پهنه‌بندی ریسک حریق در مناطق شهری با استفاده از روش رگرسیون لجستیک (مطالعه موردی: شهر کاشان)

پیشینه و هدف مدیریت خطر آتش سوزی یک مسئله جهانی است، جایی که سیاست های ایمنی شهری باید این موضوع را جدی بگیرند. یکی از زمینه های پژوهش برای کنترل آتش سوزی های شهری، شناسایی نقاط بحرانی آتش سوزی در منطقه است؛ زیرا عدم شناخت کافی این نقاط باعث وقوع و گسترش آتش در مناطق و کاربری های مختلف، تاخیر در مهار آن و وارد آمدن خسارات مالی و صدمه جانی و همچنین آلودگی های محیطی را در پی خواهد داشت. پهنه بندی ریسک حریق باهدف به کارگیری در برنامه ریزی و مدیریت در کنترل و حرائق شهری تاکنون در منطقه مطالعاتی این تحقیق موردتوجه نبوده و در قالب طرح تحقیقاتی و مطالعاتی، پژوهشی در این زمینه صورت نگرفته است. هدف از مطالعه حاضر تعیین و شناسایی معیارهای شاخص جهت پهنه بندی ریسک آتش سوزی در منطقه موردمطالعه، ایجاد نقشه خطر آتش سوزی بر اساس روش رگرسیون لجستیک و تطابق با نقشۀ واقعیت آتش و همچنین ارائه برنامه های مدیریتی و مدیریت بحران آتش سوزی در شهر کاشان است.مواد و روش ها مراحل وتکنیک های مورداستفاده در این تحقیق در شش گام انجام گردید. اولین گام شناسایی معیارها و شاخص های تاثیرگذار است. با استفاده از مطالعات کتابخانه ای، اطلاعات به دست آمده از مقالات معتبر و همچنین از طریق روش دلفی به منظور گردآوری نظر کارشناسان از مقیاس لیکرت استفاده شد. در گام دوم غربال گری معیارها متناسب باهدف انجام گرفت که معیارهای تاثیرگذار در این تحقیق عبارت اند از عوامل آسیب پذیر شامل (تراکم جمعیت، واحدهای صنعتی، تجاری- انبار، ساختمان مرتفع، بافت قدیمی و جایگاه سوخت) و همچنین ظرفیت عوامل کاهش شامل (ایستگاه آتش نشانی، جاده ها و شیرهای هیدرانت) است. در گام سوم آماده سازی داده ها و لایه ها جهت تحلیل در سیستم اطلاعات جغرافیایی صورت گرفت. در مرحله بعد به استانداردسازی لایه ها با استفاده از منطق فازی پرداخته شد.در ابتدا تابع فاصله (distance) بر روی معیارها در محیط ادریسی سلوا اجرا گردید تا فاصله از هر پدیده مشخص شود. در ادامه به روش فازی همه معیارهای تعیین شده در بازه صفرتا 255 استاندارد شدند. نوع تابع استفاده شده در رویکرد منطق فازی از نوع خطی (linear) بوده که انتخاب نوع تابع و آستانه ها بر اساس مرور منابع و نظر کارشناسی انجام شد. به منظور تحلیل ارتباط فضایی بین حوادث آتش سوزی رخ داده در سطح شهر و نقش فاکتورهای موثر در وقوع آن تمامی نقاط آتش سوزی 10 سال گذشته در سطح شهر از سال 1389 تا سال 1399 استخراج و به نقشه رستری تبدیل شد. در گام پنجم نقشه خطر آتش سوزی با استفاده از رگرسیون لجستیک تهیه شد که پس از مشخص شدن اعتبار مدل رگرسیون لجستیک با استفاده از شاخص های تعیین شده، نقشه پهنه بندی ریسک حریق شهر کاشان ترسیم گردید. در گام آخر به منظور اعتبار سنجی مدل رگرسیون لجستیک از chi square, roc و pseudo r square استفاده شد.نتایج و بحث مزایای استفاده از مدل رگرسیون لجستیک علاوه بر مدل سازی مشاهده ها، امکان پیش بینی احتمال تعلق هر فرد به هریک از سطوح متغیر وابسته و امکان محاسبه ی مستقیم نسبت به شانس متغیرها با استفاده از حداکثر درستنمایی بیشینه ضرایب مدل است. همچنین نسبت به سایر تکنیک های آماری، چند متغیره مانند آنالیز رگرسیون چندگانه و آنالیز تشخیصی، متغیر وابسته می تواند تنها دو متغیر داشته باشد که یکی احتمال وقوع حادثه و دیگری عدم وقوع آن است. به منظور تحلیل ارتباط فضایی بین حوادث آتش سوزی رخ داده در سطح شهر و نقش فاکتورهای موثر در وقوع آن تمامی نقاط آتش سوزی 10 سال گذشته در سطح شهر از سال 1389 تا سال 1399 استخراج و به نقشه رستری تبدیل شد. خروجی مدل رگرسیون لجستیک، ضریب هایی بین صفر و یک دارد که به احتمالات بالاتر از 0.5 ارزش یک (وقوع آتش سوزی) و به احتمالات پایین تر از 0.5 ارزش صفر (عدم وقوع آتش سوزی) می دهد و بدین ترتیب نقشه بولین ریسک تولید می گردد. این احتمال پیش بینی شده در دامنه 0 تا 1 سبب می شود تغییر لگاریتمی پیوسته باشد و خروجی مدل به صورت یک نقشه پیش بینی مکانی احتمال تخریب ارائه شود. سپس در معادله رگرسیون لجستیک این لایه به عنوان متغیر وابسته و پارامترهای موثر در پهنه بندی حریق به عنوان متغیر مستقل معرفی گردید پس از ورود داده ها به مدل آماری رگرسیون لجستیک، با استفاده از پارامتر های موثر در نرم افزار idrisi ، ضرایب مدل، استخراج گردید. پس از مشخص شدن اعتبار مدل رگرسیون لجستیک با استفاده از شاخص های تعیین شده، نقشه پهنه بندی ریسک حریق شهر کاشان ترسیم گردید. درنهایت منطقه موردمطالعه ازنظر پتانسیل ریسک حریق به 5 کلاس بسیار کم، ریسک کم، متوسط، بسیار زیاد، ریسک زیاد تقسیم گردید.

