاهداتlog (1/IC50) ، پیش بینی جک نایف و Ө∆ برای لایه 11-1 و همبستگی با هدف 0.4. 87

جدول61. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3. 87

جدول62. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 2 88

جدول63. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 3 88

جدول64. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 4 89

جدول65. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 5 89

جدول66. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 6 90

جدول67. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 7 90

جدول68. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 8 91

جدول69. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 9 91

جدول70. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 10 92

جدول71. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 11 92

جدول72. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4. 93

جدول73. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 2 93

جدول74. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 3 94

جدول75. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 4 94

جدول76. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 5 95

جدول77. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 6 95

جدول78. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 7 96

جدول79. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 8 96

جدول80. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه9 97

جدول81. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه10 97

جدول82. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PLS، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه11 98

جدول83. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روشPCR ، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3. 98

جدول84. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 2 99

جدول85. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3برای لایه 3 99

جدول86. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 4 100

جدول87. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 5 100

جدول88. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 6 101

جدول89. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 7 101

جدول90. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3برای لایه 8 102

جدول91. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 9 102

جدول92. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 10 103

جدول93. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 11 103

جدول94. مقادیرعددی مشاهدات،پیش‎بینی با روشPCR ، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف0.4. 104

جدول95. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 2 104

جدول96. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 3 105

جدول97. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4برای لایه 4 105

جدول98. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 5 106

جدول99. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 6 106

جدول100. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 7 107

جدول101. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 8 107

جدول102. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 9 108

جدول103. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 10. 108

جدول104. مقادیر عددی مشاهدات، پیش بینی با روش GA-PCR، Ө∆ و انحراف برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 11. 109

فهرست نمودارها

عنوان صفحه

نمودار1. نمودارهای بدست آمده از روش GA برای همبستگی با هدف 0.3 برای لایه 2. 111

نمودار2. نمودار های بدست آمده از روش GA برای همبستگی با هدف 0.4 برای لایه 2. 112

نمودار3. نمودار بدست آمده از روش GA-ANN برای همبستگی با هدف 0.3. 112

نمودار4. نمودار بدست آمده از روش GA-ANN برای همبستگی با هدف 0.4. 113

نمودار5. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 2. 113

نمودار6. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 3. 114

نمودار7. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 4. 114

نمودار8. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 5. 115

نمودار9. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 6. 115

نمودار10. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 7. 116

نمودار11. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 8. 116

نمودار12. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 9. 117

نمودار13. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 10. 117

نمودار14. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.3 در لایه 11. 118

نمودار15. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 2. 118

نمودار16. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 3. 119

نمودار17. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 4. 119

نمودار18. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 5. 120

نمودار19. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 6. 120

نمودار20. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 7. 121

نمودار21. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 8. 121

نمودار22. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 9. 122

نمودار23. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 10. 122

نمودار24. نمودار بدست آمده از روش stepwise MLR برای همبستگی با هدف 0.4 در لایه 11. 123

فهرست اشکال

عنوان صفحه

شکل (1- 1) شمای کلی یکشبکه عصبی مصنوعی.. 15

شكل (2-1):جهش کروموزوم. 19

شكل (2-1) 38

پیشگفتار

شیمی محاسباتی رویکرد نوینی به پدیده های شناخته شده و آشنای فیزیکی و شیمیایی است که می تواند منجر به درک بهتر جهان پیرامون ما گردد. امروزه با پیشرفت روز افزون کامپیوترها قادر هستیم پدیده های گوناگون را در ماتریس های بسیار پیچیده نظیر سیستم های بیولوژیکی و نانوتکنولوژی مورد مطالعه قرار دهیم و بدیهی است که انجام چنین مطالعاتی در درجه اول نیازمند درک وسیعی از پدیده های فیزیکی و شیمیایی، ابداع و نوآوری روش های نوین مطالعاتی وتجزیه و تحلیل مستند و هدفدار هستند.

هدف از انجام این پژوهش، استفاده از شیمی محاسباتی در تجزیه و تحلیل آماری برای پیش بینی ساختارهای مناسب دارویی می باشد و همچنین با این روش نتایج آزمایشات مختلفی را که به صورت تجربی انجام می شود تا حدود زیادی پیش گویی و تا حد زیادی در هزینه و زمان صرفه جویی نمود.

در این پایان نامه با استفاده از مطالعات QSAR بر روی مشتقات ساختارهای مناسب برای درمان دیابت انتخاب و ساخت دارو از روی مناسب ترین ساختار ها به دارو ساز محترم پیشنهاد می شود. لازم به ذکر است که در این پژوهش روش های نوین و ترکیبی آماری، برای تجزیه و تحلیل و پیش بینی ساختارها به کار برده شده است.

چکیده

در این تحقیق، ارتباط کمی ساختار و فعالیت (QSAR) در مشتقات pyrrolo[3,2-d]pyrimidine-7-carbonitrile مطالعه شده است. الگوریتم ژنتیک (GA)، شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) و روش گام به گام رگرسیون خطی چندگانه (stepwise MLR) برای مدل های خطی و غیر خطی QSAR ایجاد و مورد استفاده قرار گرفت. با استفاده روش DFT (B3LYP)و سری پایه 6-31G ساختار های بهینه از این مشتقات را بدست آوردیم. از نرم افزار های Hyperchem، ChemOffice و Gaussian 03W و Dragon برای بهینه‎سازی مولکول ها و محاسبات توصیفگرهای شیمی کوانتومی استفاده شده است. در نهایت برای آنالیز داده ها از نرم افزار Unscrambler استفاده گردید. RMSE train و test RMSE با مدل GA-ANN به ترتیب 0.1406 و 0.3519 و پارامتر R2، 0.81 بدست آمد. همچنین مقادیر R و R2با مدل GA-stepwise MLR به ترتیب 0.79 و 0.58 بدست آمد. مدل GA-ANN مطلوب ترین روش نسبت به سایر روش های آماری شناخته شد.

