کلمات کلیدی: سنجش میزان تخریب ساختمان ها، ویژگی های بافتی، طبقه بندی نظارت شده، ماشین بردار پشتیبان، الگوریتم ژنتیک، سیستم استنتاج فازی

 

                                                        فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                          صفحه

1- فصل اول:کلیات تحقیق  6

1-1- مقدمه  7

1-2- بیان مسئله و ضرورت انجام تحقیق   8

1-3- سوالات تحقیق   8

1-4- اهداف تحقیق   9

1-5- ساختار تحقیق   9

2- فصل دوم : مرور تحقیقات پیشین در زمینه تعیین تخریب ساختمان ها 10

2-1- ‏‏مقدمه  11

2-2- مروری بر روشهای پیشین در تعیین تخریب ساختمانها پس از رخداد زلزله  11

2-2-1- روش های موجود از دیدگاه نوع داده های مورد استفاده 11

2-2-2- روش های موجود از دیدگاه روش تعیین میزان تخریب   13

2-3- آنالیز بافت   25

2-3-1- ویژگی های بافتی آماری   28

2-4- مروری بر یافتن ویژگی های بافتی (باندهای) بهینه  35

2-4-1- الگوریتم ژنتیک (GA) 36

2-5- طبقه بندی تصاویر  39

2-5-1- طبقه بندی الگوریتم ماشین بردار(SVM) 40

2-6- مروری بر مدل نقشه تخریب   44

2-6-1- بکارگیری سیستم فازی جهت تصمیم گیری در مورد وضعیت ساختمان ها 45

2-7- جمع بندی تحقیقات پیشین   49

3- فصل سوم: روش پیشنهادی تحقیق   52

3-1- مقدمه  53

3-2- مراحل انجام تحقیق   53

کلمات کلیدی: سنجش میزان تخریب ساختمان ها، ویژگی های بافتی، طبقه بندی نظارت شده، ماشین بردار پشتیبان، الگوریتم ژنتیک، سیستم استنتاج فازی

 

                                                        فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                          صفحه

