بخشی از مقاله
چکیده
امروزه جاذبه های گردشگری مهمترین منابع درآمد زا برای مناطق مختلف جهان بخصوص کشورهای در حال توسعه میباشند. پژوهش حاضر با هدف بررسی و شناخت غار آبی زرین آباد واقع در استان لرستان در جهت رونق و توسعه ی گردشگری شهری و جذب گردشگر صورت گرفته است. بدین منظور از ترکیب روشهای فازی پیوسته و فرکتال بر روی سه نوع دادهی ژئوالکتریکی حاصل از روشهای مقاومت ویژه ظاهری الکتریکی، پتانسیل خودزا و اتصال به جرم جهت تعیین هندسه دقیق توسعه غار و فضاهای کارستی استفاده شده است.
در ابتدا مقادیر اولیهی حاصل از هرسه روش براساس منطق فازی و با استفاده از تابع MSlarge به دامنهی 0 تا 1 منتقل شدند و سپس مقادیر فازی توسط عملگر - g=0.9 - Gamma با یکدیگر تلفیق شدند و مدل نهایی روش فازی پیوسته تولید گردید. پس از آن با استفاده از روش فرکتال عیار- مساحت جوامع مختلف از روی مقادیر تلفیق شده از هم تفکیک شدند.
روش فرکتال به عنوان روشی که تغییرات فضایی و هندسهی الگوهای آنومالی را در نظر میگیرد، به خوبی توانسته است که جوامع لیتولوژیکی شامل سازندهای کنگلومرایی و آهکی و همچنین فضاهای کارستی را از یکدیگر تفکیک نماید. نتایج حاصل نشان می دهد که فضاهای کارستی با ابعاد چند متر تا چند ده متر که طول آن در یک جهت به 100 متر نیز میرسد، از شمال منطقه مورد مطالعه به سمت جنوب گسترش یافته است.
مقدمه
یکی از مهمترین بخشهای کارهای اکتشافی، جداسازی مقدار آنومالی از مقدار زمینه میباشد . - Bai et al., 2010 - روشهای مختلفی برای جداسازی و تشخیص مناطق آنومال از زمینه وجود دارد که از روشهای آماری ساده - براساس پارامترهای آماری تابع توزیع - تا روشهای پیچیده فرکتالی - براساس ساختار فضایی دادهها - تغییر میکنند
امروزه ریاضیات به عنوان ابزاری قدرتمند در اختیار زمینشناسان قرار گرفته است که آنان را جهت توصیف فرآیندهای طبیعی یاری میدهد. روشهای فرکتالی به دلایل بسیاری ازجمله در نظر گرفتن توزیع فضایی داده ها و نیز شکل هندسی آنومالیها و همچنین استفاده از تمام دادهها بدون تغییر آنها، دارای کاربرد فراوانی در مطالعات سطحی علوم زمین میباشند
این روشها در آنالیزهای ژئوشیمیایی بسیار مورد استفاده قرار میگیرند در حالی که تاکنون در مطالعات ژئوفیزیکی چندان استفاده نشده است بنابراین این روش میتواند به عنوان یک روش خلاقانه در جداسازی مقدار آنومالی از زمینه در مطالعات ژئوفیزیکی همانند مطالعات ژئوشیمیایی استفاده شود.
روشهای ژئوفیزیکی ازجمله روش مقاومت ویژه ظاهری الکتریکی، پتانسیل خودزا و اتصال به جرم، کاربرد گسترده ای در شناسایی واحدهای زمین شناسی خاص مانند آهکهای کارستی دارند زیرا کارستها نقش مهمی در آبخوانهای سخت و به ویژه آبخوانهای آهکی از نظر تامین آب دارند. افزون بر این بسیاری از این کارستها با توجه به سازند های آهکی و دالانهای پیچ در پیچ برای قایقرانی میتوانند یکی از مهمترین پتانسیلهای جذب گردشگر برای منطقه باشند
بنابراین تلفیق این دادهها می تواند منجر به شناسایی و جدایش دقیقتر حفرات کارستی و تعیین شکل هندسی آنها گردد. از آنجا که برای تلفیق لایههای اکتشافی مختلف بهتر است که مقادیر دادهها در یک دامنهی مشخص قرار بگیرند، بدین منظور روشهای مبتنی بر منطق فازی میتوانند برای یکسان سازی مقادیر - دامنه 0 تا - 1 به کار گرفته شوند.
