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 « رگرسیون خطی چندگانه » در نشریات گروه « آب و خاک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «رگرسیون خطی چندگانه» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • مجتبی پورسعید*، امیرحسین پورسعید، سعید شعبانلو

    هوش مصنوعی یکی از روش های ابداعی نسبتا جدید در تحلیل و شبیه سازی پدیده های طبیعی است. مدل های هوش مصنوعی به عنوان روش های قدرتمند در مدل سازی مسایل غیرخطی و پیچیده توانایی قابل توجهی داشته است. تحقیقات مختلفی در شاخه مدل سازی و تحلیل پارامتریک منابع آب انجام گرفته است. ولی در این مطالعه از 4 مدل هوش مصنوعی برای شبیه-سازی کیفی و کمی آب دریاچه میقان واقع در شهرستان اراک استان مرکزی استفاده شد. مدل های بکار گرفته شده در این مطالعه عبارتند از: مدل ماشین یادگیری نیرومند خودتطبیق (SAELM)، مدل حداقل مربعات رگرسیون بردار پشتیبان (LSSVM)، مدل شبکه های عصبی-فازی (ANFIS) و مدل آماری رگرسیون خطی چندگانه (MLR) که برای پیش بینی تغییرات پارامترهای هیدروژیولوژیکی استفاده شد. در این مطالعه پارامترهای کل جامدات محلول (TDS)، هدایت الکتریکی (EC)، شوری و سطح آب زیرزمینی (GWL) شبیه سازی شدند. همچنین با توجه به آمار شاخص های سنجش عملکرد، مدل SAELM دارای بالاترین دقت در شبیه-سازی دو پارامتر GWL و EC، مدل LSSVM بالاترین دقت را در شبیه سازی TDS و مدل MLR نیز در تخمین تغییرات پارامتر Salinity به عنوان بهترین مدل انتخاب گردید. جهت بررسی جامع دقت مدل ها برای مدل های برتر در شبیه سازی، با پنج رویکرد عملکرد مدل ها مورد سنجش قرار گرفت. رویکردهای مورد نظر عبارت بودند از: 1) سنجش با نمودار پیش بینی 2) سنجش عملکرد با شاخص های ریاضی 3) سنجش عملکرد به روش عدم قطعیت ویلسون 4) سنجش دقت با نمودارهای توزیع خطا و 5) سنجش عملکرد با نمودارهای نرخ اختلاف خطا. در پایان کلیه نتایج به ترتیب در پایان هر قسمت آورده شده است.

    کلید واژگان: ماشین یادگیری نیرومند خودتطبیق, ماشین یادگیری حداقل مربعات بردار پشتیبان, شبکه های عصبی نروفازی, رگرسیون خطی چندگانه, تحلیل عدم قطعیت}
    Mojtaba Poursaeid *, Amirhussain Poursaeid, Saeid Shabanlou
    Background and Objectives

    Artificial intelligence models as powerful methods in modeling nonlinear complex problems, have a significant ability and this has been proven in numerous articles. Artificial intelligence has been used in various issues, including engineering, medicine, etc. The success of this method in comparison with analytical and numerical methods, their easiness, speed and accuracy caused to open their place among researchers as much as possible. Today, Considering that one of the challenges of human life is the issues related to water resources management, so in this study, an attempt has been made to investigate the performance of artificial intelligence and regression models in the cases of water resources. Various researches have been done in the case of modeling and parametric analysis of water resources. However, in this study, artificial intelligence (Learning Machine) models were used to simulate the qualitative and quantitative parameters of water. The models used in this study are: Self-Adapting Extreme Learning Machine (SAELM), Least Square Support Vector Machine (LSSVR), Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) and Multiple Linear Regression (MLR) model which was used to predict changes in hydrogeological parameters. Today, due to the growing global population, one of the most important challenges is access to safe drinking water. In our country, Iran, due to its location in the semi-arid region and low rainfall, this danger is felt more than ever. One of the serious issues is the salinity leakage into groundwater resources. In this study, an attempt has been made to simulate the leakage of salinity dynamic flow into the freshwater resources of the coastal aquifer, using artificial intelligence and statistical models. At the end, the simulation results and the accuracy of the models are given. The study area in this work, is Mighan Wetland and Mighan aquifer in Markazi province. Annual rainfall occurs in small amounts in this area. According to the statistical results provided by synoptic and rain gauge stations in the region, the maximum and minimum rainfall values range from 461 mm in the northeast to 208 mm in the center of Arak plain. The hydraulic outlet of the aquifer to the Mighan plain is located in the center of the plain. The water entering the Mighan plain and leaves the system due to evaporation from the water table. Observatory wells were used to sampling this lake due to its saline water. The wells were located in an area called Vismeh near the lake.

    Methodology

    In this study, qualitative and quantitative parameters: water salinity, total dissolved solids (TDS), chlorine ion (cl), sampling time (t), electrical conductivity (EC), Salinity and groundwater level (GWL) were simulated. In this work, Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS), Least square support vector machine (LSSVM), Self Adaptive Extreme learning machine (SAELM) and Multiple linear regression (MLR) models were used for simulation. In this study, data from 173 months of sampling were used. 70% of the sample size was used for training and 30% for testing models.

