پیش بینی وقوع بارش روزانه با استفاده از داده های هواشناسی روزهای قبل (مطالعه موردی: شهر اصفهان)

جغرافیای طبیعی

مقاله 7، دوره 11، شماره 39، خرداد 1397، صفحه 99-114   

نوع مقاله: مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

قربان مهتابی^{* 1}؛ فرشید تاران²؛ سعید مظفری³

¹استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

²دکتری آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

³دانشجوی کارشناسی ارشد منابع آب و عضو بنیاد ملی نخبگان، گروه مهندسی آب، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

هدف از این تحقیق، پیش­بینی وقوع بارش روزانه شهر اصفهان با استفاده از داده­های هواشناسی 1 تا 7 روز قبل می­باشد. برای این منظور،داده­های هواشناسی دوره 2009-2000 با استفاده از مدل­های هوشمند بردار پشتیبان، k-نزدیک­ترین همسایگی، شبکه عصبی مصنوعی و درخت تصمیم بررسیگردید. نتایج نشان داد که در هر چهار روش، دقت پیش­بینی بهترین سناریوها با استفاده از داده­های 6 و 7 روز قبل، کمتر از 75 درصد بود، اما با استفاده از داده­های روزهای 1 تا 5 روز قبل، بارش روزانه با دقت بیش از 80 درصد پیش­بینی شد. عملکرد روش درخت تصمیم بهتر از سه روش دیگر بود و به علت ارائه درخت تصمیم­گیری، نتایج سناریوهای 1 تا 5 روز قبل این روش ارائه شد. نتایج سناریوها با استفاده از داده­های 1 تا 3 روز قبل نشان داد که رطوبت نسبی هوا مناسب­ترین پارامتر برای پیش­بینی وقوع بارش روزانه است، اما در شرایط استفاده از داده­های 4 و 5 روز قبل، دمای هوا مناسب­ترین پارامتر برای انجام پیش­بینی بود. در نهایت عملکرد بهترین سناریوها با استفاده از داده­های دوره 2016-2010 صحت­سنجی گردید. بهترین نتایج در بخش صحت­سنجی به ترتیب مربوط به سناریوی 1 روز قبل(با پارامتر حداقل رطوبت نسبی) و سناریوی 4 روز قبل(با پارامتر دمای حداکثر) بود.

کلیدواژه‌ها

بارش روزانه؛ درخت تصمیم؛ شبکه عصبی؛ بردار پشتیبان؛ -نزدیک ترین همسایگی

مراجع

1- باباعلی، حمیدرضا و رضا دهقانی. 1396. مقایسه مدل­های هوشمند در تخمین بارش ماهانه حوضه کاکارضا. اکوهیدرولوژی، دوره چهارم، شماره اول، صفحات 11-1، تهران.

2- بهرامی، مهدی. محمدجواد امیری. فاطمه رضایی مهارلویی و کرامت­الله غفاری. 1396. تعیین اثر پیش­پردازش داده بر عملکرد شبکه عصبی مصنوعی به منظور پیش­بینی بارش ماهانه در شهرستان آباده. اکوهیدورلوژی، دوره چهارم، شماره اول، صفحات 37-29، تهران.

3- ستاری، محمدتقی. علی رضازاده جودی و فرناز نهرین. 1393. پیش­بینی مقادیر بارش ماهانه با استفاده از شبکه­های عصبی مصنوعی و مدل درختی M5 (مطالعه موردی: ایستگاه اهر). پژوهش­های جغرافیای طبیعی، دوره چهل و ششم، شماره دوم، صفحات 260-247، تهران.

4- فلاحی، محمدرضا. هادی وروانی و سعید گلیان 1390. پیش­بینی بارش با استفاده از مدل رگرسیون درختی به منظور کنترل سیل، پنجمین کنفرانس سراسری آبخیزداری و مدیریت منابع آب و خاک کشور، دانشگاه شهید باهنر، کرمان.

5- فقیه، همایون. 1389. ارزیابی کاربرد شبکه عصبی مصنوعی و بهینه­سازی آن با روش الگوریتم ژنتیک در تخمین داده­های بارش ماهانه (مطالعه موردی: منطقه کردستان). علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی (علوم آب و خاک)، دوره چهاردهم، شماره پنجاه و یکم، صفحات 42-27، اصفهان.