در این مقاله به شناسایی آهکهای کارستی غار زرینآباد با استفاده از تلفیق روشهای فازی و فرکتال بر روی سه نوع دادهی ژئوالکتریکی حاصل از روشهای مقاومت ویژه ظاهری الکتریکی، پتانسیل خودزا و اتصال به جرم، پرداخته شده است. بدین منظور ابتدا مقادیر لایههای ژئوالکتریکی با استفاده از منطق فازی به دامنهی 0 و 1 منتقل شده و سپس توسط روش فازی پیوسته - عملگر گاما - با یکدیگر تلفیق شدند. سپس مقادیر تلفیقی پیوسته حاصل از روش فازی با استفاده از روش فرکتال گسسته شده و جوامع مختلف شامل حفرات کارستی و بخشهای لیتولوژیکی شناسایی و تفکیک شدند.
محدوده مورد مطالعه
غار زرینآباد در فاصله حدود 40 کیلومتری شمال خاوری شهرخرم آباد و در روستایی به نام زرینآباد واقع است. این محدوده در یک منطقه کوهستانی شامل قلههای آهکی سن کرتاسه واقع شده است، این آهکها با ضخامت قابل توجهی از سازند کنگلومرایی پوشیده است که رخنمون این سازند تا فاصلهی 200 متری به سمت جنوب ادامه پیدا کرده است
در بخش شمالی منطقه یک غار به شکل طبیعی و بدون دخالت انسان شکل گرفته است که یک چشمه با دبی زیاد از آن خارج میشود. این چشمه دارای آبدهی درخور توجهی در فصل بهار است و در فصل تابستان سطح آب آن از حد معینی پایین تر نمیرود. این محدوده در زمستان سرد و معمولا پوشیده از برف است ولی در تابستان روزها گرم و شبها هوا ملایم است.
شکل - : - 1 نقشه زمین شناسی محدوده مورد مطالعه
روش تحقیق
روش فازی پیوسته
تبدیل مقادیر لایههای اطلاعاتی به دامنه - 1-0 - در واقع اختصاص مقادیر فازی به هر یک از سلولهای نقشههای شاهد میباشد - Porwal et al., 2003 - برای تلفیق لایههای فازی سازی شده، باید از عملگرهای فازی مناسبی استفادهشود. عملگرهای مورد استفاده در این زمینه شامل عملگر Product، Sum، Or، And و Gamma میباشد. در این پژوهش، از عملگر گاما - gamma=0.9 - برای تلفیق لایههای اطلاعاتی پیوسته تحت تبدیل تابع MSlarge، استفاده شده است؛ زیرا این عملگر، بهطور همزمان حاوی جمع جبری عملگر Sum و جمع جبری عملگر Product در یک نقشه میباشد. یعنی عملگر گاما اثر کاهندگی مربوط به عملگر Product و اثر افزایندگی مربوط به عملگر Sumرا تعدیل مینماید.
روش فرکتال
چنگ و همکاران در سال 1994برای اولین بار روش فرکتال عیار - مساحت را پیشنهاد کردند که این روش میتواند برای جداسازی آنومالیهای ژئوشیمیایی از زمینه مورد استفاده قرار گیرد. معادله مربوط به این روش به صورت زیر است.
در ترسیم نمودار مربوط به روش عیار - مساحت، محور مربوط به لگاریتم عیار - مقدار - در برابر محور مربوط به لگاریتم مساحت قرار میگیرد. سپس خطوط مستقیمی براساس قانون حداقل مربعات، به نقاط موجود در نمودار برازش میشود. پس از برازش خطوط به نمودار، در جاهایی که تغییر شیب رخ داده است و خطوط دچار شکستگی شده اند، جوامع مختلف ژئوشیمیایی از هم جدا میشوند.