    Findings

    Simulation was performed using artificial intelligence models and regression model. The simulation results showed higher accuracy of artificial intelligence models. After simulation and obtaining the results, then the uncertainty analysis was performed by Wilson Score method without continuity correction. In this method, the prediction error (ei), the mean prediction error (Mean) and the standard deviation of the error is (Se). If the mean error value of a model in predicting the target variable is positive, it means that the performance of the model is Over Estimated. Also, if the average value of the model error is negative, the performance of the model is Under Estimated. Moreover, the results of Uncertainty Analysis with a significance of 5% were obtained. and finally we briefly write the subsequent performance Over Estimated (OS) and Under Estimated (US).

    Conclusions

    The results showed that different models were successful in predicting water parameters. In order to comprehensively evaluate the accuracy of the models in the simulation, the performance of the models was measured by five approaches. The proposed approaches were: 1) Evaluation of prediction by accuracy chart, 2) Performance evaluation by mathematical indices, 3) Performance evaluation, by Uncertainty Analysis by Wilson Score method without continuity correction, 4) Accuracy evaluation by error distribution charts and 5) Performance evaluation by discrepancy rate (DR) charts. Finally, all the results are given at the end of each section, respectively.Approach 1- According to the prediction accuracy charts, 16 charts were drawn and the most accurate models of which are depicted in Figures 4 to 7. After modeling, the results showed that the most accurate models in simulating groundwater parameters were SAELM model in GWL simulation. According to the results, SAELM model in GWL and EC simulation, LSSVM in TDS simulation and MLR in Salinity simulation were the superior midel, Respectively.Approach 2- According to the performance measurement indices, finally the results showed that SAELM model was the best model in simulating parameters (EC) and (GWL). The LSSVM model was also the most accurate model in modeling (TDS). MLR model was the best model in (Salinity) parameter simulation.Approach 3- Uncertainty analysis was performed based on Wilson score method. The performance of the models in the simulation showed that the performance of the SAELM model was determined as Under estimated and other superior models in simulation had Over estimated performance.Approach 4- Based on the error distribution diagrams, the best accuracy was assigned to SAELM and MLR models.Approach 5- Based on the discrepancy ratio, SAELM and MLR models were estimated to be the most accurate models in the simulation.

    Keywords: Self Adaptive Extreme Learning Machine, Least Square Support Vector Machine, Adaptive neuro fuzzy inference system, Multiple linear regression, Uncertainty analysis}
  • مریم ملایم، سید علی ابطحی*، مجتبی جعفری نیا، جعفر یثربی
    سابقه و هدف

    نفوذ آب به خاک نقش مهمی در مدیریت صحیح آبیاری، ذخیره رطوبت در خاک به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک و افزایش عملکرد زراعی ایفا می نماید. آگاهی از نفوذ آب به خاک اهمیت زیادی در طراحی و اجرای راهکارهای حفاظت آب، کنترل سیل و روان آب و مدیریت فرسایش خاک دارد. همچنین، سنجش دقیق مقادیر نفوذ آب به خاک با توجه به زمان برای برآورد آب ذخیره شده در ناحیه ریشه گیاه، اهمیت زیادی در طراحی و برنامه ریزی های آبیاری و مدیریت زراعی دارد. بنابراین، تهیه نقشه های دقیق از نفوذپذیری خاک می تواند در مدیریت اراضی و پیاده سازی کشاورزی دقیق نقش مهمی داشته باشد. هدف پژوهش حاضر، بررسی امکان تخمین نفوذ آب به خاک در زمان های مختلف با استفاده از توابع پیش بینی مکانی خاک و تخمین گرهای مکانی بود.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه، 72 نمونه خاک به صورت تصادفی از زمین های دشت مرودشت، استان فارس برداشت شد. در نقاط انتخاب شده چگالی ظاهری خاک، میزان شن، سیلت، رس، pH، قابلیت هدایت الکتریکی، کربنات کلسیم معادل خاک، سدیم محلول، کلسیم و منیزیم محلول و کربن آلی خاک اندازه گیری شدند. به منظور اندازه گیری نفوذ آب به خاک از روش استوانه های مضاعف استفاده شد. برای پی ریزی توابع پیش بینی مکانی خاک به منظور برآورد نفوذ تجمعی آب به خاک در زمان های 5، 10، 20، 45، 90، 150، 210 و 270 دقیقه از انواع مدل ها از قبیل رگرسیون، شبکه عصبی مصنوعی و تخمین گرهای مکانی استفاده گردید. در پژوهش حاضر، از داده هایی شامل خصوصیات زودیافت خاک اندازه گیری شده به همراه متغیرهای محیطی (اطلاعات سنجش از دور و توپوگرافی) در قالب توابع پیش بینی مکانی خاک استفاده گردید.

    یافته ها

    نتایج حاصل از ارزیابی مدل های رگرسیونی و شبکه عصبی مصنوعی پی ریزی شده براساس آماره های ارزیاب شامل میانگین خطا، ریشه میانگین مربعات خطا و ضریب تبیین در فاز آزمون نشان داد که مدل های شبکه عصبی مصنوعی توسعه یافته در مطالعه حاضر در مقایسه با مدل های رگرسیونی برای برآورد نفوذ تجمعی آب به خاک در زمان های مختلف برتری داشتند. افزون بر این، نتایج ارزیابی تخمین گرهای مکانی متفاوت در منطقه مورد مطالعه نشان داد که تخمین گر مکانی تلفیقی شبکه عصبی-کریجینگ در مقایسه با تخمین گر مکانی کریجینگ معمولی، از کارآیی بیشتری در برآورد نفوذ تجمعی آب به خاک برخوردار بود.