fire risk zoning in urban areas using logistic regression method (case study: kashan city)

background and objective fire risk management is a global issue, and urban safety policies must take it seriously. one of the fields of research for controlling urban fires is to identify critical fire points in the region; insufficient knowledge of these points will cause the occurrence and spread of fire in various areas and uses, delays in controlling it, and causing financial losses and personal injury as well as environmental pollution. fire risk zoning with the aim of being used in planning and management in urban fire control has not been considered in the study area of this research and no research has been done in this field in the form of research and study plan. the purpose of this study is to determine and identify the criteria for fire risk zoning in the study area, to create a fire risk map based on the logistic regression method and compliance with the fire reality map, and also to present fire management programs and fire crisis management in kashan.materials and methods the steps and techniques used in this study were performed in six steps. the first step is to identify the effective criteria and indicators. using library studies, information obtained from authoritative articles, and also through the delphi method in order to collect the opinions of experts, the likert scale was used. in the second step, the screening of criteria was done in accordance with the purpose. the effective criteria in this study are vulnerable factors including (population density, industrial units, commercial-warehouse, high-rise buildings, old tissue, and fuel station) as well as the capacity of reducing factors. (fire station, roads, and hydrant valves). in the next step, the layers were standardized using fuzzy logic. at first, the distance function was performed on the criteria in selva idrisi to determine the distance from each phenomenon. then, by the fuzzy method, all the criteria determined in the range of zero to 255 were standardized. the type of function used in the fuzzy logic approach is linear, and the selection of the function type and thresholds was based on a review of sources and expert opinion. in order to analyze the spatial relationship between fire incidents that occurred in the city and the role of effective factors in its occurrence, all fire points of the last 10 years in the city from 2010 to 2020 were extracted and turned into a raster map. in the fifth step, a fire hazard map was prepared using logistic regression. after determining the validity of the logistic regression model using the specified indicators, the fire risk zoning map of kashan was drawn. in the last step, chi-square, roc, and pseudo r square were used to validate the logistic regression model.results and discussion advantages of using the logistic regression model in addition to modeling observations, it is possible to predict the probability of each person belonging to each of the levels of dependent variables and the possibility of directly calculating the odds of variables using the maximum likelihood of maximum model coefficients. also, compared to other statistical techniques, multivariate such as multiple regression analysis and diagnostic analysis, the dependent variable can have only two variables, one is the probability of an accident and the other is its non-occurrence. in order to analyze the spatial relationship between fire incidents that occurred in the city and the role of effective factors in its occurrence, all fire points of the last 10 years in the city from 2010 to 2020 were extracted and turned into a raster map. the output of the logistic regression model has coefficients between 0 and 1, with a probability higher than 0.5 of a value of one (occurrence of fire) and a probability of less than 0.5 of a value of zero (no occurrence of fire) and thus a boolean map of risk is generated.