به طور کلی با برسی های انجام شده با روشهای GA-PLS, GA-PCR و روش جک نایف در لایه‎های مختلف و اهداف مختلف ترکیبات زیر کمترین انحراف ممکن را دارند و به عنوان بهترین ترکیبات برای ساخت دارو پیش بینی می‎شوند:

5، 10، 18 و 38

همچنین بهترین توصیف گرها عبارتند :

در همبستگی 0.3:

Meaning	Descriptor group	Descriptor symbol
3D-MoRSE – signal 23 / weighted by atomic masses	3D-MoRSE (3D)	Mor23m
everage-weighted autocorrelation of lag 5 / weighted by atomic masses	GETAWAY (3D)	HATS5m

در همبستگی 0.4:

ی نوشته‌ها

3-5-2- جزایر حرارتی شهری اتمسفری…………………………………… 66

3-5-3- ارتباط دمای سطح و دمای هوا در شهر…………………………… 67

3-5-4- عوامل موثر بر جزایر حرارتی شهری………………………………. 67

3-5-5- جزایر حرارتی شهری و تغییرات اقلیم……………………………… 75

3-5-6- پی آمدهای جزایر حرارتی شهری…………………………………. 76

3-6- خوشه بندی…………………………………………………………….. 77

3-6-1- خوشه بندی…………………………………………………………. 77

3-6-2- روش های خوشه بندی……………………………………………….. 78

3-6-3- تحلیل نقاط بحرانی گتیس-اورد……………………………………. 79

4- فصل چهارم: مواد و روش ها……………………………………………… 83

4-1- مواد تحقیق………………………………………………………………. 83

4-1-1- تصاویر مورد استفاده………………………………………………….. 83

4-1-2- داده های نقشه ای……………………………………………………. 85

4-1-3- نرم افزارهای مورد استفاده…………………………………………… 85

4-2- روش انجام تحقیق………………………………………………………… 85

4-2-1- آماده سازی داده ها …………………………………………………..87

4-2-2- بررسی تغییرات مکانی-زمانی جزایر حرارتی……………………….. 88

4-2-3- استخراج کاربری اراضی………………………………………………… 90

4-2-4- بررسی رابطه پوشش های مختلف با دمای سطح………………….. 90

4-2-5- بررسی رابطه دمای سطح و NDVI……………………………………

5- فصل پنجم: نتایج و بحث…………………………………………………….. 93

5-1- نتایج هم مختصات سازی و اصلاح داده ها ………………………………….93

5-2- بررسی تغییرات مکانی جزایر حرارتی…………………………………….. 94

5-3- استخراج پوشش اراضی……………………………………………………. 112

5-4- بررسی رابطه پوشش های مختلف با دمای سطح……………………… 120

5-5- بررسی رابطه دمای سطح و NDVI و EVI…………………………………

5-6- همبستگی چند متغیره بین پوشش های مختلف و دمای سطح………. 145

6- فصل ششم: جمعبندی و پیشنهادات………………………………………. 154

6-1- مقدمه……………………………………………………………………. 154

بحث و تحلیل نتایج……………………………………………………………… 155

6-2- آزمون فرض ها ………………………………………………………………..161

6-2-1- فرضیات تحقیق…………………………………………………………… 161

6-2-2- نتایج آزمون…………………………………………………………….. 161

6-3- پیشنهادات…………………………………………………………………… 163

فهرست منابع …………………………………………………………………….171

چکیده:

جزایر حرارتی شهری مناطقی از سطح زمین را گویند که نسبت به مناطق همجوار دمای بالاتری دارند. گسترش این پدیده در بعد مکان و زمان متغیر است. ایجاد جزایر حرارتی و تغییرات مکانی و زمانی آن بیشتر تحت تاثیر تغییرات پوشش زمین و گسیل حرارت حاصل از فعالیت های انسانی می باشد. با توجه به تغییرات بالا در واحد زمان و پیوستگی و گسترش مکانی این پدیده سنجش از دور از ابزارهای مناسب برای مطالعه این پدیده می باشد. هدف از این تحقیق مطالعه گسترش جزایر حرارتی و ارتباط دمای سطح زمین با پوشش سطح در کلانشهر های اهواز، اصفهان، تبریز، تهران و مشهد به عنوان مهمترین مراکز جمعیتی و صنعتی ایران است.

جهت دسترسی به هدف فوق گسترش جزایر حرارتی در بازه ی زمانی سال 2007 تا سال 2011 و همچنین ارتباط دمای سطح با پوشش سطح با استفاده از تولیدات سنجنده MODIS در کلانشهرهای نامبرده شده بررسی شده است. بدین منظور با اعمال خوشه بندی بر تولیدات حرارتی MOD11A2 سنجنده مودیس گسترش جزایر حرارتی مورد بررسی قرار گرفته و با استخراج پوشش اراضی از تصاویر ETM+ ارتباط بین تغییرات پوشش سطح و دمای سطح زمین بررسی شده است. تاثیر پوشش های مختلف بر دمای سطح با برازش جداگانه و همچنین برازش توام پوشش ها با دمای سطح زمین و همچنین استفاده از تولیدات شاخص هایپوشش گیاهیMOD13A2 توسط مدل رگرسیونی توسعه یافته مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهند که با گذشت زمان جزایر حرارتی گسترش یافته و در مواردی نیز جزایر حرارتی جدید ایجاد شده است. در دوره مورد بررسی مشهد و اهواز با 77 و 74 درصد گسترش نسبت به هسته اولیه جزایر در سال 2007 بیشترین میزان گسترش جزایر حرارتی و پس از آنها تهران وتبریز و اصفهان به ترتیب با 54، 53 و 33 درصد گسترش نسبت به هسته اولیه جزایر در سال 2007 کمترین میزان گسترش جزایر حرارتی را داشته اند. مدل رگرسیونی توسعه یافته برای برآورد دمای سطح در این شهرها بیانگر شدید بودن اثر کاهشی پوشش گیاهی در شهرهای واقع در اقلیم گرم بود. بعلت ناهمگن بودن سطوح ساخته شده(نواحی مسکونی، صنعتی، فرودگاه و غیره) این سطوح در مواردی رابطه مثبت(اهواز، اصفهان و تهران) و در مواردی نیز رابطه منفی(مشهد و تبریز) با دمای سطح زمین نشان می دهند. استفاده از اطلاعات دقیق پوشش و کاربری جهت مشخص کردن دقیق تر نقش آنها در مطالعات آتی ضروری است.

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

با توسعه شهرنشینی مقادیر زیادی از مساحت مناطق کشاورزی و جنگلی جای خود را به مناطق شهری داده اند. مناطق شهری مدرن توسط آسفالت، بتون و سایر سطوح غیرقابل نفوذ پوشیده شده اند. رشد شهری به خصوص در شهرهای بزرگ با سرعت زیاد تغییرات پوشش زمین را در پی دارد. از آنجاییکه دمای سطح زمین در هر محدوده ای به خصوصیات مواد تشکیل دهنده سطح و بازتابش انرژی خورشید وابسته می باشد، الگوی حرارتی مناطق شهری نسبت به نواحی غیرشهری تفاوت قابل توجهی دارد. ظرفیت حرارتی بالای سطوح مصالح مورد استفاده در شهرها، کاهش میزان آلبدو و وجود منابع حرارتی ناشی از فعالیت های انسانی موجب افزایش دمای برخی مناطق شهری نسبت به دیگر مناطق و تغییرات بیلان حرارتی این نواحی می شوند. بنابراین در مناطق شهری بسته به پوشش ها و کاربری های موجود، مناطقی با درجه حرارت بیشتر از سایر نواحی به وجود می آیند، این پدیده به نام جزیره حرارتی شهرها^[1]نامگذاری شده است.