    نتیجه گیری

    نتایج این مطالعه نشان داد که به کارگیری توابع پیش بینی مکانی خاک (استفاده از اطلاعات کمکی به همراه ویژگی های زودیافت خاکی جهت تخمین نفوذ تجمعی آب به خاک در زمان های مختلف)، پتانسیل بسیار خوبی در تخمین مکانی نفوذ تجمعی آب به خاک در اکثر زمان های مورد نظر برخوردار بود.

    کلید واژگان: تخمین گرهای مکانی, رگرسیون خطی چندگانه, شبکه عصبی مصنوعی, نفوذ آب به خاک}
    Maryam Molayem, Seyed Ali Abtahi *, Mojtaba Jafarinia, Jafar Yasrebi
    Background and Objectives

    Water infiltration to soil play an important role in irrigation management, storage moisture in soil especially in dry and semi-dry area and increasing agronomy yield. Understanding water infiltration to soil is of important in designing and applying water conservation methods, flood and runoff control and soil erosion management. Additionally, accurately measuring water infiltration to soil in different times is more important for predicting water storage in root zone, irrigation designing and planning and agronomy management. In other hand, water infiltration to soil is a base for precision agriculture, therefore, producing accurate maps for water infiltration to soil play an important role in land management and applying precision agriculture. Modeling soil water infiltration at the field scale with ruler of calcareous, saline and sodic conditions is important for a better understanding of infiltration processes in these soils and future of infiltration modeling. The present study aimed for estimating water infiltration to soil at different times using soil spatial prediction functions and spatial estimators.

    Materials and methods

    in present study, 72 soil samples were collected using a random sampling method in Marvdasht plain, Fars Province. In selected points, soil bulk density, sand silt, clay, pH, electrical conductivity, calcium carbonate, solution sodium, solution calcium and magnesium and organic carbon contents. For measuring water infiltration to soil, the double ring method were used. Multiple linear regression (MLR), artificial neural network (ANN) and spatial estimators were used for deriving soil spatial prediction functions models between water infiltration to soil in different times including 5, 10, 20, 45, 90, 150, 210 and 270 min. In this study, the readily available soil properties and auxiliary variables such as remote sensing and topography data were used in soil spatial prediction functions.

    Results

    The results of evaluating regression and artificial neural networks models based on the mean error (ME), coefficient of determination (R2) and root mean square error (RMSE) criteria in testing phase were showed that the developed artificial neural network models in present study performed better than multiple linear regression models in water infiltration to soil prediction at different times. Moreover, the results showed that the combined estimators (artificial neural network - Kriging) performed better than ordinary kriging model for estimating water infiltration to soil.

    Conclusion

    In totally, the results of this study showed that the applying soil spatial prediction functions (using auxiliary variables such as remote sensing data and topography data with the readily available soil properties) had a great potential to predict spatial estimation of water infiltration to soil at most considered times.

    Keywords: Artificial neural network, multiple linear regression, Spatial estimators, Water infiltration to soil}
  • حسین ملک احمدی*، احسان میرزانیا، سپیده خسروی، علی ابراهیم زاده

    تبخیر-تعرق نقش مهمی در مدیریت منابع آب منطقه ای، تغییرات آب و هوایی و تولید کشاورزی دارد. در این تحقیق، کارآیی برخی از تکنیک های داده محور شامل ماشین بردار پشتیبان (SVM)، شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) و ترکیب آن با تبدیل موجک (WANN)، رگرسیون خطی چند متغیره (MLR) و درخت تصمیم (Decision Tree) برای پیش بینی نرخ تبخیر-تعرق در ایستگاه اسکاتس بلوف در ایالت نبراسکا بررسی شده است. برای این منظور، از 5 پارامتر هواشناسی (دمای کمینه، دمای بیشینه، رطوبت نسبی، سرعت باد و تابش خورشیدی) به عنوان ورودی برای مدل ها استفاده شده است. داده های استفاده شده در این تحقیق اطلاعات هواشناسی روزانه بین سال های 2005 و2013 برای آموزش و آزمون مدل ها بوده است. به منظور اجرای هر یک از مدل ها 8 سناریو با توجه به ترکیب پارامترهای ورودی درنظر گرفته شده است. برای ارزیابی عملکرد تکنیک های مورد مطالعه، از سه شاخص آماری مختلف یعنی ریشه میانگین مربع خطا (RMSE)، ضریب همبستگی (R) و ضریب نش ساتکلیف (NSE) استفاده، که بدین وسیله نتایج مدل ها با داده های مشاهداتی بررسی شد. علاوه بر این، نمودارهای تیلور برای آزمایش شباهت بین داده های مشاهده شده و پیش بینی شده استفاده شد. نتایج نشان داد که در ایستگاه اسکاتس بلوف، 8WANN (هشتمین ترکیب ورودی برای مدل WANN است) با توجه به مقادیر ریشه میانگین مربع خطا (RMSE)، ضریب همبستگی (R) و ضریب نش ساتکلیف به ترتیب برابر با 097/0 میلیمتر در روز، 999/0 و 999/0 عملکرد بهتری در مقایسه با ANN ، SVM، MLR وDT داشته است. مدل های SVM و ANN نیز دقت بسیار خوبی را نشان دادند، و مدل های DT و MLR با وجود قابل قبول بودن دقت در آن ها از سایر مدل ها ضعیف تر عمل کردند. به عنوان یک نتیجه گیری، نتایج حاصل از مطالعه فعلی ثابت کرد که WANN روندهای معقولی را برای مدل سازی اسکاتس بلوف در ایستگاه اسکاتس بلوف ارایه کرده است.

