بررسی عملکرد مدل های داده کاوی در پیش بینی بارش و تحلیل وضعیت خشک سالی ایستگاه سینوپتیک بندرعباس

استفاده از روش های مختلف داده کاوی در پیش بینی خشک سالی متداول است. با این حال، به طور عمده انتخاب مدل برتر بر مبنای دقت شبیه سازی صورت می گیرد. درحالی که در اغلب مطالعات به ویژگی های ساختاری مدل ها کم تر توجه شده است. در این مقاله کارایی مجموعه ای از متداول ترین مدل های داده کاوی شامل شبکه عصبی مصنوعی چندلایه پرسپترون (ANN-MLP)، شبکه عصبی با تابع پایه شعاعی (ANN-RBF)، درخت تصمیم رگرسیونی (CART)، مدل درختی (M۵P) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) جهت پیش بینی بارش یک سال بعد ایستگاه سینوپتیک بندر عباس ارزیابی شده و ویژگی های هر یک از آن ها تشریح می شود. واسنجی و صحت سنجی مدل ها با استفاده از داده های خام و میانگین متحرک سه ساله پارامترهای اقلیمی در بازه آماری ۱۳۴۷ تا ۱۳۹۶ انجام شد. عملکرد مدل ها با استفاده از پارامترهای آماری مختلف و نمودارهای مقایسه ای ارزیابی شد. نتایج نشان داد مدل های SVM و M۵P به ترتیب با مقادیر RMSE برابر ۹۳/۷ و ۳۱/۸ میلی متر، MAE برابر ۶۶/۳ و ۶۹/۴ میلی متر و ضریب همبستگی ۸۳/۰ و ۸۲/۰ کارایی مطلوبی در پیش بینی بارش دارند. هم چنین، به استثنای مدل CART، تغییر در ابزار داده کاوی تفاوت هشت تا ۱۱ درصدی در دقت تخمین ها ایجاد می کند؛ بنابراین انتخاب مدل مناسب تر باید بر مبنای سایر ویژگی های روش ها در کنار میزان دقت آن ها صورت پذیرد. به علاوه، بهره گیری از میانگین متحرک سه ساله به طور متوسط ضریب همبستگی را حدود ۷۸ درصد افزایش و RMSE را حدود ۶۳ درصد کاهش داده است. تحلیل وضعیت درازمدت خشک سالی نشان داد با افزایش طول دوره شاخص بارش استاندارد، میزان تفکیک سال های مرطوب و خشک مشخص تر می شود.

Keywords:

درخت تصمیم , شاخص بارش استاندارد , شبکه عصبی مصنوعی , ماشین بردار پشتیبان