علاوه بر اینکه این افزایش دما به نوبه خود اثر قابل توجهی بر روی شرایط اتمسفری، زیستی و اقتصادی دارد، تخمین میزان حرارت سطح در مناطق مختلف شهری به منظور بررسی توزیع دمایی سطح زمین و علل پیدایش آن کاربردهای فراوانی مانند تعیین نقش ترافیک وشهرک های صنعتیدر گرم شدن شهرها دارد. لذا بررسی و آنالیز پدیده جزایر حرارتی در شهرها بسیار حائز اهمیت می باشد.

تصاویر سنجش از راه دور به دلیل پوشش وسیع، بهنگام بودن و توانایی کسب اطلاعات در محدوده حرارتی طیف الکترومغناطیس، منبع اطلاعاتی مناسبی در تهیه نقشه های حرارتی و تخمین انرژی تشعشعی سطح زمین می باشند. در این مطالعه تولیدات مربوط به حرارت و پوشش های سطح زمین سنجنده MODIS ماهواره Terra برای بررسی روند مکانی-زمانی جزایر حرارتی و ارتباط این پوشش ها با تغییرات جزایر حرارتی مورد استفاده قرار گرفته است.

2-1- طرح مسئله و ضرورت تحقیق

در قرن بیستم شهرسازی با سرعت زیاد در مقیاس جهانی اتفاق افتاد. با توجه به تخمین سازمان ملل تقریبا نیمی از مردم جهان در شهرها زندگی می کنند. در جوامع غربی این رقم به بالاتر از 75 درصد هم می رسد (UN,1999).

مطابق نتایج سرشماری عمومی نفوس و مسکن سال 1385، در حدود 30 درصد از جمعیت هفتاد میلیونی ایران در سیزده شهر دارای بیش از پانصد هزار نفر جمعیت زندگی می کنند. این سیزده شهر به ترتیب عبارتند از: تهران، مشهد، اصفهان، تبریز، کرج، شیراز، اهواز، قم، کرمانشاه، ارومیه، زاهدان، رشت و کرمان. از بین این شهرها نیز سهم شش شهر دارای بیش از یک میلیون نفر جمعیت، 22درصد و سهم شهر 7،800،000 نفری تهران، به تنهایی 11 درصد می باشد. (مرکز آمار ایران).

در حالی که شهرها توسعه پیدا می کنند، تغییراتی در سیمای زمین ایجاد می شود. ساختمان ها، خیابان ها و دیگر زیر ساخت ها جایگزین خاک و پوشش گیاهی می شود. سطوحی که پیش از آن معمولا قابل نفوذ و مرطوب بودند، غیر قابل نفوذ و خشک می شوند. انرژی ورودی جذب شده خورشید، ممکن است با تغییر در سطوح طبیعی افزایش یابد (Yamaguchi,2004). این امر منجر به تغییر در توازن انرژی مناطق شهری که موجب افزایش دما (هم در سطح و هم دمای هوا) در مناطق شهری و در نهایت شکل گیری جزایر حرارتی می شود.

جزایر حرارتی شهری به خاطر اثرشان روی زندگی بسیاری از انسان ها بسیار مورد توجه قرار می گیرند. جزایر حرارتی شرایط آب و هوایی تابستان را سخت تر و استفاده از دستگاه های تهویه هوا را بیشتر می کنند. شرایط ازن تحت تأثیر گسیلش، اختلاط و پراکندگی انعکاسات شیمیایی در اتمسفر قرار می گیرد و جزایر حرارتی شهری منجر به تشدید آن می شود. علاوه بر این با افزایش دما، تولیدهیدروکربنگیاهان افزایش می یابد که خود از دلایل افزایش آلودگی هوا می باشد (Sailor, 2007). در کنار این نتایج آشکار جزایر حرارتی، این پدیده روی آب و هوای محلی مانند تغییر الگوی بادهای محلی، رشد ابر و مه، تعداد رعد و برق و میزان بارش نیز اثر گذار است.

امروزه مطالعات بر روی شرایط دمایی مناطق شهری بسیار مورد توجه می باشد. مطالعات اخیر در چهل سال گذشته توانسته اند نقش پدیده های اصلی موثر در شکل گیری و تداوم جزایر حرارتی شهری را از لحاظ کمی تعیین کنند. بطور سنتی منبع اصلی و رایج داده های اقلیمی از جمله دمای هوا، ایستگاه هایهواشناسیهستند. این ایستگاه ها فقط آمار نقاط خاصی را ارائه می کنند. در بعضی مواقع دمای هوا در یک منطقه یا شهر مقدار معینی گزارش می شود در صورتی که این مقدار مربوط به موقعیت یک نقطه ی خاص از شهر است و چه بسا با توجه به پوشش سطح زمین و دیگر شرایط، دما در نقاط مختلف همان شهر پایین تر یا بالاتر باشد. به منظور حل این مشکل، تاکنون روش های مختلفی برای محاسبه و برآورد داده های هواشناسی در حد فاصل ایستگاه ها ارائه شده است. از جمله این روش ها می توان به استفاده از رابطه دما با ارتفاع و روش های مختلف درون یابی از قبیل میانگین وزنی فاصله معکوس و صورت های مختلف کریجینگ اشاره کرد (Wang et al. 2004). روش رابطه دما با ارتفاع تنها برای مناطق کوهستانی کوچک و روش های درون یابی برای مناطق با شرایط یکنواخت متناسب است. از آنجا که دمای سطح زمین وابستگی زیادی به نوع پوشش سطح زمین دارد، روش های مختلف درون یابی، هنگامی می توانند دارای دقت قابل قبولی باشند که با استفاده از داده های ماهواره ای، پوشش سطح زمین را نیز در نظر بگیرند (Yang et al. 2004). در سال های اخیر تکنولوژی سنجش از دور با ارائه ی تصاویر با قدرت تفکیک های مختلف کاربرد فراوانی در مطالعه و پایش جزایر حرارتی شهری در مقیاس های مختلف قاره ای و منطقه ای پیدا کرده است. داده های فیزیکی کمّی که توسط ماهواره ها تولید می شود، موجب درک بیشتر ما از محیط های شهری و غیر شهری می شوند. به ویژه در طول دو دهه گذشته نیاز فراوان به اطلاعات دمای سطح زمین برای مطالعات محیطی و فعالیت های مدیریتی منابع زمینی، برآورد دمای سطح زمین توسط تکنولوژی سنجش از دور را به یکی از موضوعات جالب توجه علمی تبدیل کرده است(Sobrino, 2004).