    کلید واژگان: هیبرید عصبی موجکی, ماشین بردار پشتیبان, درخت تصمیم, رگرسیون خطی چندگانه, اسکاتس بلوف}
    Hossein Malekahmadi *, Ehsan Mirzania, Sepideh Khosravi, Ali Ebrahim Zadeh

    Evapotranspiration plays an imperative role in management of regional water resources, climate change and agricultural production. In this study efficiency of some data-driven techniques, including support vector machine (SVM), artificial neural networks (ANN) and its hybrid with wavelet transform (WANN), multi linear regression (MLR) and decision tree (DT) for predicting Evapotranspiration rates at Scottsbluff Station in Nebraska have been monitored. For this purpose, 5 meteorological parameters utilized as inputs for the models. Daily meteorological information, data used in this study, were between 2005 - 2013 years to train and test the models. In order to implement each of the models 8 scenarios were considered according to combination of input parameters. For evaluate performance of the studied techniques, three different statistical indices were used which included root mean square error (RMSE), correlation coefficient (R) and Nash-Sutcliffe coefficient (NSE). In addition, Taylor charts were used to test similarity between observation and prediction data. The results showed that at the Scottsbluff station, WANN8 (is the eighth scenario for the WANN model) according to the root mean square error (RMSE), correlation coefficient (R) and Nash-Sutcliffe equal to 0.097, 0.999 and 0.999 performed better than ANN, SVM, MLR and DT. The SVM and ANN models also showed excellent accuracy, and the DT and MLR models performed worse than the other models despite their acceptable accuracy. As a conclusion, the results of the present study were proved that WANN provides reasonable procedures for modeling Scottsbluff at the Scottsbluff station.

    Keywords: WANN, SVM, Decision tree, MLR, Scottsbluff}
  • منیره مینا، مهروز رضایی*، عبدالمجید ثامنی، سید علی اکبر موسوی، سید رشید فلاح شمسی

    ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) از مهم ترین ویژگی های شیمیایی خاک است که در حاصلخیزی خاک نقش بسزایی دارد. با این حال، روش های استاندارد آزمایشگاهی برای اندازه گیری CEC دشوار، هزینه بر و زمان بر است. این پژوهش با هدف برآورد CEC خاک با به کارگیری روش های نوین مانند 1) توابع انتقالی خاک (PTF) بر اساس ویژگی های زودیافت خاک با استفاده از رگرسیون خطی چندگانه (MLR)، 2) طیف سنجی خاک (,Vis - NIR2500 تا 400 نانومتر) با استفاده از رگرسیون حداقل مربعات جزیی (PLSR) و رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) انجام شده است. همچنین با استفاده از نتایج تجزیه و تحلیل ضریب رگرسیون، طول موج های کلیدی برای برآورد CEC معرفی شدند. برای این منظور، CEC در آزمایشگاه با استفاده از روش سدیم استات برای 72 نمونه خاک جمع آوری شده از خاک های آهکی استان فارس اندازه گیری شد و بازتاب طیفی نمونه های خاک با دستگاه طیف سنج اندازه گیری شد. این روش ها از مجموعه واسنجی (70% داده ها) ساخته شده و با مجموعه اعتبارسنجی (30% داده ها) ارزیابی شدند. نتایج نشان داد دقت نتایج روش  طیف سنجی از دقت نتایج PTF بیشتر بود. در این پژوهش، طول موج های 566، 854، 1354، 1418، 1906، 2071، 2203، 2319 و 2341 نانومتر به عنوان طول موج های کلیدی برای برآورد CEC خاک به دست آمد. مدل SVR در مقایسه با PLSR عملکرد بهتری داشت. به طور کلی این پژوهش نشان داد که روش طیف سنجی (Vis- NIR) یک روش امیدوارکننده برای برآورد CEC خاک می باشد.

    کلید واژگان: رگرسیون بردار پشتیبان, رگرسیون حداقل مربعات جزئی, رگرسیون خطی چندگانه, طول مو ج های کلیدی}
    Monireh Mina, Mahrooz Rezaei *, Abdolmajid Sameni, AliAkbar Moosavi, RASHID FALLAH SHAMSI

    Cation exchange capacity (CEC) is one of the most important soil chemical properties that plays an important role in soil fertility. However, standard laboratory methods for measuring CEC are difficult, costly, and time-consuming. The aim of this study was to use new methods such as 1) Pedotransfer Functions (PTF) based on the basic soil properties using Multiple Linear Regression (MLR), 2) soil spectroscopy (Vis–NIR, 400 – 2500 nm) using Partial Least Squares Regression (PLSR), and Support Vector Regression (SVR), for estimating soil CEC. Also, from the regression coefficient analysis, key wavelengths were introduced. For this purpose, CEC was measured using the sodium acetate method for 72 soil samples collected, and spectral reflection of soil samples was determined using spectroscopy. These methods are made from a calibration set (70% of data) and evaluated with a validation set (30% of data). The results showed that Vis - NIR method performed better than PTF. In this study, wavelength ranges around 566, 854, 1354, 1418, 1906, 2071, 2203, 2319, and 2341 nm were investigated as the key wavelengths for estimation of CEC. Furthermore, the results of prediction models showed that SVR has a better performance than PLSR. This study proved that Vis-NIR is a promising method for soil CEC estimation.

