پیش‌بینی تبخیر با استفاده از تئوری آشوب و هوش مصنوعی در مناطق خشک(مطالعه موردی: استان سمنان )

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل دکتری دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 دانشیار دانشکده کویرشناسی دانشگاه سمنان

3 گروه مهندسی عمران دانشگاه سمنان

10.22034/iwrr.2024.426028.2721

چکیده

تبخیر از پدیده‌های مهم چرخه آبشناختی است و پیش‌بینی آن در مدیریت، برنامه‌ریزی و حفظ آب ضروری می‌باشد. از آنجائی که تئوری آشوب به مطالعه سیستم‌های دینامیکی می‌پردازد، لذا در تحقیق حاضر، پیش‌بینی فرآیند تبخیر با استفاده از ترکیب تئوری آشوب و مدل‌های هوشمند شامل ماشین بردار پشتیبان، درخت تصمیم، یادگیری گروهی، و فرآیند گوسی انجام شد و داده های ایستگاه سینوپتیک سمنان طی دوره زمانی 2019-1995 انتخاب شد. مقادیر بهینه میزان تاخیر و و اطلاعات متقابل با استفاده از روش‌های نزدیکترین همسایه نادرست به منظور بازسازی فضای فاز متغیر تبخیر، به ترتیب برابر با 18 و 9 بدست آمد. با توجه به ترکیب‌های متفاوتی از متغیرها، بهینه‌ترین پاسخ همه‌ی مدل‌ها برای ترکیب کلیه پارامترها مشخص گردید و دو عامل تبخیر و دما بیشترین تاثیر را بر پیش‌بینی داشتند. به طور کلی، مدل ماشین بردار پشتیبان با R2 = 85.5 و MAE = 1.4بهترین کارایی را داشت و سپس، به‌ترتیب روش‌های فرآیند گوسی، یادگیری گروهی و روش درخت تصمیم کارایی مناسبی داشتند. استفاده ترکیبی تئوری آشوب به همراه الگوریتم‌های هوشمند از قابلیت خوبی برای تخمین تبخیر برخوردار است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Prediction of evaporation using chaos theory and artificial intelligence in dry lands(case study: Semnan Province)

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Hoosh,andzadeh 1
  • Mohammadreza Yazdani 2
  • Farahad Mousavi 3
1 PhD Graduated of Semnan University
2 Associate professor-Semnan University
3 Professor, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
چکیده [English]

Evaporation is one of the important phenomena of the hydrological cycle and its prediction is essential in water management, planning and conservation. Since chaos theory deals with the study of dynamic systems, therefore, in this research, the prediction of the evaporation process was carried out using the combination of chaos theory and intelligent models, including support vector machine, decision tree, group learning, and Gaussian process.ِData of the Semnan synoptic station was selected during the period of 1995-2019. The optimal values of delay and mutual information were obtained using false nearest neighbor methods in order to reconstruct the variable phase space of evaporation, equal to 18 and 9, respectively. According to different combinations of variables, the most optimal response of all models was determined for the combination of all parameters, and the two factors of evaporation and temperature had the greatest impact on the prediction. In general, the support vector machine model with R2 = 85.5 and MAE = 1.4 had the best performance, and then the methods of Gaussian process, group learning and decision tree method performed well. The combined use of chaos theory along with intelligent algorithms has a good ability to estimate evaporation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Evaporation forecasting
  • Intelligent models
  • Chaos theory
  • Water conservation

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 04 اردیبهشت 1403
  • تاریخ دریافت: 28 آبان 1402
  • تاریخ بازنگری: 30 فروردین 1403
  • تاریخ پذیرش: 04 اردیبهشت 1403