1-3-4-1- تعیین ترتیب آبراهه های اصلی و فرعی………………………………. 20

1-3-4-2- تعیین ضریب دو شاخه شدن………………………………………… 21

1-3-4-3- برآورد زمان تمركز………………………………………… 21

– رابطه برانزلی ویلیامز………………………………………… 21

– رابطه جیاندوتی ………………………………………… 22

– رابطه كرپیچ …………………………………………. 22

1-3-4-4- پروفیل طولی و شیب آبراهه اصلی ……………………… 22

1-3-4-5- شیب ناخالص وخالص ………………………………………. 22

1-4-4-6- تراكم شبكه رودخانه ها (Drainage density)……………….. 23

1-4-4-7- شكل آبراهه………………………………………… 23

1-4-4-8- شكل حوزه ……………………………………….. 24

1-4-4-9- ضریب فشردگی …………………………………………. 24

1-4-4-10- ضریب شكل (Form factor)………………………………………… 25

1-4-4-11- طول و عرض مستطیل معادل حوزه (Equirolent Regtangular)……. 25

فصل دوم – استخراج اطلاعاتفیزیوگرافیمنطقه

1- موقعیت و وسعت………………………………………….. 27

2-2- انجام موارد ذیل با استفاده از نقشه توپوگرافی 1:25000…………….. 27

2-2-1- تقسیم بندی منطقه تالوگ به واحد های هیدرولوژیك و غیرهیدرولوژیك………. 27

جدول2- 1 – راهنمای ترکیب زیرحوزه های بالا دست رودخانه شیرین آب…………….. 27

شکل 2-1- نقشه موقعیت واحدهای هیدرولوژیک حوزه تالوگ……………………….. 28

2-2- 2- رقومی كردن نقشه ها……………………………………….. 29

2-3- استخراج اطلاعات خصوصیات فیزیكی منطقه………………… 29

2-3-1- مساحت و محیط زیر حوزه ها ………………………………………..29

2-3-2- تهیه مدل رقومی ارتفاع (DEM) …………………………………. 29

2-3-3- تهیه جدول و نمودار هیپسومتریك توزیع سطح با ارتفاع…………….. 30

2-3-4- تهیه منحنی تراكمی ارتفاع – سطح……………………………………… 31

2-3-5- تعیین ارتفاع متوسط وزنی ، ارتفاع میانه وارتفاع بیشترین فراوانی……….. 87

2-3-5-1- ارتفاع متوسط وزنی…………………………………………. 87

2-3-5-2- ارتفاع میانه ………………………………………… 87

2-3-5-3- ارتفاع متوسط مستقیم ………………………………………….87

2-3-5-4- ارتفاع بیشترین فراوانی(نمای ارتفاعی)……………………….. 87

2-3-5 -5- تهیه نقشه شیب از (DEM)……………………………………….. 88

2-3-5-6- كلاس بندی نقشه شیب………………………………………….. 88

2-3- 5-7- تعیین مساحت كلاسهای شیب حوزه و زیرحوزه ها……………… 89

2-3-5-8- تهیه نقشه جهت…………………………………………..93

2-3-5-9 تعیین توزیع مساحات كل حوزه نسبت به جهات جغرافیایی………….. 93

2-4- برآورد موارد مربوط به شبكه آبراهه و شكل حوزه………………………… 95

2-4-1- تعیین ترتیب آبراهه های اصلی و فرعی…………………………….95

2-4-2- تعیین ضریب دو شاخه شدن…………………………………………. 95

2-4-3- برآورد زمان تمركز………………………………………… 98

2-4-3-1- رابطه برانزلی ویلیامز………………………………………… 98

2-4-3-2- رابطه جیاندوتی …………………………………………. 98

2-4-3-3- رابطه كرپیچ …………………………………………. 98

2-4-2- پروفیل طولی و شیب آبراهه اصلی ………………………………….. 99

2-4-2-1- شیب خالص و ناخالص…………………………………………… 99

2-4 -3- تراكم شبكه رودخانه ها (Drainage density)………………….. 113

2-4-4- شكل آبراهه………………………………………… 114

2-4-5- شكل حوزه ……………………………………….. 114

2-4-5-1- ضریب فشردگی …………………………………………. 114

2-4-6 – ضریب شكل …………………………………………. 114

2-4-7- طول و عرض مستطیل معادل حوزه ……………………….115

فصل سوم- فرسایش

-مقدمه………………………………………… 118

2- هدف از تهیه طرح…………………………………………. 120

3- موقعیت و شرح عمومی منطقه…………………………….. 120

3-1- حوزه آبخیز رودخانه شیرین آب…………………………… 120

فصل چهارم – اصول و مفاهیم مربوط به فرسایش و روش های اندازه گیری آن

1- مقدمه………………………………………… 128

2- تعریف فرسایش…………………………………………… 129

2-1- مرحله كنش و برداشت…………………………………. 129

2-2- مرحله حمل یا انتقال…………………………………………. 130

2-3- مرحله رسوب گذاری یا تجمع مواد……………………….. 130

3-روش های اندازه گیری فرسایش و رسوب…………………….. 130

3-1- اندازه گیری در مرحله برداشت……………………………… 130

3-2- اندازه گیری در مرحله انتقال……………………………………… 131

3-3- نمونه برداری از مواد معلق و تعیین دبی رسوبات معلق………. 131

3-4-نمونه برداری باركف و تعیین مقدار آن…………………………… 132

3-5-اندازه گیری رسوب در محل رسوب گذاری……………………….. 132

4- برآورد فرسایش و رسوب………………………………………….. 133

4-1- طبقه‎بندی انواع مدل های برآورد فرسایش و رسوب…………….. 133

4-1-1- انتخاب مدل…………………………………………. 135

4-1-2- معرفی برخی مدل های برآورد فرسایش و رسوب……………….. 136

4-1-2-1-مدل…………………………………………. 136

4-1-2-2-مدل…………………………………………. 136

4-1-2-3- مدل…………………………………………. 137

4-1-2-4-معادله جهانی تلفات خاك…………………………….. 137

4-1-2-5- مدل پسیاك………………………………………….. 137

4-1-2-6- مدل…………………………………………. 138

5- مطالعات فرسایش و رسوب در ایران……………………………. 137

6- فرایندها و اشكال مختلف فرسایش در حوزه های آبخیز………. 138

6-1- فرسایش ورقه ای…………………………………………. 139

6-2- فرسایش شیاری…………………………………………. 140

6-3- فرسایش آبراهه ای…………………………………………. 142

6-4- فرسایش خندقی…………………………………………. 143

6-5- فرسایش بدلند یا هزار دره ………………………………………..144

7-6- فرسایش كناره ای…………………………………………. 146

فصل پنجم – جمع بندی و پیشنهادها

5-1- روشهای مبارزه با فرسایش…………………………………………… 149

5-2- عملیات بیولوژیک (مبارزه غیر مسیقیم)…………………………… 150

1- استفاده صحیح از زمین…………………………………………. 150

2- مدیریت زراعی…………………………………………. 151

2-1- استقرارپوشش گیاهیمناسب………………………………….. 151

2-1-1- بذر کاری…………………………………………. 152

2-1-2- بذر پاشی…………………………………………. 152

2-1-3-کپه کاری…………………………………………. 153

2-1-4- بوته کاری…………………………………………. 153

2-1-5-درختکاری…………………………………………. 154

2-2- مالچ پاشی…………………………………………. 154

2-3- انجام شخم مناسب………………………………………….. 155

6-4-عملیات مکانیکی( مبارزه مستقیم) ……………………….155

6-4-1- بانکت بندی…………………………………………. 156

6-4-1-1- بانکت شیبدار ………………………………………..156

6-4-1-2-بانکت افقی…………………………………………. 157

6-5- شمع کوبی…………………………………………. 158

6-6- سدهای چپری…………………………………………. 158

6-7- سدهای سبک فلزی…………………………………………. 159

6-8- سدها ی خشکه چین……………………………………… 160

6-9-جمع بندی و پیشنهادات……………………………………… 164

منابع مورد استفاده……………………………………….. 166

فصل اول: مشخصات عمومی طرح

1- مقدمه

فیزیوگرافی در حقیقت مطالعه خصوصیات فیزیكی و وضعیت مورفولوژی آبخیز یك حوزه است كه اثر تعیین كننده ای بر خصوصیات هیدرولوژی و رژیم آبی آن دارد. آگاهی به خصوصیات فیزیوگرافی یك حوزه با داشتن اطلاعاتی از شرایط آب و هوایی منطقه می تواند تصویر نسبتاً دقیقی از كاركرد كمی و كیفی سیستم هیدرولوژیک آن حوزه بدست دهد.خصوصیات فیزیوگرافی حوزه ها نه فقط بطور مستقیم بر رژیم هیدرولوژیك آنها و از جمله میزان تولیدآبی سالانه، حجم سیلابها، شدت فرسایش خاك و میزان رسوب تولیدی اثر می گذارد بلكه بطور غیر مستقیم و نیز با اثر بر آب و هوا و وضعیت اكولوژی و پوشش گیاهی به میزان زیادی رژیم آبی حوزه آبخیز را تحت تأثیر خود قرار می دهد.پاره ای از خصوصیات فیزیوگرافی از جمله ارتفاع، شیب و جهت شیب می توانند بسیاری از عوامل آب و هوایی نظیر درجه حرارت و تغییرات آن، نوع و میزان ریزش جوی سالانه، میزان تبخیر و تعرق را تشدید و یا تعدیل كنند و بطور كلی موجب پیدایش انواع مختلف آب و هوای موضعی و یا حتی منطقه ای شوند از اینرو لازم است كه در مطالعات سدسازی یك حوزه فبل از هر چیز خصوصیات فیزیوگرافی آن، مورد مطالعه قرار گیرد.

این مطالعه به منظور شناسایی خصوصیات فیزیكی مناطق رودخانه شیرین آب و بالا دست آن را جهت مطالعات كنترل سیلاب و با استفاده از قابلیتهای سیستم اطلاعات جغرافیایی به انجام رسیده است.

2-1- موقعیت و وسعت

كیلومتری شمال شرق شهرستان دزفول، در محدوده جغرافیایی ² 27 ¢ 24° 32 تا ² 43 ¢ 39° 32 درجه عرض شمالی و ² 22 ¢ 36° 48 تا ² 35 ¢ 55° 48 درجه طول شرقی واقع گردیده است. از شمال بهحوزه آبریزسد دز از جنوب به دشت گتوند از شرق به حوزه آبریزرودخانه شور و از غرب به حوزه آبریز رود گلال تابیران محدود می گردد. مساحت كل منطقه 01/380 كیلومتر مربع می باشد.شکل شماره (1-1) موقعیت منطقه را نسبت به استان خوزستان و شکل شماره (2-2) راههای دسترسی به منطقه را نشان می دهند.

3-1- روش مطالعه

مطالعات فیزیوگرافی حوزه بالا دست رودخانه شیرین آب به شرح و مراحل زیر صورت گرفته است:

1-3-1- جمع آوری اطلاعات

1-1-3-1- جمع آوری نقشه ها و عكسهای هوایی

منطقه مورد مطالعه جزیی از شیت 1:250000 دزفول به شماره NI -39 -13 می باشد در این مطالعه از اطلاعات رقومی نقشه های 1:25000 تهیه شده توسط سازمان نقشه برداری (از بلوک 66 به نام دزفول) استفاده شده است.

2-3-1- انجام موارد ذیل با استفاده از نقشه توپوگرافی 1:25000

1-2-3-1- تقسیم بندی منطقه مورد مطالعه به واحد های هیدرولوژیك و غیرهیدرولوژیك

به منظور امكان شناخت بیشتر خصوصیات هیدرولوژی واحدهای مختلف جهت اجرای برنامه های حفاظت خاك و کنترل رسوب و امكان تعیین اولویت وسهولت در تدوین برنامه زمانبندی در اجرای آنها، تقسیم بندی منطقه مطالعاتی به چند واحد هیدرولوژیكی مناسب، عملی اجتناب ناپذیر است.

مناطق تالوگ و سردشت به 50 واحد هیدرولوژیكی تقسیم شده است.که برخی از آنها از ترکیب زیر حوزه های بالادست تشکیل شده اند.

2-7-3. مدل منطق فازی ( Fuzzy Logic Model)…………………………14

2-8. کاربردمنطق فازیدر تصمیم گیری…………………………………. 15

2-9. بررسی و ارزیابی معیارهای موردنیاز در مکان یابی ایستگاه های آتش نشانی……15

2-9-1. جمعیت………………………………………… 15

2-9-2. مساحت و شعاع پوشش……………………… 15

2-9-3. شبکه ترافیک………………………………………… 16

2-9-4. کاربری اراضی…………………………………………16

2-9-5. پتانسیل خطر………………………………………… 16

2-10. حفاظت در مقابل حریق………………………………………….. 17

2-11. طبقه بندی حوادث………………………………………….. 17

2-11-1. طبقه بندی حوادث بر اساس عواقب آن ها ………………………17

2-11-2. طبقه بندی حوادث بر اساس عامل حادثه……………………… 18

2-11-3. طبقه بندی حوادث بر اساس اراده انسانی………………….. 18

2-11-4. طبقه بندی حوادث بر اساس خصوصیات خطر………………….. 19

2-12. دلایل آتش سوزی در شهرها………………………………………… 19

2-13. کاربرد انواع مدل ها در برای بررسی مراکز خدمات رسانی…………… 20

2-13-1. مدل دایره ای یا شعاعی………………………………………….. 20

2-13-2. تجزیه وتحلیل سطوح خدماتی با استفاده از تابع نزدیکی…………… 20

2-13-3. تجزیه وتحلیل سطوح خدماتی با استفاده از عملیات همسایگی………….21

2-13-4. مدل تخصیص…………………………………………… 21

2-13-5. مدل حداکثر پوشش…………………………………………… 22

2-14. عوامل تأثیرگذار بر شعاع پوشش ایستگاه های آتش نشانی……………….. 22

2-14-1. تراکم مسکونی………………………………………….. 22

2-14-2. تراکم مراکز تجاری………………………………………….. 22

2-14-3. بافت شهری (امکان و ضریب دسترسی، بافت و شبکه و دسترسی)……..23

فصل سوم………………………………………… 24

3-1. معرفی منطقه یک شهری بندرعباس…………………………….. 25

3-1-1. کاربری اراضی منطقه یک شهری بندرعباس………………….. 26

3-1-2. ویژگی های جمعیتی منطقه یک شهرداری بندرعباس………….. 27

3-1-3. وضعیت اقلیمی منطقه…………………………………………. 28

3-2. روش تحقیق………………………………………….. 29

3-2-1. تهیه اطلاعات مکانی و توصیفی موردنیاز……………………. 30

3-2-1-1. لایه تراکم جمعیتی………………………………………….. 30

3-2-1-2. لایه نزدیکی به مراکز صنعتی………………………………… 30

3-2-1-3. لایه نزدیکی به مراکز اداری………………………………………….. 30

3-2-1-4. لایه نزدیکی به مراکز آموزشی و درمانی………………………… 31

3-2-1-5. لایه نزدیکی به مراکز تجاری………………………………………….. 31

3-2-1-6. لایه نزدیکی به شبکه ارتباطی……………………………………….. 31

3-2-1-7. لایه پوشش عملکردی ایستگاه های آتش نشانی موجود………….. 31

3-2-1-8. لایه محدودیت………………………………………….. 31

3-2-2. استانداردسازی نقشه های فازی………………………………………….. 32

3-2-3. روش (AHP)………………………………………… 32

3-2-3-1. ساختن سلسله مراتب………………………………………….. 33

3-2-3-2. مقایسه زوجی و محاسبه وزن……………………………………. 33

3-2-3-3. محاسبه نرخ ناسازگاری………………………………………….. 34

3-2-3-3-1. میانگین بردار ناسازگاری………………………………………….. 35

3-2-3-4. محاسبه شاخص ناسازگاری………………………………………….. 35

3-2-3-5. محاسبه نرخ ناسازگاری………………………………………….. 36

فصل چهارم…………………………………………. 37

4-1. شناخت وضع موجود منطقه ازلحاظ ایستگاه های آتش نشانی………… 28

4-2. مکان یابی استقرار ایستگاه های آتش نشانی در منطقه ی یک شهر بندرعباس……. 38

4-3. معیارها و شاخصهای مورداستفاده………………………………………… 38

جدول شماره 4-1 معیارها و زیر معیارهای موردبررسی در پژوهش…………. 39

4-4. محاسبه وزن نهایی معیارها و زیرمعیارها………………………………. 41

4-5. ایجاد لایههای اطلاعاتی در محیط GIS…………………………………..

4-5-1. لایه نزدیکی به مراکز صنعتی………………………………………….. 44

4-5-2. لایه تراکم جمعیتی………………………………………….. 45

4-5-3. لایه نزدیکی به مراکز اداری………………………………………….. 46

4-5-4. لایه نزدیکی به مراکز آموزشی………………………………………….. 48

4-5-5. لایه نزدیکی به مراکز درمانی………………………………………….. 48

4-5-6. لایه نزدیکی به مراکز تجاری………………………………………….. 49

4-5-7. لایه نزدیکی به شبکه ارتباطی………………………………………….. 50

4-5-8. لایه پوشش عملکردی………………………………………….. 51

4-5-9. لایه محدودیت احداث ایستگاه های آتش نشانی………………………… 52

4-6. مکان یابی ایستگاه های آتش نشانی با استفاده از منطق فازی…………. 53

4-6-1. نقشه های مربوط به مدل فازی………………………………………….. 53

4-6-1-1. تابع نوع اول…………………………………………. 54

4-7. فازی سازی لایه های اطلاعاتی………………………………………….. 54

4-7-1. عملگر فازی AND…………………………………………..

4-7-2. عملگر فازی گاما …………………………………………60

4-8. ترکیب همه لایه های اطلاعاتی فازی و اعمال ضرایب نهایی مدل AHP:……..

4-9. تعیین مناطق مستعد………………………………………… 62

فصل پنجم…………………………………………. 64

5-1. جمع بندی و نتیجه گیری………………………………………….. 65

5-2. آزمون فرضیه ها ی تحقیق………………………………………….. 66

5-3. پیشنهادها …………………………………………67

5-4. منابع…………………………………………. 68

چکیده:

توزیع و مکان یابی بهینه ایستگاه های آتش نشانی به دلیل اهمیت و توجه روزافزون به امر ایمنی در شهرها و ارائه تمهیداتی درزمینه پیشگیری و مقابله با آتش سوزی و حادثه بسیار مهم است. برنامه ریزی شهری از طریق وضع استانداردها و ضوابط و مقررات مربوطه سهم قابل توجهی در کاهش خسارات جانی و مالی و تأمین ایمنی برای شهروندان در بلند مدت دارد. مهم ترین مشکل در خدمات رسانی ایستگاه های آتش نشانی منطقه یک شهر بندرعباس، ناکافی بودن تعداد ایستگاه های موجود و محدود بودن شعاع عملکردی آن ها می باشد؛ بنابراین توزیع کمّی و کیفی ایستگاه ها به طور علمی و تخصصی موردبررسی قرار می گیرد. شاخص های مطرح در تحقیق حاضر به ترتیب الویت شامل نزدیکی به پارامترهای (شبکه ارتباطی – تراکم جمعیت – مراکز تجاری – مراکز صنعتی – مراکز آموزشی -مراکز اداری – مراکز درمانی) و فاصله از پوشش عملکردی می باشد که اثر هر یک در ارتباط بامکان گزینیدر قالب نقشه در محیط GIS ارائه گردیده است. لایه­های اطلاعاتی در محیط ArcGIS ایجاد و نتایج حاصل از تلفیق لایه­های اطلاعاتی، بهترین مکان ها را برای ایجاد ایستگاه های آتش نشانی در منطقه ی یک شهرداری بندرعباس معرفی گردیده است. در این تحقیق از روش فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) برای برآورد اهمیت نسبی هر یک از پارامترها استفاده گردید. برای این منظور ابتدا بر اساس نظرات کارشناسان، مقایسات زوجی بین معیارها انجام شد. سپس مقادیر ناسازگاری قضاوت ها محاسبه گردید که سطح قابل قبولی برابر با 06/0 به دست آمد. بعد از تعیین وزن معیارها، در محیط GIS لایه های اطلاعاتی فازی سازی شده و با تحلیل و همپوشانی لایه های فازی وزن دار اقدام به تهیه نقشه نهایی مکان گزینی ایستگاه های آتش نشانی گردید. نتایج نشان داد که ایستگاه های موجود در محدوده با اولویت مکانی جانمایی شده اند. مناطق اولویت دار جهت استقرار ایستگاه های آتش نشانی شامل قسمت هایی از شمال شرقی منطقه، شمال غربی، غرب و جنوب منطقه یک می شود. قسمت های جنوبی و شمال غربی در حیطه شعاع عملکردی ایستگاه های موجود قرار دارد، اما مناطق غربی و شمال شرقی منطقه در خارج از عملکرد ایستگاه هاست. لذا نیاز به احداث دو ایستگاه جدید در این محدوده ها به منظور پوشش عملکردی کل منطقه یک می باشد. درنهایت با استفاده از محیط Google Earth و بازدیدهای میدانی، تعدادی مکان با ابعاد مناسب در شمال شرقی و غرب منطقه یک به عنوان مکان های پیشنهادی احداث ایستگاه جدید معرفی شده است.