    Keywords: Support Vector Regression, Partial least squares regression, Multiple Linear Regression, Key Wavelength}
  • مجتبی پورسعید*، امیرحسین پورسعید، سعید شعبانلو
    تحلیل کمی و کیفی منابع آب امروزه به یکی از موضوعات مهم در تحقیقات منابع آب تبدیل شده است. در این تحقیق از داده کاوی، تکنیک های هوش مصنوعی و ریاضی برای شبیه سازی رفتار آب و تخمین تغییرات پارامتریک آن استفاده شده است. نام مدل های بکار گرفته شده عبارتند از: مدل ماشین یادگیری نیرومند خودتطبیق SAELM، حداقل مربعات ماشین بردار پشتیبان LSSVM، مدل شبکه های عصبی نروفازی ANFIS و مدل آماری رگرسیون خطی چندگانه MLR که برای تخمین پارامترهای هیدروژیولوژیکی استفاده شده است. همچنین برای ارزیابی عملکرد مدل ها، در قالب 5 رویکرد دقت مدل ها بررسی گردید. نتایج تحقیق نشان داد که براساس نمودارهای شبیه سازی و همبستگی مدل SAELM برترین مدل بود. براساس شاخص های ارزیابی دقت، مدل SAELM با شاخص های RMSE و MAPE و R به ترتیب برابر با 1545/0، 0070/0 و 9979/0 دارای بالاترین دقت در تخمین پارامترهای هیدروژیولوژیکی بود. بر اساس تحلیل عدم قطعیت ویلسون (Wilson Score method) عملکرد مدل برتر (SAELM) دست پایین (Underestimated) برآورد گردید. همچنین براساس نمودارهای نسبت اختلاف خطا، دقیق ترین نتایج مربوط به مدل SAELM بود. در پایان با استفاده از نمودارهای توزیع خطا کمترین میزان خطا به مدل SAELM اختصاص یافت.
    کلید واژگان: ماشین یادگیری نیرومند خودتطبیق, ماشین یادگیری حداقل مربعات بردار پشتیبان, شبکه های عصبی نروفازی, رگرسیون خطی چندگانه, تحلیل عدم قطعیت}
    Mojtaba Poursaeid *, Amirhossain Poursaeid, Saeid Shabanlou
    Quantitative and qualitative analysis of water resources has become one of the most widely used topics in water resources research today. In this research, data mining, artificial intelligence, mathematical techniques have been used to simulate water behavior and estimate its parameters changes. The models used to estimate hydrogeological parameters are Self-adaptive Extreme learning machine (SAELM), Least square support vector machine (LSSVM), Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) and Multiple linear regression (MLR) models. Also, to evaluate the performance of these models, the accuracy of the models was assessed in the form of 5 approaches. The results showed that the SAELM model was the best model based on the simulation and correlation diagrams. Based on accuracy evaluation indices, the SAELM model with RMSE, MAPE and, R indices equal to 0.1545, 0.0070, and 0.9979, respectively, had the highest accuracy in hydrogeological parameters prediction. Based on Uncertainty Analysis by the Wilson Score method, the performance of the top model (SAELM) was estimated to be underestimated. Also, based on the error ratio diagrams, the most accurate results were related to the SAELM model. Finally, the SAELM model was assigned the lowest error rate using the error distribution diagrams.
    Keywords: Self Adaptive Extreme Learning Machine, Least Square Support Vector Machine, Adaptive neuro fuzzy inference system, Multiple Linear Regression, Uncertainty analysis}
  • رحمان باریده، سینا بشارت*، حبیب خداوردیلو
    نفوذ آب به خاک نقش مهمی در چرخه‏ی آبی طبیعت دارد و از آنجا که اندازه گیری مستقیم این پارامتر در هر جایی امکان پذیر نیست، لذا این پژوهش به منظور بررسی امکان برآورد توابع انتقالی تخمین ضرایب معادلات نفوذ آب به خاک کاستیاکف، کاستیاکف-لوییس، هورتن و سازمان حفاظت خاک آمریکا با استفاده از ویژگی های زودیافت فیزیکی خاک و ارزیابی این توابع در خارج از منطقه اشتقاق آن ها انجام گرفت. بنابراین ویژگی های فیزیکی خاک و نفوذ تجمعی در دو منطقه متفاوت (T1 و T2) اندازه گیری شد. با استفاده از اندازه گیری های محل T1 و رگرسیون خطی چندگانه، توابع انتقالی شکل گرفت و با استفاده از اندازه گیری های مستقل T2 کارایی برون یابی این توابع بررسی شد. نفوذ تجمعی در 78 نقطه به وسیله استوانه دوگانه با سه تکرار اندازه گیری شد. بیشترین دقت توابع انتقالی در مرحله اشتقاق، مربوط به ضرایب معادله SCS با مقدار ضریب تبیین (R2) برابر 66/0 و کمترین دقت با مقدار R2 برابر 04/0 مربوط به توان معادله هورتن بود. در مرحله اعتبارسنجی در خارج از محل اشتقاق، دقت توابع انتقالی کاهش زیادی نشان داد به طوری که بازه تغییرات R2 از 00/0 تا 26/0، بازه تغییرات ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (nRMSE) از 76/1 تا 93/80 و بازه تغییرات نسبت خطای میانگین هندسی (GMER) از 94/0 تا 73/1 به دست آمد. بنابراین نتایج نشان داد که استفاده از توابع انتقالی تخمین ضرایب معادلات نفوذ فقط در محل اشتقاقشان کارآمد است و امکان استفاده از این توابع در خارج از محل اشتقاق آن ها بدون واسنجی امکان پذیر نیست.
    کلید واژگان: استوانه دوگانه, رگرسیون خطی چندگانه, معادلات نفوذ, نفوذ تجمعی}
    Rahman Barideh, Sina Besharat *, Habib Khodaverdiloo
    Soil water Infiltration plays an important role in the water cycle of nature. However, since the direct measurement of soil water infiltration is laborious, time-consuming and expensive. Therefore, in this study was conducted to investigate the possibility of estimating the coefficients of water infiltration equations such as Kastiakov, Kastiakov-Lewis, Horton and USA Soil Conservation Service (SCS) using readily available soil properties and to evaluate the validity of these functions outside of their derivation regions. Therefore, soil physical properties and cumulative infiltration were measured in two different regions (T1 and T2). Parametric functions were derived using T1 location measurements and validation was performed using independent T2 measurements. Cumulative infiltration was measured using double rings with three replications at 78 points. Parametric functions were created using multiple linear regression. The highest accuracy of parametric functions in the derivation stage was related to SCS equations with the coefficient of explanation (R2) equal to 0.66 and the lowest accuracy with the value of R2 equal to 0.04 was related to the power of Horton equation. In the validation stage, the accuracy of the functions showed a large decrease. R2 changes range from 0.00 to 0.26, normalized root mean square error (nRMSE) range from 1.76 to 80.93 and geometric mean error ratio (GMER) range from 0.94 to 1.73 Was obtained. Therefore, in this study, the use of parametric functions to estimate the coefficients of infiltration equations outside of their derivation regions was not efficient.
    Keywords: Cumulative infiltration, Infiltration equations, Multiple linear regression, Double ring}
  • حسین زادمهر، احمد فرخیان فیروزی*
    دمای خاک عامل کلیدی است که فرآیندها و خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک را کنترل می کند؛ لذا بر کمیت و کیفیت تولید محصولات کشاورزی تاثیر می گذارد. هدف از انجام این پژوهش برآورد دمای خاک با استفاده از پارامترهای هواشناسی به روش های مختلف ماشین یادگیری بوده است. بدین منظور داده های هواشناسی و دمای خاک در عمق های 5، 10، 20، 30، 50 و 100 سانتی متری از 17 ایستگاه سینوپتیک استان خوزستان مربوط به 25 سال (1994 تا 2018) گردآوری شد. مدل های شبکه عصبی پرسپترون چندلایه (MLPNN)، ماشین یادگیری سریع (ELM) و رگرسیون خطی چندگانه (MLR) برای برآورد دمای خاک استفاده شدند. داده های دمای هوا، سرعت باد، رطوبت نسبی هوا، فشار بخار، تبخیر و بارندگی به عنوان ورودی برای آموزش مدل ها استفاده شدند. نتایج نشان داد که تمام مدل ها برآوردی بهتری از دمای لایه سطحی خاک (عمق 30-0 سانتی متری) داشته و با افزایش عمق دقت آن ها کاهش می یابد، به طوری که بهترین دقت برآورد دمای خاک مربوط به عمق 5 و کمترین آن مربوط به عمق 100 سانتی متری بود. نتایج نشان داد مدل های MLR، MLPNN و ELM عملکردی مطلوب در مدل سازی دمای خاک در تمام عمق ها داشتند. برای مدل های MLR، MLPNN، ELM به ترتیب مقادیر R2 از 864/0-700/0، 997/0-967/0 و 996/0-967/0، مقادیر RMSE از 823/2-557/2، 072/0-034/0 و 078/0-028/0 درجه سلسیوس و مقادیر MAE از 529/1-398/1، 063/0-023/0 و 065/0-023/0 درجه سلسیوس بود. نتایج نشان داد که دو مدل MLPNN و ELM دارای عملکردی تقریبا مشابه و بهتر از مدل رگرسیون خطی چندگانه بودند؛ اما به دلیل سرعت محاسبات بسیار بالای مدل ELM، پیشنهاد می گردد از مدل MLPNN برای تخمین دمای نیمرخ خاک استفاده شود.
    کلید واژگان: استان خوزستان, پارامترهای هواشناسی, رگرسیون خطی چندگانه, شبکه عصبی پرسپترون چندلایه, ماشین یادگیری سریع}
    Hossein Zadmehr, Ahmad Farrokhian Firouzi *
    Soil temperature (Ts) is a key factor controlling the soil physical, chemical and biological properties and processes and consequently affects agricultural crop productions. The objective of this study was to estimate Ts from meteorological data using different machine learning methods. For this purpose, meteorological data and soil temperature at different depths (5, 10, 20, 30, 50 and 100 cm from the soil surface) for 25 years (1994-2018) were collected from 17 synoptic stations in Khuzestan province, Iran. Air temperature, wind speed, relative humidity, evaporation, precipitation, and vapor pressure were used as inputs to train the models. Multiple Linear Regression (MLR), Multilayer Perceptron Neural Network (MLPNN) and Extreme Learning Machine (ELM) models were used to predict soil temperature from metrological data. The results indicated that all models predicted temperature of the top layer (0-30 cm) better than the ones in sublayers. on the other hand, by increasing soil depth the accuracy of the models diminished; so that, the best and worst Ts predictions were belong to 5 cm and 100 cm depth, respectively. The results revealed that MLR, MLPNN and ELM models provided desirable performance in modeling Ts at all depths, with R2 values ranging 0.700-0.864, 0.967-0.997, and 0.967-99, RMSE values ranging 2.557–2.873, 0.034–0.072, and 0.028–0.078 °C, and MAE values ranging 1.398–1.529, 0.023–0.063, and 0.023–0.065 °C, respectively. Overall, the results showed that MLPNN and ELM models had approximately similar performance and better accuracy than MLR model. However, because of the high computational speed of the ELM model, it is recommended to use MLPNN model for estimation of soil profile Ts.
