برآورد میزان تغییرات بارندگی با استفاده از تلفیق تکنیک شبکه های عصبی مصنوعی و زمین آمار در شمال غرب ایران

Publish Year: 1391
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: Persian
View: 229

This Paper With 18 Page And PDF Format Ready To Download

  • Certificate
  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Paper:

شناسه ملی سند علمی:

JR_GIS-4-4_005

تاریخ نمایه سازی: 16 آبان 1400

Abstract:

ضرورت آگاهی از وضعیت منابع آب و نزولات جوی در مناطق مختلف برای اجرای طرح های آبی از یک سو، و فقدان شبکه ای مطلوب از ایستگاه های اندازه گیری پارامترهای هواشناسی از سوی دیگر، اهمیت استفاده از روش های غیرمستقیم را برای تخمین پارامترهای اقلیمی در بسیاری از مناطق کشور آشکار می سازد. پیش بینی تغییرات اقلیمی حاکم بر هر منطقه و مدل سازی های اقلیمی و هیدرولوژیکی، مستلزم در دسترس بودن اطلاعات درازمدت و هم زمان بارش در قالب های مکانی و زمانی در ایستگاه های باران سنجی است. به دلیل عدم کفایت ایستگاه های ثبت بارندگی در گذشته، دسترسی به این اطلاعات در بسیاری از مناطق کشور با محدودیت هایی همراه است و پیاده سازی این مدل ها در مناطق مذکور عملا ناممکن می نماید. استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) امکان برآورد این اطلاعات را در ایستگاه های پراکنده ی باران سنجی، و در درازمدت حتی در سال هایی که منطقه فاقد ایستگاه های ثبت بارش بوده است، فراهم می کند. در این تحقیق برای برآورد آمار میانگین بارندگی ماهانه و فصلی و سالانه در ۳۰۵ ایستگاه هواشناسی موجود در سه استان اردبیل و آذربایجان شرقی و آذربایجان غربی در دو دهه پیش از تاسیس این ایستگاه ها، از ۳۶۶۰۰ داده ثبت شده ی آمار بارندگی ماهانه در دوره ی ده ساله ۲۰۰۴- ۱۹۹۵ استفاده شد. این داده ها به عنوان ورودی برای آموزش شبکه های عصبی با الگوریتم پس انتشار خطا به کار گرفته شدند. طول و عرض جغرافیایی، ارتفاع، شیب، عده ماه و میانگین بارندگی ماهانه ۵ ایستگاه نزدیک تر به هر ایستگاه نیز به عنوان پارامترهای ورودی شبکه انتخاب شدند. ابتدا شبکه عصبی برای دوره ده ساله ۲۰۰۴- ۱۹۹۵ آموزش داده شد و دقتی معادل (R=۰/۸۴) به دست آمد. پس از آموزش شبکه عصبی، اقدام به برآورد داده های میانگین بارندگی ماهانه و فصلی و سالانه در دوره زمانی ۱۹۹۴- ۱۹۷۵ در ایستگاه های موجود در منطقه مطالعاتی گردید. دقت شبکه عصبی در این برآورد معادل ۷/۰، ۷۸/۰ و ۸۸/۰ به ترتیب برای تخمین مقادیر میانگین بارندگی ماهانه و فصلی و سالانه در سطح منطقه مورد مطالعه بود. میزان این دقت برای هر سه استان به صورت مجزا اعتبارسنجی شد و بیشترین دقت در استان آذربایجان غربی (معادل ۷۸/۰) به دست آمد. سپس اقدام به تولید نقشه های درون یابی شده میانگین بارندگی ماهانه و فصلی و سالانه در سطح منطقه مطالعاتی، با استفاده از تخمینگر زمین آماری کریجینگ بر اساس داده های برآورد شده با تکنیک شبکه های عصبی و داده های موجود ثبت شده در ایستگاه ها در دوره زمانی ۲۰۰۴- ۱۹۷۵ گردید. نتایج این تحقیق امکان دسترسی به آمار پیوسته و درازمدت بارندگی و همچنین بررسی تغییرات توزیع مکانی بارندگی را در منطقه شمال غرب کشور از گذشته تا امروز میسر می سازد.

Keywords:

برآورد مکانی- زمانی , شبکه های عصبی مصنوعی , الگوریتم پس انتشار خطا , کریجینگ , شمال غرب ایران

Authors

علی اکبر متکان

دانشگاه شهید بهشتی

بهناز عربی

دانشگاه شهید بهشتی

حسن لشکری

دانشگاه شهید بهشتی

بابک میرباقری

دانشگاه شهید بهشتی