فصل اول: کلیات تحقیق

2 . 2 . 2 . 2 . استان هرمزگان (از شرق به غرب)……………………………… 26

2 . 2 . 2 . 3 . استان بوشهر……………………………………….. 26

2 . 2 .3 . وسعت جنگل های مانگرو ایران………………………………………. 27

2 . 2 .4 . جنگل های مانگرو استان هرمزگان…………………………………… 30

2 . 2 . 4 . 1 . پراکنش…………………………………………… 31

2 . 2 . 4 . 2 . وسعت………………………………………….. 32

2 . 3 . تشریحپوشش گیاهی………………………………………… 34

2 . 3 .1 . عناصر درختی رویشگاه های مانگرو استان هرمزگان……………….. 34

2 . 3 . 1 . 1 . درخت حرا ……………………………………….34

2 . 3 . 1 . 2 . درخت چندل………………………………………… 38

2 . 3 .2 . فنولوژی گونه های حرا و چندل……………………….. 41

2 . 3 .3 . گونه های علفی همراه در رویشگاه های مانگرو استان هرمزگان……43

2 . 3 .4 . ساختار جنگل های مانگرو رویشگاه سیریك…………………………43

2 . 4 . تصمیمگیری………………………………………… 48

2 . 4 .1 . تصمیم گیری چند معیاری ( MCDM )…………………… 48

2 . 4 . 1 . 1 . مدلهای چند هدفه (MODM)…………………………. 48

2 . 4 . 1 . 1 . مدل های چند شاخصه (MADM)…………………….. 48

2 . 4 .2 . انواع مدلهای MADM………………………………………….

2 . 4 . 2 . 1 . روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP)………………….. 50

2 . 4 .3 . معیارهای ارزیابی………………………………………… 53

2 . 4 .4 . نسبت سازگاری (C.R.) …………………………………..53

2 . 4 .5 . سامانه پشتیبانی تصمیم گیری (DSS) …………………..55

2 . 4 .6 . سامانه پشتیبانی تصمیم گیری مکانی (SDSS)………….. 56

3. مواد و روش ها………………………………………. 58

3 . 1 . مقدمه………………………………………. 58

3 . 2 . معرفی منطقه موردمطالعه……………………………………….. 58

3 . 2 .1 . موقعیت جغرافیایی………………………………………… 58

3 . 2 .2 . وضعیت آب و هوایی………………………………………… 59

3 . 2 .3 . خاکشناسی و محدودیت اراضی……………………………… 59

3 . 2 .4 . زمین شناسی………………………………………… 61

3 . 2 .5 . پوشش گیاهی و کاربری اراضی منطقه……………………. 61

3 . 3 . روش انجام کار………………………………………. 63

3 . 3 .1 . شناخت مسئله……………………………………….. 64

3 . 3 .2 . ابزار مورد استفاده………………………………………. 64

3 . 3 .3 . جمع آوری داده………………………………………. 64

3 . 3 .4 . آماده سازی داده ها………………………………………. 64

3 . 3 .5 . تشکیل پایگاه داده………………………………………. 65

3 . 3 .6 . معیارهای مؤثر در مکان یابی مناطق مستعد احیاء بیولوژیک جنگل های مانگرو…… 65

3 . 3 .7 . لایه های اطلاعاتی………………………………………… 65

3 . 4 . ایجاد لایه های اطلاعاتی………………………………………… 66

3 . 4 .1 . لایه ی شیب زمین………………………………………… 66

3 . 4 .2 . لایۀ کاربری اراضی (ساحلی)………………………………. 67

3 . 4 .3 . لایه ژئومورفولوژی………………………………………… 70

3 . 4 .4 . لایه خورهای ساحلی………………………………………… 72

3 . 4 .5 . لایه خط جزر ومد……………………………………….. 73

3 . 4 .6 . لایه پراکنش گونه های جنگلی مانگرو……………………….. 75

3 . 4 .7 . لایه پراکنش گل خورک…………………………………………. 77

3 . 4 .8 . لایه بافت خاک…………………………………………. 78

3 . 4 .9 . لایه EC…………………………………………

3 . 4 .10 . لایه هیدروگرافی (عمق آب)……………………………….. 80

3 . 4 .11 . لایه ارتفاع……………………………………….. 82

3 . 5 . وزن دهی به معیارها………………………………………. 82

3 . 6 . محاسبه نرخ سازگاری………………………………………… 83

4. نتایج………………………………………… 86

4 . 1 . قواعد تصمیم گیری یا روش های مختلف ترکیب لایه ها…………… 86

4 . 2 . تلفیق لایه های اطلاعاتی و اولویت بندی مکان ها……………….. 86

4 . 2 .1 . تعیین ارزش معیار شیب………………………………………. 86

4 . 2 .2 . تعیین ارزش معیار کاربری ساحلی…………………………. 87

4 . 2 .3 . تعیین ارزش معیار ژئومورفولوژی……………………………. 88

4 . 2 .4 . تعیین ارزش معیار خورهای ساحلی…………………………..90

4 . 2 .5 . تعیین ارزش معیار خط جزر و مد……………………………… 90

4 . 2 .6 . تعیین ارزش معیار پراکنش جنگل های مانگرو ……………….91

4 . 2 .7 . تعیین ارزش معیار پراکنش گل خورک………………………. 92

4 . 2 .8 . تعیین ارزش معیار بافت خاک…………………………………. 93

4 . 2 .9 . تعیین ارزش معیار هدایت الکتریکی……………………….. 94

4 . 2 .10 . تعیین ارزش معیار عمق آب…………………………….. 95

4 . 3 . ارزیابی نرخهای ناسازگاری در مدل Expert choice…………….

4 . 4 . تلفیق و آنالیز لایههای اطلاعاتی بر اساس ارزشهای بدست آمده از روش AHP……..

4 . 5 . آنالیز حساسیت…………………………………………. 97

4 . 6 . سناریوهای مختلف در صحت سنجی نقشه های حاصل از AHP…………..