    Keywords: Khuzestan Province, meteorological parameters, Multiple Linear Regression, Multilayer Perceptron Neural Network, Extreme learning machine}
  • محمد عیسی زاده، پروا محمدی *، یعقوب دین پژوه
    تحلیل های آماری و پیش بینی داده های جریان نقش به سزایی در مدیریت و مهندسی سامانه های آبی ایفا می کند. اساسی ترین مشکل تحلیل های آماری و پیش بینی جریان در کشور ایران، عدم وجود دوره آماری طولانی و نقص داده های جریان ایستگاه های هیدرومتری موجود می باشد. با توجه به موارد ذکر شده در این مطالعه، داده های جریان روزانه ایستگاه هیدرومتری سنته واقع در استان کردستان با استفاده از داده های ایستگاه های هیدرومتری و هواشناسی مجاور این ایستگاه تخمین زده شد. این تخمین به ازای شانزده ترکیب مختلف، شامل داده های جریان روزانه ایستگاه های هیدرومتری صفا خانه و پل آنیان و بارش روزانه ایستگاه باران سنجی سنته صورت گرفت. در این تحقیق تخمین جریان روزانه ایستگاه سنته در هر یک از ماه های سال، به ازای شانزده ترکیب مختلف و مدل های شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون خطی چندگانه مورد ارزیابی قرار گرفت. عملکرد هر یک از مدل ها با شاخص های RMSE، CC، NS و آماره t-student ارزیابی شد. نتایج حاکی از عملکرد خوب هر دو مدل بود ولی مدل شبکه عصبی مصنوعی در تخمین جریان روزانه اکثر ماه های سال بهتر از مدل رگرسیونی عمل کرد. میانگین خطای مدل های شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون خطی چندگانه در ماه های سال به ترتیب برابر با 31/6 و 07/8 مترمکعب بر ثانیه برآورد گردید. لازم به ذکر است که شبکه عصبی مصنوعی به ازای هر یک از شانزده ترکیب به کار گرفته شده، عملکرد بهتری نسبت به مدل رگرسیونی داشت.
    کلید واژگان: تخمین داده گم شده, شبکه عصبی, رگرسیون خطی چندگانه, ایستگاه سنته}
    M. Isazadeh, P. Mohammadi *, Y. Dinpazhoh
    Statistical analysis and forecast discharge data play an important role in management and development of water systems. The most fundamental issues of statistical analysis and forecast discharge in Iran are lack of data in long term period and lack of stream flow data in gauging stations. Considering the issues mentioned in this study, we tried to estimate the daily data flow (runoff) of Santeh gauging station in Kordestan province using the nearby hydrometric and meteorological stations data. This estimation occurred based on the sixteen different input combinations, including data of daily flow of hydrometric stations Safakhaneh and Polanian and daily runoff in Santeh precipitation gauging station. In this research, the daily flow estimation of the Santeh station in each of the months of the year was evaluated for sixteen different combinations and artificial neural network models and multiple linear regressions. The performance of each model was evaluated with the indicators RMSE, CC, NS and t-student statistic. The results showed good performance of both models but the performance of the artificial neural network model was better than the regression model in estimation of the daily runoff in the most months of the year. Mean error of artificial neural network and multiple linear regression models was respectively estimated as 6.31 and 8.07 m3/s in the months of the year. It should be noted that the artificial neural network, for each sixteen combination used, had better result than the regression model.
    Keywords: Artificial Neural Network, Estimating missing data, Multiple linear regression, Santeh station}
  • A. Arabi Yazdi, S.H.Sanaei, Nejad, M. Bannayan
    Climate variability is the most effective parameter on crop productivity especially rainfed crops.in this study, the anomaly index was calculated for meteorological elements such as maximum temperature(T max), minimum temperature(T min), precipitation(P) and crop yield(Y) for Razavi Khorasan province in Iran, which is located in arid and semi arid region of the world. Precipitation Anomaly Percentage (PAP) is a traditional drought monitoring index, it shows the precipitation as a percentage of the long-term average or normal Thepurpose of this study is finding significant relation between various indexes such as yearly precipitation anomaly (PA) with yearly maximum temperature anomaly(T max A) and yearly minimum temperature anomaly(T min A) for the period (1989-2005).At first, moving average of 5, years old,were examined for 10 stations. In addition, yearly precipitation anomaly, probability and return period of it were calculated using sigmoidfunction. Pearson correlation was examined to find relationship between change percent of yearly precipitation anomaly(PAP), yearly minimum(TminAP), maximum temperature anomaly(TmaxAP) and yearly rainfed crop yield anomaly of wheat (YAP). Multiple linear regression was calculate between YAP (as dependent parameter) and climate variability(indpendent parameter). Sarakhs, Ghuchan and Mashhad had significant correlation (P <0.05) 0.63,0.55 and 0.54 respectively. In other station, no relation found between PAP and YAP. A significant relation between TmaxAP and YAP was obtained in Mashhad (P < 0.05, r= -0.48) and TminAP and YAP was found only in Ghuchan(r=0.56).