1- فصل اول:کلیات تحقیق  6

1-1- مقدمه  7

1-2- بیان مسئله و ضرورت انجام تحقیق   8

1-3- سوالات تحقیق   8

1-4- اهداف تحقیق   9

1-5- ساختار تحقیق   9

2- فصل دوم : مرور تحقیقات پیشین در زمینه تعیین تخریب ساختمان ها 10

2-1- ‏‏مقدمه  11

2-2- مروری بر روشهای پیشین در تعیین تخریب ساختمانها پس از رخداد زلزله  11

2-2-1- روش های موجود از دیدگاه نوع داده های مورد استفاده 11

2-2-2- روش های موجود از دیدگاه روش تعیین میزان تخریب   13

2-3- آنالیز بافت   25

2-3-1- ویژگی های بافتی آماری   28

2-4- مروری بر یافتن ویژگی های بافتی (باندهای) بهینه  35

2-4-1- الگوریتم ژنتیک (GA) 36

2-5- طبقه بندی تصاویر  39

2-5-1- طبقه بندی الگوریتم ماشین بردار(SVM) 40

2-6- مروری بر مدل نقشه تخریب   44

2-6-1- بکارگیری سیستم فازی جهت تصمیم گیری در مورد وضعیت ساختمان ها 45

2-7- جمع بندی تحقیقات پیشین   49

3- فصل سوم: روش پیشنهادی تحقیق   52

3-1- مقدمه  53

3-2- مراحل انجام تحقیق   53

3-2-1- جمع آوری داده های مورد مطالعه  54

3-2-2- آماده سازی داده ها 54

3-2-3- استخراج ویژگی های بافتی   55

3-2-4- یافتن ویژگی های بافتی (باندهای) بهینه با استفاده از GA و SVM    57

3-2-5- طبقه بندی سقف ساختمان ها 60

3-2-6- طراحی سیستم فازی جهت تصمیم گیری وضعیت ساختمان ها 62

3-2-7- نقشه تخریب   64

3-2-8- ارزیابی و برآورد دقت الگوریتم پیشنهادی تحقیق   65

3-3- نرم افزارهای مورد استفاده 67

4- فصل چهارم: پیاده سازی  69

4-1- مقدمه  70

4-2- منطقه مورد مطالعه و پیش پردازش داده ها 69

4-3-  استخراج سقف ساختمان ها 73

4-4- استخراج ویژگی های بافتی   74

4-5- استخراج ویژگی های بافتی بهینه با استفاده از الگوریتم ترکیبی SVM-GA  75

4-6-  طبقه بندی سقف ساختمان ها با الگوریتم SVM    77

4-7- طبقه بندی کلاس های تخریب بر اساس منطق فازی   80

4-7-1 توابع عضویت و فازی سازی   80

4-7- استنتاج فازی   81

4-8- تولید نقشه تخریب   84

4-9- برآورد دقت   85

5- فصل پنجم: جمع بندی و پیشنهادات  91

5-1- جمع بندی   92

5-2- پیشنهادات   96

مراجع  99

چکیده انگلیسی   101

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                                          صفحه

شکل ‏2‑1  نتیجه تفسیر بصری تصاویر سنجنده Quick Bird زلزله بم توسط Yamazaki  و همکاران.. 16

شکل ‏2‑2  استخراج قطعات معنادار از تصاویر در آنالیز شئ مبنا 20

شکل ‏2‑3 مدل مفهومی روش ارائه شده توسط گوسلا  و همکاران.. 21

شکل ‏2‑4 مدل مفهومی روش ارائه شده توسط چینی و همکاران.. 23

شکل ‏2‑5 مدل مفهومی روش ارائه شده توسط صمدزادگان و همکاران.. 24

شکل ‏2‑6 چهار جهت اصلی تصویر برای تشکیل ماتریس هم اتفاق.. 31

شکل ‏2‑7 نحوه تشکیل ماتریس هم اتفاق.. 31

شکل ‏2‑8 نحوه تولید تصاویر بافتی با حرکت پنجره متحرک با ابعد 3*3. 35

شکل ‏2‑9 نمونه ای از انجام جهش بر روی یک کروموزوم. 39

شکل ‏2‑10 طبقه بندی به روش SVM  در دوکلاس با استفاده از کرنل خطی.. 42

شکل ‏2‑11 طبقه بندی بهینه دو کلاس با کرنل خطی.. 43

شکل ‏2‑12 سیستم منطق فازی.. 46

شکل ‏2‑13 نمودار یک سیستم استنتاج (ممدانی) 47

شکل ‏3-1 مدل مفهومی الگوریتم پیشنهادی تحقیق.. 54

شکل ‏3-2 فرآیند کلی الگوریتم ترکیبی GA-SVM 57

شکل ‏3-3 نحوه انتخاب ویژگی های بافتی بهینه. 58

شکل ‏3-4 نمونه ای از کروموزوم مورد استفاده در این تحقیق.. 58

شکل ‏3-5 فرآیند طبقه بندی ساختمان با الگوریتم SVM… 61

شکل3-6 نحوه تعریف ورودی های سیستم استنتاج فازی.. 66

شکل ‏4‑1 زلزله شهر بم، کرمان، ایران. 70

شکل ‏4‑2 تصویر ماهواره QuickBird  مربوط به قبل از زلزله بم. 71

شکل ‏4‑3 تصویر ماهواره QuickBird  مربوط به پس از زلزله بم. 72

شکل ‏4‑4 داده کمکی شامل بردارهای پلیگون ساختمانها و اطلاعات آن ها 73

شکل ‏4‑5 ماسک ساخته شده و سقف های ساختمانی استخراج شده 74

شکل ‏4‑6 اجرای الگوریتم GA-SVM… 77

شکل ‏4‑7  اجرای الگوریتم MAIN-SVM… 78

شکل ‏4‑8 نتایج طبقه بندی سقف ساختمان ها با استفاده از الگوریتم SVM… 79

شکل ‏4‑9 توابع عضویت مورد استفاده برای فازی سازی ورودی های سیستم فازی.. 81

شکل ‏4‑10 تابع عضویت مربوط به بخش خروجی سیسستم استنتاج فازی.. 83

شکل ‏4‑11 ساختار سیستم استنتاج فازی طراحی شده 83

شکل ‏4‑12 نقشه تخریب مرجع تهیه شده توسط یامازاکی و همکاران(C1,C3,C4,C5) 88

شکل ‏4‑13  نقشه تخریب نهایی حاصل از پیاده سازی الگوریتم پیشنهادی تحقیق(C1,C3,C4,C5). 89

