به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « مدل های داده کاوی » در نشریات گروه « جغرافیا »

تکرار جستجوی کلیدواژه «مدل های داده کاوی» در نشریات گروه «علوم انسانی»
  • زهره مریانجی*، سجاد شمشیری، فاطمه ستوده

    یکی از پیامدهای مهم تغییرات اقلیمی تاثیرات آن بر محصولات و اقتصاد کشاورزی است. استان همدان به عنوان یکی از استانهای با محصولات عمده کشاورزی همواره از این پیامد متاثر گردیده است. این پژوهش به منظور آشکار سازی پیامدهای تغییر اقلیم بر کشت کلزا در استان همدان با استفاده از مدل های جدید داده کاوی (RF,SWM) انجام گرفته است. دوره مورد مطالعه 2020-2001 می باشدکه علاوه بر روند تغییرات اقلیمی میزان عملکرد و سطح زیر کشت این محصول و تاثیرات تغییر اقلیم بر آن مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج بدست آمده مشخص گردید بیشترین تاثیرات بر عملکرد کشت کلزا مربوط به تغییرات ساعات آفتابی و بارش است که این اثر بیشتر در مناطق جنوب غربی و شمال استان دیده می شود. در نقشه های ترسیم شده از مدل RF,SWM مشخص گردید نتایج هر دو مدل تا حدود زیادی منطبق بر هم هستند و برحسب خروجی های مدل جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان مشخص شد که این مدل ها کارایی لازم برای بررسی ارتباط عملکرد محصولات کشاورزی با پارامتر های اقلیمی را دارند. طبق نتایج بیشترین ارتباط بین عملکرد محصول کلزا با تغییرات ساعات آفتابی و کمترین آنها با حداقل دما می باشد. بر اساس مدل  SVM  نیز ساعات آفتابی بیشترین تاثیر گذاری و ارتباط با عملکرد کلزا را دارد. نتایج نشان داد بین عملکرد محصول کلزا و تغییرات اقلیمی در استان همدان ارتباط معنا داری وجود دارد. نتایج این تحقیق می تواند در برنامه ریزی کشاورزی و توسعه اقتصادی مناطق استان همدان سودمند باشد.

    کلید واژگان: روند و تغییرات اقلیمی, مدل های داده کاوی, ماشین بردار پشتیبان, جنگل تصادفی, کشت کلزا}
  • افسانه قاسمی*، جمیل امان اللهی

    رعد و برق از شدیدترین مخاطرات آب وهوایی است که هرساله به خسارت اقتصادی - اجتماعی و زیست محیطی فراوانی منجر می شود. پیش بینی رعد و برق به علت گسترش فضایی و زمانی آب وهوا به صورت فیزیکی یا دینامیکی بسیار دشوار است؛ بنابراین پیش بینی به موقع و ارزیابی بهترین مدل داده کاوی در کاهش آسیب و خسارت موثر است. در پژوهش حاضر، از داده های سال 1390 تا 1396 ایستگاه هواشناسی رشت استفاده شد. متغیر وابسته وقوع و عدم وقوع رعد و برق در طی هفت سال و متغیرهای مستقل عوامل موثر بر رعد و برق شامل دما، رطوبت نسبی، ابرناکی، سرعت باد، جهت باد، فشار هوا و رعد و برق در روز گذشته است. پس از پیش پردازش و پردازش داده ها از مدل های داده کاوی شامل درخت های کارت، چاید، سی فایو و شبکه عصبی پرسپترون چندلایه، تابع پایه ای شعاعی و ماشین بردار پشتیبان در نرم افزار اس.پی.اس.اس. مودلر ورژن 20 استفاده شد. نتایج حاصل از مدل ها با معیارهای مقایسه ای و منحنی راک مقایسه شد. با توجه به نتایج به دست آمده از مدل ها، احتمال وقوع رعد و برق در آینده در ماه های اردیبهشت، خرداد و تیر نسبت به سایر ماه ها حداکثر است و میزان وقوع از فصل بهار تا زمستان روند کاهشی دارد و در فصل زمستان، به حداقل مقدار خود می رسد و ازمیان مدل های پیش بینی کننده، درخت چاید با میزان تشخیص 794/0 و حداقل میزان نرخ مثبت کاذب 205/0و مدل ماشین بردار پشتیبان با پیش بینی صحیح 773/0 مورد و نرخ خطای 475/0 و دقت 855/0 نسبت به سایر مدل ها عملکرد بهینه دارند.

    کلید واژگان: رعد و برق, پیش بینی, رشت, مدل های داده کاوی, معیارهای مقایسه ای}
    Afsaneh Ghasemi *, Jamil Amanollahi

    Lightning is one of the most severe weather hazards that will cause significant economic, social and environmental damage each year. The prediction of a lightning is a very difficult task due to the spatial and temporal expansion of weather either physically or dynamically. Therefore, timely forecasting of lightning and evaluation of the best data mining model is effective in reducing damage. In this research, the data of the years 2012_2018 of the Meteorological Station of Rasht were used, including dependent variable of occurrence and non-occurrence of lightning during 7 years and independent variables of factors affecting lightning including temperature, relative humidity, cloudy, wind speed, wind direction, pressure air and Previous day's lightning. After preprocessing and processing data, data mining models including Classification & Regression Tree (CART), Chi-squared Automatic Interaction Detector (CHAID), Induction of Decision Trees (C5) and neural networks Radial Basis Function (RBF), Multi Layer Perceptron (MLP) and Support Vector Machine (SVM) were used in Spss Modeler Ver 20 software. The results of the models were compared with the Comparative Criteria and the Receiver operating characteristic (ROC) curve. According to the results of the models, the probability of lightning occurrence is higher in the months of May, June and July than in other months and the rate of occurrence from spring to winter has a decreasing trend, while in winter it is at least. CHAID tree with a specificity rate of 0.794 and a minimum false positive rate of 0.205 and the SVM model with a correct prediction of 0.773 and an error rate of 0.475 and precision of 0.855 have optimum performance compared with other models. 