    Keywords: Climate variability. Pearson correlation coefficint, multiple linear regression}
  • تکتم تاج گردان، شمس الله ایوبی، شعبان شتایی، فرهاد خرمالی
    این پژوهش به منظور ارائه مدلی برای تهیه نقشه شوری با استفاده از داده های ماهواره ای ETM+ و مقادیر شوری در منطقه ای در شمال آق قلا در استان گلستان انجام شد. به این منظور تصاویر ماهواره ای مورد تصحیحات هندسی و اتمسفری قرار گرفتند. پردازش های لازم مانند ادغام باندهای چند طیفی با باند پانکروماتیک، تبدیل تسلدکپ، آنالیز مؤلفه های اصلی و نسبت گیری بر روی باندها به منظور ایجاد باندهای مصنوعی انجام گرفت. یک شبکه نمونه برداری منظم به ابعاد 10×2 کیلومتر و به فواصل مختلف طراحی و بر روی منطقه مورد مطالعه پیاده شد. نمونه برداری از خاک (169 نمونه) از عمق 5-0 سانتی متری به فواصل 50، 250، 500، 1000 متری از یکدیگر انجام و هدایت الکتریکی آنها در عصاره اشباع اندازه گیری گردید. موقعیت مکانی نمونه ها با استفاده از GPS ثبت و در محیط GIS، نقشه موقعیت نمونه ها تهیه شد. ارزش های طیفی هر یک از نمونه ها در باندهای مختلف استخراج و ارتباط بین ارزش های طیفی (باندهای اصلی، باندهای حاصل از تسلدکپ و آنالیز مؤلفه های اصلی، ادغام داده ها و باندهای نسبت گیری شده) با مقادیر هدایت الکتریکی مربوط به 80 درصد نمونه ها بررسی شد. پس از تعیین باندهای مناسب برای شرکت در مدل، نتایج اولیه نشان داد که بین مقادیر هدایت الکتریکی سطحی با باند 4 اصلی، مؤلفه های روشنایی و سبزینگی حاصل از تبدیل تسلدکپ و مؤلفه حاصل از ادغام باند پانکروماتیک با باند 4 اصلی، ارتباط معنی داری در سطح 1 درصد وجود دارد. پس از انتخاب بهترین مدل، اعتبارسنجی آن با 20 درصد نمونه ها به منظور تعیین پارامترهای ME و RMSE انجام شد. نتایج کنترل اعتبار با مقادیر ME و RMSE به ترتیب معادل 18/0- دسی زیمنس بر متر و 6/55 دسی زیمنس بر متر بیانگر مناسب بودن تخمین حاصل از مدل می باشد. در نهایت نقشه شوری براساس مدل رگرسیونی قابل ارائه تهیه شد. نتایج کلی این پژوهش نشان داد که در منطقه ای در شمال آق قلا با مساحت 2000 هکتار، استفاده از داده های رقومیETM+ و مشتقات آن، می تواند به منظور پهنه بندی و توجیه تغییرات شوری مؤثر باشد.
    کلید واژگان: شوری خاک, ارزشهای رقومی, رگرسیون خطی چندگانه, نقشه برداری, اعتبار سنجی}
    T. Tajgardan, Sh. Ayoubi, Sh. Shataii, F. Khormali
    This study was done in order to submit a model for salinity map made with ETM+ satellite data and salinity values in a district in North of Agh Ghala in Golestan province. The Geometric and atmospheric correction of Satellite images were carried out Processings such as; multispectral bands fusion with panchromatic band, tasseled cap transformation, principal component analysis, and ratioing for composite bands creation were done. The regular sampling grid with 2×10 km dimension and different intervals were designed and performed on the study area. Soil samples (169 samples) were taken from 0-5 cm depth with intervals of 50, 100, 250, 1000 m and their electrical conductivity (EC) were measured. The location of the samples was determined by GPS and samples location map was made with GIS software. Spectral values for each sample were extracted by different bands. Correlation between spectral values i.e. (main bands, tasseled cap bands, principal component analysis and composite bands) with electrical conductivity values were investigated for 80% of the samples. By determining correlated bands and selecting desirable bands for contributing in model, primary results showed that correlation between electrical conductivity values with B4 bands, brightness, greenness and fuse B4 were significant in 1% level. After selecting the best model, cross validation was calculated with 20% samples for determinating ME and RMSE parameters. Cross validation results showed the suitable estimation of model with ME and RMSE values was equal to -0.18 and 55.6 dS/m, respectively. Finally, salinity map was prepared using submitted regression model. In this research, results confirmed that salinity changes can be evaluated by digital data of ETM+ and it's composites in district of north Agh Ghala with 2000 ha area.
نمایش نتایج بیشتر...
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