4 . 6 .1 . سناریوی (1): صحت سنجی با استفاده از همپوشانی ساده (Fuzzy AHP)……100

4 . 6 .2 . سناریوی (2): صحت سنجی با استفاده از روش گامای فازی (Fuzzy AHP)……101

4 . 7 . تعیین مکان مناسب با استفاده از روش جمع فازی (FUZZY-AHP) و گامای فازی (FUZZY-GAMA)…102

5. بحث و نتیجه گیری………………………………………… 105

5 . 1 . مقدمه………………………………………. 105

5 . 2 . آزمون فرضیه ها………………………………………. 105

5 . 3 . نتیجه گیری و بحث…………………………………………. 105

5 . 4 . پیشنهادها………………………………………. 108

6. منابع و مراجع………………………………………… 110

چکیده:

جنگل های حرا در مناطق ساحلی جنوب کشور ایران قرار دارند و به دلیل کارکردهای بی شمار و ارزش های زیست محیطی حفاظت، احیاء و توسعه آن ها ضروریست. تصمیم گیری طریقه عمل در مسیری خاص، به صورت آگاها‏‏‏‏نه جهت نیل به اهداف می باشد تا بدین طریق گزینه ای مناسب در میان انواع گزینه ها انتخاب شود. یک مسئله مبتنی بر تصمیم گیری مکانی زمانی مطرح می شود که بین وضعیت مطلوب و موجود از دیدگاه تصمیم گیر اختلاف وجود داشته باشد. با توجه به مسئلۀ تصمیم گیری مکانی، ارزیابی صحیح روش ها و انتخاب مناسب ترین مکان جهت اجرای پروژه با توجه به شرایط حال حاضر یکی از مسائل مهمی است که پیش روی تصمیم گیران قرار دارد. ماهیت چند معیاره بودن تصمیم گیری، انتخاب فن آوری مناسب، فقدان اطلاعات کامل و به روز و کم تجربه بودن تصمیم گیران موجب پیچیدگی موضوع و ایجاد چالش درانتخاب روش تصمیم گیری و نهایتأ انتخاب مکان مناسب جهت اجرای پروژه می گردد. جنگل های حرا از جمله منابع پایدار می باشد که امروزه توجه زیادی را به خود معطوف کرده است. توانایی های سامانه اطلاعات جغرافیایی در زمینۀ مکان یابی سبب شده است تا در مکان یابی مناطق مستعد احیاء بیولوژیک مورد استفاده قرار گیرد. هدف از این بررسی مشخص کردن مناسب ترین مناطق جهت احیاء بیولوژیک جنگل های حرا با استفاده از روش تصمیم گیریچند معیارهمکانی در رویشگاه سیریک است. در این پژوهش مؤثرترین معیارها جهت مناطق مستعد احیاء بیولوژیک شامل عمق آب، پراکنش گونه های حرا و چندل، نقاط حضور گونه گل خورک، طبقات شیب، بافت خاک، هدایت الکتریکی، خط جزر و مد، ژئومورفولوژی ساحلی، کاربری اراضی (ساحلی) و خورها بودند. سپس با استفاده از نظر کارشناسان و با روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) معیارها پهنه بندی و وزن دهی شدند. قاعده های تصمیم گیری همپوشانی شاخص، تحلیل سلسله مراتبی، FUZZY AHP، جهت شناسایی مکان های بهینه مورد استفاده قرار گرفت. تفسیر خروجی ها بیانگر تفاوت در نتایج روش هاست. در نهایت جهت حصول اطمینان از صحت نتایج با کنترل زمینی بررسی شد. روش همپوشانی به عنوان بهترین قاعده تصمیم گیری جهت شناسایی مناطق مناسب جهت احیاء بیولوژیک جنگل های مانگرو در رویشگاه سیریک استان هرمزگان معرفی گردید.

فصل اول: مقدمه و کلیات

1- مقدمه

جنگل­های مانگرو اکوسیستم­هایی تالابی از اجتماعات ساحلی مناطق حاره­اند که نه به خشکی تعلق دارند و نه به دریا بلکه ارمغان مشترک دریا و خشکی به شمار می­روند. مانگرو در اصل یعنی درخت شناور ایستاده و ریشه آن پرتغالی است، مانگ به معنی درخت شناور، گرو به معنی ایستاده، جنگل­های مانگرو از اکوسیستم­های ویژه مناطق حاره­­اند و معمولأ با واژه­هایی مانند زیستگاه­های حیاتی، منحصربه فرد، حفاظتی، همیشه بهار و … توصیف می­شوند و این صفات حاکی از اهمیت آن ها از جنبه­های بوم­شناختی، زیست­محیطی و زیبا­شناسی است و بی­دلیل نیست که امروزه این جنگل­ها در کانون توجه سه معاهده بین­المللی زیست­محیطی یعنی کنوانسیون تالاب­ها، تنوع زیستی و میراث­های جهانی قرار دارد. نام دیگر این جنگل­ها جنگل­های جزر و مدی یا کشندی است.

جنگل­های مانگرو کانون تنوع زیستی هستند، زیرا به دلیل ویژگی­ها و موقعیت خاص خود برای گونه­های بی­شماری از بی­مهرگان تا مهره­داران خشکی­زی و آبزی زیستگاهی یگانه و منسجم فراهم می کنند و از مهم ترین زیستگاه­های پرندگان بومی و مهاجر آبزی به ویژه گونه­های کمیاب و درخطر تهدید به شمار می­روند به همین دلیل حفاظت آن ها ازنظر اولویت به وسیله سازمان­های ذیربط جهانی نیز مورد تأکید قرارگرفته است.

جنگل­های مانگرو را زیستگاه­های حساس می­نامند زیرا موقعیت اکوتونی آن ها اگرچه باعث شده از غنای زیستی هر دو اکوسیستم دریا و خشکی سود برده و به یکی از غنی­ترین اکوسیستم­های جهان تبدیل شوند، اما همین موقعیت نقطه آسیب­پذیری آن ها نیز محسوب می­شوند زیرا از هر دو سو می­توانند در معرض تهدید قرار بگیرند.

این جنگل­ها اکوسیستم­های حیاتی نیز می باشند زیرا کارکردهای آن ها قابل تبدیل به ارزش­های معمول مادی نبوده و تقریباً هیچ­گونه گزینه قابل جانشینی ندارند (ذاکری و موسوی، 1387).

جنگل های مانگرو تالاب های ساحلی پوشیده از درختان و درختچه های گرمسیری و نیمه گرمسیری در اراضی جزر و مدی سواحل آب های گرم، لب شور و شور بین مدارهای 30 درجه شمالی و 30 درجه جنوبی عرض جغرافیایی هستند. گیاهان مانگرو از گروه هیگروهالوفیت ها و از دسته هالوفیت های نهان دانه باتلاقی به شمار می آیند كه با استقرار بر روی زمین های سیلتی و پوشیده از رسوبات دانه ریز یك مرحله انتقالی از خشكی به دریا را تشكیل می دهند. وجه تمایز گونه های بومی جنگل های ماندابی مانگرو با گیاهان ساكن خشكی در خصوصیات ساختمانی، نیازمندی ها و بردباری های اكولوژیك و نحوه تجدید حیات آن ها است؛ بطوریكه به رغم تنوع گونه ای از حیث تاكسونومی، شباهت های ساختمانی یكسان دارند و در مناطق با شرایط اكولوژیك ویژه، فرماسیون های مشابه ایجاد می كنند (دانه كار، 1374/ ب).

1-1- بیان مسأله