شکل ‏4‑14  نقشه تخریب نهایی حاصل از پیاده سازی الگوریتم پیشنهادی تحقیق(C1&3,C4,C5). 89

شکل ‏4‑15 نقشه تخریب نهایی حاصل از پیاده سازی الگوریتم پیشنهادی تحقیق(c1,c3,c4&5). 89

شکل ‏4‑16 نقشه تخریب نهایی حاصل از پیاده سازی الگوریتم پیشنهادی تحقیق(c1&3,c4&5) 90

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                          صفحه

جدول ‏2‑1 رابطه بین بردار آفست و 4 جهت اصلی.. 31

جدول ‏2‑2 طبقه بندی ساختمان های آسیب دیده بر اساس آیین نامه(EMS98-2008) 45

جدول ‏2‑3 جمع بندی تحقیقات پیشین.. 49

جدول ‏3‑1 توصیف گرهای آماری استخراجی از ماتریس هم اتفاق(هارالیک) استفاده شده 56

جدول ‏3‑2   ماتریس خطا برا ی یک طبقه بندی با سه کلاس… 60

جدول ‏3‑3 نحوه تشکیل ماتریس خطا 65

جدول ‏4‑1 ویژگی های استخراجی آماری مرتبه دوم هارالیک… 74

جدول ‏4‑2 چند ساختمان نمونه به همراه درصد حضور هر کلاس در سقف ساختمان. 80

جدول ‏4‑3 تعدادی از قواعد فازی استفاده شده در سیستم استنتاج فازی.. 82

جدول ‏4‑4  نتیجه نهایی اعمال الگوریتم پیشنهادی بر روی ساختمان های ناحیه مورد مطالعه. 84

 

3-2-1- جمع آوری داده های مورد مطالعه  54

3-2-2- آماده سازی داده ها 54

3-2-3- استخراج ویژگی های بافتی   55

3-2-4- یافتن ویژگی های بافتی (باندهای) بهینه با استفاده از GA و SVM    57

3-2-5- طبقه بندی سقف ساختمان ها 60

3-2-6- طراحی سیستم فازی جهت تصمیم گیری وضعیت ساختمان ها 62

3-2-7- نقشه تخریب   64

3-2-8- ارزیابی و برآورد دقت الگوریتم پیشنهادی تحقیق   65

3-3- نرم افزارهای مورد استفاده 67

4- فصل چهارم: پیاده سازی  69

4-1- مقدمه  70

4-2- منطقه مورد مطالعه و پیش پردازش داده ها 69

4-3-  استخراج سقف ساختمان ها 73

4-4- استخراج ویژگی های بافتی   74

4-5- استخراج ویژگی های بافتی بهینه با استفاده از الگوریتم ترکیبی SVM-GA  75

4-6-  طبقه بندی سقف ساختمان ها با الگوریتم SVM    77

4-7- طبقه بندی کلاس های تخریب بر اساس منطق فازی   80

4-7-1 توابع عضویت و فازی سازی   80

4-7- استنتاج فازی   81

4-8- تولید نقشه تخریب   84

4-9- برآورد دقت   85

5- فصل پنجم: جمع بندی و پیشنهادات  91

5-1- جمع بندی   92

5-2- پیشنهادات   96

مراجع  99

چکیده انگلیسی   101

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                                          صفحه

این مطلب را هم بخوانید :

شکل ‏2‑1  نتیجه تفسیر بصری تصاویر سنجنده Quick Bird زلزله بم توسط Yamazaki  و همکاران.. 16

