برآورد میزان غلظت کادمیوم خاک با استفاده از مدل‌های ANN و ANFIS

Authors

  • احمد بازوبندی دانش آموختۀ کارشناسی ارشد خاکشناسی، گروه آب و خاک، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود
  • تورج افشاری بدرلو دانش آموختۀ کارشناسی ارشد خاکشناسی، گروه آب و خاک، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود
  • هادی قربانی دانشیار گروه آب و خاک، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود
Abstract:

بررسی سطوح آلودگی خاک به فلزات سنگین مانند میزان کادمیوم خاک برای سلامتی انسان و مدیریت محیط‌زیست انسان مهم و ضروری است. با توجه به این­که اندازه­گیری مستقیم کادمیوم خاک زمان‌بر و هزینه­بر  است، در این پژوهش، از دو روش هوشمند مصنوعی شامل مدل شبکۀ عصبی مصنوعی (ANN) و شبکۀ عصبی فازی تطبیقی (ANFIS) برای تخمین میزان کادمیوم خاک به‌عنوان یکی از خطرناک‌ترین فلزات سنگین استفاده شد. برای برآورد میزان غلظت کادمیوم خاک از عناصر زود یافت خاک مانند درصد سیلت، شن، کربن آلی، pH، EC، T.N و P به‌عنوان پارامترهای ورودی به مدل استفاده شد و از طریق دو مدل ANN و ANFIS ارتباط میان پارامترهای مذکور و میزان غلظت کادمیوم برقرار گردید. برای آموزش و صحت سنجی مدل­های مذکور از 250 نمونه خاک که از خاک‌های استان گیلان گرفته شد، استفاده شد. ارزیابی مدل­ها با استفاده از پارامترهای آماری مانند ضریب تبیین (R2)، میانگین خطای مطلق (MAE)، مجــذور میــانگین مربعــات خطــا (RMSE) انجام شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد مدل شبکۀ عصبی مصنوعی با ضریب تبیین (R2) 83/0 و همچنین مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) 01/1 و میانگین خطای مطلق (MAE) برابر 54/0 روش مناسب‌تری نسبت به شبکۀ عصبی فازی تطبیقی است. همچنین نتایج آنالیز حساسیت پارامترهای ورودی به مدل­ها نشان داد درصد کربن آلی و EC خاک به ترتیب بیشترین و کمترین تأثیرگذاری را بر میزان کادمیوم دارند. مدل پیشنهادی می‌تواند برای برآورد میزان غلظت کادمیوم خاک در سایر نقاط در محدودۀ موردمطالعه که اندازه­گیری غلظت کادمیوم خاک انجام نشده است و همچنین برای سایر مناطق  با داشتن شرایط مشابه مورد استفاده قرار گیرد.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

Surface Roughness Prediction Model Using Ann & Anfis

Now a days the general manufacturing problem can be described as the achievement of a predefined product quality with given equipment, cost and time constraints. There is a rapid development in the quality of advanced aero space materials like aluminum and its alloys with improved properties. The difficulties in machining of these materials economically and effectively are limiting their applic...

full text

برآورد مدلهای ارزشگذاری مشروط با انتخاب دو‌گانة دو‌بعدی با استفاده از مدلهای رگرسیونی پروبیت به‌ظاهر نامرتبط

با وجود مباحث زیادی که علیه استفاده از ارزش‌گذاری مشروط در برآورد ارزش‌های غیر بازاری مطرح می‌شود، این روش بسیار استفاده شده است. از بین روش‌های مختلف استخراج در ارزش‌گذاری مشروط، به روش انتخاب دوتایی (DC)[1] توجه ویژه‌ای شده ‌است. دو نوع روش انتخاب دوتایی وجود دارد: انتخاب دوتایی یک‌بعدی (SBDC)[2] و انتخاب دوتایی دوبعدی (DBDC)[3]. کارایی روش DBDC از روش SBDC بیشتر است. در بیشتر مطالعات ارزش‌گذ...

full text

برآورد سرعت نفوذ نهایی خاک با استفاده از الگوریتم خوشه‌بندی فازی، روش نرو-فازی (ANFIS) و نظام استنتاج فازی (FIS)

نفوذ در هیدرولوژی سطحی و زیر سطحی نقش مهمی ایفا کرده و عامل کلیدی در معادلات بارش و رواناب است. استفاده از روش‌هایی که محدودیت‌های روش‌های تئوری و تجربی متداول تعیین روابط نفوذ را نداشته باشد، لزوم انجام آزمایش‌های پرهزینه و زمان‌بر تعیین مقادیر نفوذپذیری را به حداقل رسانده و تخمین مقادیر کاربردی آن را ممکن خواهد ساخت. در همین راستا در این تحقیق، میزان نفوذپذیری خاک در دشت ساحلی بهشهر-گلوگاه وا...

full text

اندازه‌گیری دبی جرمی شلتوک با استفاده از حسگر خازنی و مدل سازی آن با رگرسیونی چندگانه، ANN و ANFIS

اندازه­گیری دبی جرمی با استفاده از حسگرهای خازنی به عنوان روش ارزان و سریع توسعه یافته است. اما پیش­بینی دبی جرمی به علت وابستگی پاسخ حسگر به عوامل مختلف و پیچیدگی اثر این عوامل دشوار است؛ لذا در این مطالعه پتانسیل شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، سیستم استنتاج فازی (ANFIS)  و تکنیک‌های رگرسیون چندگانه (MR)  برای پیش‌بینی دبی جرمی شلتوک با استفاده از سنسور خازنی مورد بررسی قرار گرفت. بسامد، رطوبت و ولتا...

full text

برآورد ضریب تخلیه سرریز جانبی کلیدپیانویی تیپ B در انحنای 120 درجه با استفاده از مدل های RBFو ANFIS و مقایسه با شبکه عصبی ANN

سرریزهای جانبی در شبکه­های آبیاری و زهکشی، سیستم­های آّب و فاضلاب و کنترل سیلاب مورد استفاده قرار می­­گیرند و معمولاً برای کنترل تراز آب، انحراف جریان و تخلیه دبی اضافه استفاده می­شوند. با توجه به اهمیت بهبود عملکرد سرریزهای جانبی، می­توان از سرریزهای کلیدپیانویی که طول مؤثر بیشتری دارند، استفاده کرد. قوس بیرونی کانال</st...

full text

Learning disability prediction tool using ANN and ANFIS

Learning Disability (LD) is a neurological condition that affects a child’s brain and impairs his ability to carry out one or many specific tasks. LD affects about 15 % of children enrolled in schools. The prediction of LD is a vital and intricate job. The aim of this paper is to design an effective and powerful tool, using the two intelligent methods viz., Artificial Neural Network and Adaptiv...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


Journal title

volume 70  issue 3

pages  509- 523

publication date 2017-11-22

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

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023