مدلسازی جهت پیش بینی خشکسالی هواشناسی و هیدروژئولوژیکی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و تحلیل سری های زمانی ( مطالعه موردی: جنوب استان قزوین)

پایان نامه
چکیده

در این تحقیق به پیش¬بینی دو نوع خشکسالی هواشناسی و هیدروژئولوژیکی(در سه مقیاس زمانی)، با استفاده از دو مدل شبکه عصبی مصنوعی و مدل¬های استوکاستیک، در یکی از دشت¬های واقع در جنوب استان قزوین و طی سال¬های 1361-1391 پرداخته شد. درنهایت با ترکیب بهترین ساختارهای هریک از مدل¬های منفرد مذکور مدل ترکیبی بهینه پیشنهاد شد. جهت مدل¬سازی با استفاده از شبکه عصبی پرسپترون چند لایه از چهار سناریوی مختلف ترکیب بهینه ورودی¬ها استفاده شد. ورودی¬های سناریوی اول علاوه بر شاخص خشکسالی با تاخیر مشخص، سیگنال¬های اقلیمی شاملmei،soi، amm،amo و pdo، سناریوی دوم، تنها شامل شاخص خشکسالی با تاخیر مشخص و سناریوی سوم نیز شامل شاخص خشکسالی با پارامترهای هواشناسی از جمله بارندگی، تبخیر و تعرق، مینیمم دما، ماکسیمم دما، مینیمم دمای مطلق، ماکسیمم دمای مطلق و میانگین دما می¬باشد. همچنین سناریوی چهارم نیز جهت مدل¬سازی ارتباط خشکسالی هیدروژئولوژیک و هواشناسی بررسی شد که ورودی¬های آن شامل شاخص spi با گام تاخیر مشخص می¬باشد. جهت تعیین ترکیب بهینه ابتدا از همبستگی متقاطع و سپس از آزمون گاما استفاده گردید. نتایج نشان داد که با افزایش مقیاس زمانی spi از کوتاه مدت به بلند مدت، همبستگی با سیگنال¬های اقلیمی افزایش و در عوض همبستگی با پارامترهای هواشناسی کمتر می¬شود. در مورد شاخص gri برخلاف spi نیز با افزایش مقیاس زمانی، مقادیر همبستگی پارامترهای هواشناسی همچون بارندگی افزایش می¬یابد. همچنین خشکسالی هواشناسی به عنوان ورودی شبکه عصبی جهت مدل¬سازی خشکسالی هیدروژئولوژیکی نتایج قابل قبولی ارائه نداده و این سناریو جهت مدل¬سازی با شاخص های مذکور، پیشنهاد نمی¬شود. جهت پیش¬بینی خشکسالی هواشناسی مدل¬های منتخب سری¬زمانی در مقیاس زمانی کوتاه مدت، میان مدت و بلند مدت، به ترتیب arima(1,0,1) (1,1,1) ، arima(3,0,1)(0,1,4) و arima(0,1,1)(3,0,0) و برای پیش¬بینی خشکسالی هیدروژئولوژیکی نیز مدل¬های منتخب در مقیاس زمانی کوتاه مدت، میان مدت و بلند مدت به ترتیب arima(1,0,1)(3,1,0)، arima(1,0,1)(5,1,0) و arima(1,0,1)(5,0,0) تعیین گردید. مقایسه روش¬های انجام شده نشان داد که با افزایش مقیاس زمانی، عملکرد پیش¬بینی مدل¬های منفرد بهبود یافته و مدل ترکیبی (ann-arima) اول، در تمامی مقیاس¬های زمانی نتایج قابل قبولی را بر اساس معیارهای ارزیابی دارا می باشد.