شکل ‏2‑2  استخراج قطعات معنادار از تصاویر در آنالیز شئ مبنا 20

شکل ‏2‑3 مدل مفهومی روش ارائه شده توسط گوسلا  و همکاران.. 21

شکل ‏2‑4 مدل مفهومی روش ارائه شده توسط چینی و همکاران.. 23

شکل ‏2‑5 مدل مفهومی روش ارائه شده توسط صمدزادگان و همکاران.. 24

شکل ‏2‑6 چهار جهت اصلی تصویر برای تشکیل ماتریس هم اتفاق.. 31

شکل ‏2‑7 نحوه تشکیل ماتریس هم اتفاق.. 31

شکل ‏2‑8 نحوه تولید تصاویر بافتی با حرکت پنجره متحرک با ابعد 3*3. 35

شکل ‏2‑9 نمونه ای از انجام جهش بر روی یک کروموزوم. 39

شکل ‏2‑10 طبقه بندی به روش SVM  در دوکلاس با استفاده از کرنل خطی.. 42

شکل ‏2‑11 طبقه بندی بهینه دو کلاس با کرنل خطی.. 43

شکل ‏2‑12 سیستم منطق فازی.. 46

شکل ‏2‑13 نمودار یک سیستم استنتاج (ممدانی) 47

شکل ‏3-1 مدل مفهومی الگوریتم پیشنهادی تحقیق.. 54

شکل ‏3-2 فرآیند کلی الگوریتم ترکیبی GA-SVM 57

شکل ‏3-3 نحوه انتخاب ویژگی های بافتی بهینه. 58

شکل ‏3-4 نمونه ای از کروموزوم مورد استفاده در این تحقیق.. 58

شکل ‏3-5 فرآیند طبقه بندی ساختمان با الگوریتم SVM… 61

شکل3-6 نحوه تعریف ورودی های سیستم استنتاج فازی.. 66

شکل ‏4‑1 زلزله شهر بم، کرمان، ایران. 70

شکل ‏4‑2 تصویر ماهواره QuickBird  مربوط به قبل از زلزله بم. 71

شکل ‏4‑3 تصویر ماهواره QuickBird  مربوط به پس از زلزله بم. 72

شکل ‏4‑4 داده کمکی شامل بردارهای پلیگون ساختمانها و اطلاعات آن ها 73

شکل ‏4‑5 ماسک ساخته شده و سقف های ساختمانی استخراج شده 74

شکل ‏4‑6 اجرای الگوریتم GA-SVM… 77

شکل ‏4‑7  اجرای الگوریتم MAIN-SVM… 78

شکل ‏4‑8 نتایج طبقه بندی سقف ساختمان ها با استفاده از الگوریتم SVM… 79

شکل ‏4‑9 توابع عضویت مورد استفاده برای فازی سازی ورودی های سیستم فازی.. 81

شکل ‏4‑10 تابع عضویت مربوط به بخش خروجی سیسستم استنتاج فازی.. 83

شکل ‏4‑11 ساختار سیستم استنتاج فازی طراحی شده 83

شکل ‏4‑12 نقشه تخریب مرجع تهیه شده توسط یامازاکی و همکاران(C1,C3,C4,C5) 88

شکل ‏4‑13  نقشه تخریب نهایی حاصل از پیاده سازی الگوریتم پیشنهادی تحقیق(C1,C3,C4,C5). 89

شکل ‏4‑14  نقشه تخریب نهایی حاصل از پیاده سازی الگوریتم پیشنهادی تحقیق(C1&3,C4,C5). 89

شکل ‏4‑15 نقشه تخریب نهایی حاصل از پیاده سازی الگوریتم پیشنهادی تحقیق(c1,c3,c4&5). 89

شکل ‏4‑16 نقشه تخریب نهایی حاصل از پیاده سازی الگوریتم پیشنهادی تحقیق(c1&3,c4&5) 90

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                          صفحه

جدول ‏2‑1 رابطه بین بردار آفست و 4 جهت اصلی.. 31

جدول ‏2‑2 طبقه بندی ساختمان های آسیب دیده بر اساس آیین نامه(EMS98-2008) 45

جدول ‏2‑3 جمع بندی تحقیقات پیشین.. 49

جدول ‏3‑1 توصیف گرهای آماری استخراجی از ماتریس هم اتفاق(هارالیک) استفاده شده 56

جدول ‏3‑2   ماتریس خطا برا ی یک طبقه بندی با سه کلاس… 60

جدول ‏3‑3 نحوه تشکیل ماتریس خطا 65

جدول ‏4‑1 ویژگی های استخراجی آماری مرتبه دوم هارالیک… 74

جدول ‏4‑2 چند ساختمان نمونه به همراه درصد حضور هر کلاس در سقف ساختمان. 80

جدول ‏4‑3 تعدادی از قواعد فازی استفاده شده در سیستم استنتاج فازی.. 82

جدول ‏4‑4  نتیجه نهایی اعمال الگوریتم پیشنهادی بر روی ساختمان های ناحیه مورد مطالعه. 84