پهنه‌بندی شاخص کیفی سنگ در ساختگاه سد سمیلان، براساس گسل‌ها و شبکه عصبی ‏خودسازمانده

پهنه‌بندی، یکی از مباحث مهم، در علوم‌زمین به شمار می آید. در پهنه‌بندی، یک محدوده به چند بخش یا پهنه مجزا تقسیم و در نهایت از ترکیب نتایج پهنه های مختلف، یک مدل واحد ‏حاصل می شود. در این مطالعه، از روش‌های خوشه‌بندی برای پهنه‌بندی سد سمیلان استفاده شده است. تعداد بهینه خوشه ها براساس متغیر ژیوتکنیکی (لوژون و شاخص کیفی سنگ) و ‏مقادیر شاخص‌گذاری شده سنگ‌شناسی و درجه اهمیت ساختگاه سد سمیلان تعیین شده است. براساس رتبه‌بندی 7 شاخص اعتبار‌سنجی خوشه‌بندی، تعداد بهینه خوشه‌‌ها برابر با 4 ‏به‎دست آمد. در این مقاله، از روش خوشه‌بندی براساس شبکه عصبی خودسازمانده، به‌همراه نحوه قرارگیری گسل‌ها، برای پهنه‌بندی استفاده شده است. در حالت اول، براساس گسل‌ها، ‏پهنه به 4 بخش تقسیم شد که نوعی پهنه‌بندی دوبعدی است که این پهنه‌بندی در ژرفا‌های مختلف، یکسان و مستقل از بعد سوم (ژرفا) بوده و هر گمانه به‌یک پهنه اختصاص داده ‌شد. در ‏حالت دوم، از روش نقشه خودسازمانده (‏som‏) که نوعی شبکه عصبی با قابلیت خوشه‏‎بندی است، استفاده شد. داده‌های ورودی این شبکه، شامل 3 متغیر جهتی ‏‎(x,y,z)‎، متغیر ‏ژیوتکنیکی (لوژون و شاخص کیفی سنگ)، مقادیر شاخص‌گذاری سنگ‌شناسی و درجه اهمیت ساختگاه سد سمیلان است. در مرحله بعد، 7 متغیر ورودی به‌صورت بهنجارشده (در ‏دامنه 0 تا 1) برای آموزش وارد شبکه شده و خروجی شبکه براساس شاخص‌های اعتبارسنجی خوشه‌ها، داده‌ها به‌چهار 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 خوشه‌بندی صحیح، بیشترین تفاوت بین‏‎خوشه‌ای و ‏بیشترین تشابه درون‌خوشه ای است. برای بررسی و اعتبارسنجی دو حالت خوشه‎بندی، از شاخص کیفیت خوشه‌بندی استفاده شد. شاخص کیفیت خوشه‌بندی به‌‌صورت مجموع اختلاف ‏میانگین بین هر دو خوشه تقسیم بر مجموع انحراف معیار خوشه‌ها تعریف شد که مقادیر بیشینه این شاخص، معرف کیفیت بهتر خوشه‎بندی است. در این بررسی مشخص شد که ‏خوشه‌بندی با استفاده از شبکه عصبی خودسازمانده، کیفیت بالاتری نسبت به‌خوشه‌بندی بر اساس گسل‌ها دارد.‏