پیش‌بینی خشکسالی و سطح بارندگی در ایران جهت مدیریت منابع آب مبتنی بر مدل‌های مارکوفی ترکیبی

علوم جغرافیایی (جغرافیای کاربردی)

مقاله 7، دوره 13، شماره 26، شهریور 1396، صفحه 85-102   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی (نظری و تحلیلی)

نویسندگان

مهدی پیوندیان شعرباف^{* 1}؛ مجید وفایی جهان²

¹دانشجوی کارشناسی ارشد نرم افزارکامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد، مشهد، ایران

²دانشیارگروه کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد، مشهد، ایران

چکیده

خشک‌سالی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین بلایای طبیعی است که ممکن است در هر اقلیم آب‌وهوایی اتفاق بیفتد. ازآنجاکه وقوع خشک‌سالی اجتناب‌ناپذیر است، بنابراین شناخت آن به‌منظور مدیریت بهینه منابع آب، از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این تحقیق به پیش‌بینی خشک‌سالی در شهر تهران و مشهد پرداخته شده است؛ به این منظور از مدل‌های مارکوفی در دو مرحله استفاده شد. در مرحله اول بعد از پیش‌پردازش داده‌ها، زنجیره مارکوف بر اساس ویژگی‌های بارندگی، حداقل دما، حداکثر دما و باد ایجاد شد و احتمال رخداد پیش‌بینی در سال آینده محاسبه شد، سپس در مرحله دوم میزان بارندگی، حداقل و حداکثر دما توسط مدل مخفی مارکوف پیش‌بینی شد تا بر اساس آن‌ها تصمیمات لازم جهت مدیریت منابع آب اتخاذ شود. روش پیشنهادی با روش‌های مدل مخفی مارکوف استاندارد و شبکه بیزین بر اساس دقت و نرخ خطا مقایسه شد. نتایج نشان داد روش پیشنهادی بر روی مجموعه داده شهر مشهد در مقایسه با HMM 14% و در مقایسه با شبکه بیزین 31% افزایش دقت و بر روی مجموعه داده شهر تهران در مقایسه با HMM 10% و در مقایسه با شبکه بیزین 15% افزایش دقت داشته است.

کلیدواژه‌ها

خشکسالی؛ مدیریت منابع آب؛ مدل های مارکوفی ترکیبی