منابع مشابه

پیش بینی خشکسالی با استفاده از مدل تلفیقی شبکه عصبی مصنوعی- موجک و مدل سری زمانیARIMA

تبدیل موجک یکی از روش­های نوین و بسیار موثر در زمینه تحلیل سیگنال­ها و سری­های زمانی است. در این روش سیگنال شاخص بارش استاندارد (SPI) با استفاده از موجک مادر منتخب تجزیه شده، داده­های حاصل به­عنوان ورودی مدل شبکه عصبی مصنوعی در نظر گرفته شده و یک مدل تلفیقی برای پیش­بینی خشکسالی ارائه می­گردد. در این تحقیق، از شبکه­های عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه (MLP) و تابع پایه‌ای شعاعی ((RBF، سری زمانی AR...

متن کامل

مقایسه کارایی مدل شبکه عصبی مصنوعی، سری زمانی و مدل ترکیبی ANN-ARIMA در مدلسازی و پیش‌بینی شاخص منبع آب زیرزمینی (GRI) (مطالعه موردی: جنوب استان قزوین)

خشکسالی آب زیرزمینی یکی از انواع خشکسالی است که در اثر تغذیه ناکافی مخازن سفره‌های آب زیرزمینی بوجود آمده و شاخص منبع آب زیرزمینی (GRI) به عنوان روشی برای بیان وضعیت سطح آب زیرزمینی محسوب می‌شود. تاکنون روش‌ها و مدل‌های مختلفی برای پیش‌بینی و مدل‌سازی این پدیده ارائه شده است اما از آنجا که انتخاب یک مدل مناسب کار مشکلی می‌باشد می‌توان به جای استفاده از یک مدل؛ ترکیبی از مدل‌های منفرد قابل قبول ...

متن کامل

کاربردهای شبکه های عصبی در پیش بینی سری های زمانی

استفاده از روش های غیر کلاسیک در شناسایی مدل و پیش بینی رفتار سیستم های پیچیده، مدتهاست در محافل علمی و حتی حرفه ای متداول و معمول شده است. در بسیاری از سیستم های پیچیده و خصوصا غیر خطی که مدل سازی و به دنبال آن پیش بینی و کنترل آنها از طریق روش های کلاسیک و تحلیلی امری بسیار دشوار و حتی بعضا غیر ممکن می نماید، از روش های غیر کلاسیک که از ویژگی هایی همچون هوشمندی، مبتنی بر معرفت و خبرگی برخوردا...

متن کامل

بررسی و تحلیل خشکسالی هواشناسی با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی در استان تهران

خشکسالی به عنوان یکی از بزرگ ترین بلایای طبیعی بشمار می آید، چه، تاثیر آن بر جوامع بشری بیش تر از دیگر بلایای طبیعی است. مطالعه در زمینه ی خشکسالی نقشی بسیار مهم در برنامه ریزی ها و مدیریت منابع آب دارد. هدف این مقاله، تحلیل و بررسی خشکسالی بر اساس داده های بارندگی سالانه در استان تهران با استفاده از آلگوریتم بدون فراسنج تحلیل مکانی شبکه های عصبی (sann) می باشد. داده های بهنجارسازی و معیار شده ...

متن کامل

پیش‌بینی و بررسی روند خشکسالی هواشناسی با استفاده از سری زمانی (مطالعه موردی: حوزه آبریز سلماس)

اساس بسیاری از تصمیم‌گیری‌ها در فرآیندهای هیدرولوژیکی و تصمیمات بهره‌برداری از منابع آب بر پایه پیش‌بینی و تحلیل سری‌های زمانی است. خشکسالی حالتی نرمال و مستمر از اقلیم ایران با فراوانی وقوع نسبتاً بالا است و می‌توان با استفاده از تحلیل‌های آماری و مدل‌های ریاضی به پیش‌بینی آن پرداخت. در پژوهش حاضر به پیش‌بینی خشکسالی هواشناسی 5 ایستگاه حوزه آبریز سلماس واقع در استان آذربایجان غربی پرداخته شد. ب...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سمنان - دانشکده کویر شناسی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023