    Introduction

    Lightning is the ionization of the atmosphere due to the increased potential difference between the cloud and earth and the rapid discharge of electricity in the form of light and sound waves. Increasing the intensity of Lightning lead to thunderstorms, heavy rain, floods and tornadoes. Rasht is the largest rice-growing city in the country and produces 11% of the required rice in country. In recent years, lightning accidents such as rice stalk sleeping and the risk of paddy disease, roads blocked due to floods, traffic congestion, damage to buildings and the falling bridge and mortality from the electric shock have doubled the importance of predicting lightning in the future. The main purpose of this study was to use recorded ground data from the occurrence and non-occurrence of lightning (binary data) and the effect of related meteorological parameters (temperature, relative humidity, cloudy, wind speed, wind direction, pressure air and previous day's lightning) to estimate the probability of lightning occurrence in future using data mining (trees and neural network models) and evaluate and determine the optimal model to reduce future damage.                                                                                              

    Materials and Methods

    In this study, binary data of lightning and atmospheric parameters (temperature, relative humidity, cloudy, wind speed, wind direction, pressure air and previous day's lightning) were obtained from Rasht Meteorological Station during the years 2012-2018. Then according to Eq. (1) the data were normalized between zero and one and data classes were balanced using RUS and ROS algorithms in Rapid Miner software. Xn=X-Xmin / Xmax-Xmin  Eq. (1)the process of changing variables with determination of statistical properties and correlation was performed using SPSS software to reduce the errors. Finally, SPSS Modeler software was used to predict occurrence and non-occurrence of lightning in future using by CART, CHAID, C5 trees and Multi Layer Perceptron (MLP), Radial Basis Function (RBF) and Support Vector Machine (SVM). In this research, the training data set contains 70% of the data and testing data set contains 30% of the data. Then, based on the relations (2 – 9) the results of the models output were evaluated with interpolation matrix, comparative criteria and ROC curve.                
     Eq. (2) Accuracy=TP+TN/ TP+TN+FP+FN
    Precision=TP / TP+FP Eq. (3)
    Sensitivity=TP / TP+FN Eq. (4)                                                    
    Harmonic Mean=2*P*S / P+SEq. (5)                                     
    Specificity=TN / TN+FPEq. (6)
    False Positive Rate= FP / FP+TNEq. (7)
    False Negative Rate= FN / FN+TPEq. (8)
    RMSE= √1/N Ʃ(P-O)2Eq. (9)
    Where, O signifies the observed value, P denotes the predicted value, TN indicates the true negative rate, FP indicates the false positive rate, FN shows the false negative rate, TP shows the true positive rate and N signifies the number of data.   

    Results and Discussion

    Lightning is one of the most important environmental hazards. Data mining technique is a suitable method to predict lightning. The results show that prediction using data mining technique is possible and effective. Based on the results, the probability of lightning occurrence is the highest in spring (May and June) and summer (July); it is minimized in winter and has a decreasing trend. Therefore, the probability of lightning occurrence in the future is higher than non-occurrence of lightning. Besides, among the three tree, CART, CHAID and C5, the CART and C5 trees had less satisfactory indices lacking the highest accuracy and precision in predicting lightning in future. Whereas the CHAID tree in 0.76 cases made a correct prediction with 0.85 precision and predicted the occurrence of lightning rate to be 0.54, which is very similar to the real value 0.62, and among the network artificial models Support Vector Machine (SVM) model with maximum utility with prediction of 0.77 accuracy and precision of 0.85 and prediction of 0.60 probability of lightning occurrence have priority and superiority than Radial Basis Function (RBF) and Multi-Layer Perceptron (MLP) models. According to the classification and Area Under Roc Curve (AUC) among the trees, the CHAID tree with 0.829 value and the Support Vector Machine model with 0.853 value have superiority. The numerical results are obtained and the similarity of this prediction with real values ​​shows that trees and network artificial are effective in predicting the probability of lightning occurring in the future and the CHAID tree and Support Vector Machine model have optimal performance compared with other models showing better predictability.                                                                                                         

    Conclusion

    According to the results of the model outputs, it was found that the probability of lightning occurring in Rasht city is very high. The models show the probability of lightning occurring in April has the same trend but the maximum lightning occurred in spring (May and June) due to unstable weather conditions and summer (July) is more than autumn and winter. Besides it has a decreasing trend, from spring to winter which is minimized in winter. From the evaluation of the CHIAD tree and the Support Vector Machine model, the Support Vector Machine model with a slight difference in utility indices of accuracy = 0.773, precision = 0.855, harmonic mean = 0.813, root mean square error = 0.475.  False negative rate = 0.198 was identified as the optimal model in predicting lightning in future and with respect to reliable outputs with maximum accuracy, precision and least prediction error, the Support Vector Machine model has a good performance which can be used to forecast the probability of  lightning occurrencein Rasht City. Also, according to the results of the models, the effective parameters to occurrence of lightning in order of Importance are previous day's lightning, temperature, pressure air, relative humidity and cloudy; other parameters are less important. Using data mining techniques and predictingprobability of lightning occurrence in future use by Support Vector Machine model, as a model with most accurate and precision, provides more accurate meteorology and the more effective actions to reduce future damage.

    Keywords: Lightning, Prediction, Rasht, Data mining models, Comparative criteria}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال