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

علوم جغرافیایی (جغرافیای کاربردی)

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 12 دی 1401

نوع مقاله: مقاله پژوهشی (کاربردی)

نویسندگان

مهدی پیوندیان شعرباف^* ؛ مجید وفائی جهان

کامپیوتر، فنی مهندسی، آزاد واحد مشهد، مشهد ، ایران

چکیده

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

کلمات کلیدی: خشک‌سالی؛ مدیریت منابع آب؛ زنجیره مارکوف؛ مدل مخفی مارکوف