leyla naghipour
-
نشریه کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در علوم محیطی، پیاپی 3 (تابستان 1401)، صص 107 -126
ساخت شبکه روش قابل قبولی برای درک بهتر رفتار سیستم پیچیده می باشد، که ضمن آشکارسازی الگوی دینامیک جمعی برای درک اندرکنش فیزیکی در سیستم دینامیکی مورد استفاده قرار می گیرد. در این حالت برای مطالعه ی طیف گسترده ای از سیستم های طبیعی و مصنوعی تعیین اتصالات عملکردی با استفاده از معیاره های همبستگی و علیتی از اهمیت زیادی برخوردار می باشند تا پدیده های فیزیکی حاکم بر سیستم به درستی تبیین گردد. بسیاری از روش های ساخت مجدد شبکه براساس اعمال آستانه ی تعریفی بر روی ماتریس های همبستگی می باشند که مقادیر ماتریس ها از تحلیل همبستگی دودویی به دست آمده و آستانه به طور تجربی مشخص شده است. سایر روش هایی که همبستگی مشاهدات را نسبت به مدل های صفر تعریفی در تحلیل های آماری مورد مقایسه قرار می دهند، نتایج به دست آمده از آنها به لحاظ آماری بسیار قدرتمند می باشند. در این تحقیق روش های مختلفی مورد استفاده قرار گرفت از جمله، همبستگی متقابل، وابستگی طیفی، اطلاعات متقابل، آنتروپی انتقال، همبستگی رتبه ای اسپیرمن و نگاشت متقابل همگرا. روش ها بر روی دینامیک جمعی خطی و غیر خطی به کار گرفته شده اند، و دینامیک واحدهای متصل به هم با استفاده از توپولوژی های پیچیده مختلفی شبیه سازی شده اند. روش های اطلاعات متقابل و نگاشت متقابل همگرا برای ساخت شبکه ها انتخاب شد که این انتخاب بعد از بررسی کارایی آنها بر روی حالت های مصنوعی در برگیرنده ی ویژگی های مطلوب از سیستم واقعی انجام پذیرفته است. نتایج نشان داد ساخت مجدد شبکه به طور چشم گیری بستگی به تعامل میان ساختار و دینامیک نهفته (نامشخص) دارد و مقادیر برای سطح زیر منحنی مشخصه گیرنده عملکردی در حدود 72% به دست آمد.
کلید واژگان: شبکه های پیچیده, دینامیک جمعی, توپولوژی, ابزار آماری, معیاره های همبستگی و علیتیJournal of Remote Sensing and GIS Applications in Environmental Sciences, Volume:2 Issue: 3, 2022, PP 107 -126Network construction is an acceptable approach for better understanding the behavior of complex system which can be used to reveal the pattern of collective dynamics for realizing physical interactions in the dynamical system. In this case, characterizing functional connectivity of complex networks for studying a broad class of natural and artificial systems from the measures of correlation and causality is of utmost importance to correctly unravel physical phenomena of the system. Many network reconstruction approaches are based on heuristically thresholding the correlation matrices resulting from pairwise correlation analysis according to experimental methods. Other approaches compare the observed correlations against null models in the statistical analyses, obtaining results which are statistically robust. Different methods were used, including cross-correlation (CC), spectral coherence (SpeCoh), mutual information (MI), transfer entropy (TE), Spearman's rank correlation (SC) and convergent cross-mapping (CCM). The methods were applied to linear and nonlinear collective dynamics by autoregressive moving average (ARMA) and Logistic map (LOG) models, respectively. The dynamics of interconnected units was simulated from different complex topologies widely observed in empirical systems with well-known network models. The methods of MI and CCM were chosen after examining on the artificial cases consisting of desirable features of the real systems. The results show that network reconstruction dramatically depends on the interplay between the (unknown) underlying structure and the (unknown) underlying dynamics and high values of the area under curve of receiver operating characteristic around 72% obtain for the selected network topologies.
Keywords: Complex networks, Collective dynamics, Topology, Statistical tools, Correlation, and Causality measures -
شبیه سازی فرآیند بارش- رواناب به عنوان مهم ترین گام در مطالعات مهندسی آب و مدیریت منابع آب است. در این تحقیق فرآیند بارش- رواناب ماهانه سیمینه رود در دوره آماری (1390-1377) با استفاده از مدل های ماشین بردار پشتیبان با توابع کرنل پایه شعاعی، چندجمله ای و خطی، مدل شبکه بیزی با الگوریتم یادگیری PC و نیز مدل های متداول شبکه عصبی مصنوعی و برنامه ریزی بیان ژن شبیه سازی شده و نتایج آن ها مورد مقایسه قرار گرفته است. از پارامترهای ضریب هم بستگی، ریشه میانگین مربعات خطا و ضریب نش ساتکلیف برای ارزیابی صحت مدل ها استفاده گردید. نتایج گویای عملکرد قابل قبول هر چهار مدل و برتری مدل برنامه ریزی بیان ژن با بیش ترین ضریب هم بستگی (91/0CC=)، کم ترین ریشه میانگین مربعات خطا (m3/s 1/3RMSE=) و مقدار ضریب نش ساتکلیف 82/0NS= در مرحله صحت سنجی است.کلید واژگان: بارش, رواناب, برنامه ریزی بیان ژن, سیمینه رود, شبکه بیزی, شبکه عصبی مصنوعی, ماشین بردار پشتیبانSimulation of rainfall-runoff process is a major step in water engineering studies and water resources management. In this study, the rainfall-runoff process of the Siminehroud monthly (1377-1390) were simulated using Support Vector Machines (SVM) with Radial Basis kernel Function, Polynomial and linear Bayesian Network (BN) with a PC Learning Algorithm, also conventional methods such as Artificial Neural Networks (ANNs) and Gene Expression Programming (GEP) were used; finally, the results were compared with each other. Correlation Coefficient (CC), Root Mean Square Error (RMSE) and Nash-Sutcliff coefficient (NS) were used to evaluate the performance of the models. The results indicate the acceptable performance of the models and GEP model shows the highest CC (CC = 0.91), minimum RMSE (RMSE = 1.3 m3/s) and NS = 0.82 in verification stage.Keywords: Artificial Neural Networks, Bayesian Networks, Gene Expression Programming, Rainfall, Runoff, Siminehroud, Support Vector Machine
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.