ارزیابی کاربرد شبکه عصبی مصنوعی و بهینه‌سازی آن با روش الگوریتم ژنتیک در تخمین داده‌های بارش ماهانه (مطالعه موردی: منطقه کردستان)

author

Abstract:

Estimating spatial distribution of precipitation is vital to execute water resources plans, drought, land-use plans environment, watershed management, and agricultural master plans. High variation in amount of precipitation in various parts, lack of measurement stations, and the complexity of relationship between precipitation and parameters affecting it have doubled the importance of developing efficient methods in estimating spatial distribution of precipitation. Artificial neural network has been proved to be efficient as a new way for modeling and predicting the processes for which no solution and explicit relationship has been available in accurately identifying and describing them. The purpose of this study is to investigate the efficiency of artificial neural network in estimating spatial monthly precipitation. To achieve this objective, neural network with multilayer perceptorn topology was employed for preparing model for spatial monthly precipitation in five synoptic and rain-gauge stations located in Kurdistan province. In order to design the topology of the model in each station, as the adjustable parameters (including transfer function, learning rule, amount of momentum, number of hidden layers, number of neurons of the hidden layers, and the number of epochs) changed, different neural networks were made and carried out. In each case, the topology with the minimum amount of root mean square error (RMSE) was selected as the optimal model. Owing to the fact that the selection of each of the variable parameters of neural network necessitated recurring trails and errors, and consequently teaching a large number of networks with various topologies, genetic algorithm method was utilized for finding the optimization of these parameters the efficiency of this method, too, was examined in terms of the optimization of neural network. The findings indicated that neural network enjoys a high degree of accuracy in modeling and estimating spatial distribution of monthly precipitation. In addition, combining it with genetic algorithm method was positively evaluated in optimizing the requirements for executing neural network. In most cases, mixed method proved its superiority over executing neural network without optimization. The most precise model in all of the stations under study was achieved by the use of transfer function, sigmoid, learning rule of Levenberg Marquardt in the selected models, the determination coefficient (R2) observed between the model output amounts and the data observed in station were found to be 0.86 0.89 0.94 0.77 and 0.94.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

ارزیابی کاربرد شبکه عصبی مصنوعی و بهینه سازی آن با روش الگوریتم ژنتیک در تخمین داده های بارش ماهانه (مطالعه موردی: منطقه کردستان)

برآورد توزیع مکانی بارش برای اجرای طرح های مطالعات منابع آب، خشک سالی، طرح های آمایش سرزمین، محیط زیست، آبخیزداری و طرح های جامع کشاورزی ضروری می-باشد. تغییرات زیاد مقدار بارش در نقاط مختلف، کمبود ایستگاه های اندازه گیری و پیچیدگی ارتباط بارش با پارامترهای اثرگذار بر آن، اهمیت توسعه روش های کارآمد را در برآورد توزیع مکانی بارش دو چندان می نماید. شبکه عصبی مصنوعی به عنوان یک روش نوین، در مدل ساز...

full text

کاربرد روش ترکیبی زمین آمار و شبکه عصبی مصنوعی بهینه شده با الگوریتم ژنتیک در تخمین سطح ایستابی (مطالعه موردی: دشت های دزفول و زیدون)

     از آنجایی که برداشت آب از چاه‌های مشاهده‌ای موجود در دشت‌ها به صورت نقطه‌ای انجام می‌گیرد، لذا ضرورت دارد به منظور  محاسبه مقدار متوسط سطح آب زیرزمینی در دشت‌ها و تخمین سطح آب، اطلاعات حاصل از برداشت نقطه­ای به کل سطح تعمیم داده شود. هدف از انجام این پژوهش بررسی کاربرد روش ترکیبی زمین آمار و شبکه عصبی مصنوعی بهینه شده با الگوریتم ژنتیک در تخمین سطح آب زیرزمینی در دشت‌های دزفول و زیدون واقع...

full text

برآورد مشخصات پرش هیدرولیکی متحرک با کاربرد شبکه عصبی مصنوعی و روش تلفیقی شبکه عصبی-الگوریتم ژنتیک

پرش هیدرولیکی متحرک، حالت خاصی از جریان غیرماندگار است که باعث تغییر رژیم و وقوع ناپیوستگی هیدرولیکی در جریان می شود . در روندیابی جریان غیرماندگار و یا برنامه های بهره برداری کانال های روباز، آگاهی از رفتار چنین جریانی در باز ه ها ضروری است . این درحالی است که شبیه سازی عددی این پدیده به واسطه وجود ناپیوستگی هیدرولیکی و غیرماندگاری جریان، پیچیده است و داده های آزمایشگاهی در این مورد نیز محدو...

full text

پیش‌بینی بارش ماهانه با مدل ترکیبی شبکه ‌عصبی مصنوعی-موجک و مقایسه با مدل شبکه‌ عصبی ‌مصنوعی

بدون شک اولین قدم در مدیریت رودخانه پیش­بینی بارش سطح حوضه آبریز می­باشد. با این حال، با توجه به بالا بودن خاصیت تصادفی فرآیندها، بسیاری از مدل­ها هنوز هم به منظور تعریف چنین پدیدة پیچیده­ای در زمینه مهندسی هیدرولوژیک توسعه داده می­شوند. اخیراً شبکه­های ­عصبی ­مصنوعی به عنوان یک برون­یابی و درون‌یابی غیرخطی گسترده توسط هیدرولوژیست­ها مورد استفاده قرار می­گیرد. در پژوهش حاضر، تجزیه و تحلیل­ موجک ...

full text

برآورد مشخصات پرش هیدرولیکی متحرک با کاربرد شبکه عصبی مصنوعی و روش تلفیقی شبکه عصبی-الگوریتم ژنتیک

پرش هیدرولیکی متحرک، حالت خاصی از جریان غیرماندگار است که باعث تغییر رژیم و وقوع ناپیوستگی هیدرولیکی در جریان می شود . در روندیابی جریان غیرماندگار و یا برنامه های بهره برداری کانال های روباز، آگاهی از رفتار چنین جریانی در باز ه ها ضروری است . این درحالی است که شبیه سازی عددی این پدیده به واسطه وجود ناپیوستگی هیدرولیکی و غیرماندگاری جریان، پیچیده است و داده های آزمایشگاهی در این مورد نیز محدو...

full text

پیش بینی بارش ماهانه در منطقه ایران با استفاده از ترکیب شبکه های عصبی مصنوعی و فیلتر کالمن توسعه یافته

بارش باران یکی از مهم‌‌ترین پدیده‌های جوّی است که بر زندگی بشر اثر می‌گذارد. پیش‌بینی بارش باران برای اهداف مختلفی مانند برنامه‌ریزی فعالیت‌های کشاورزی، پیش‌<st...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


Journal title

volume 14  issue 51

pages  27- 44

publication date 2010-04

By following a journal you will be notified via email when a new issue of this journal is published.

Keywords

No Keywords

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023