• صفحه اصلی
  • مرور
    • شماره جاری
    • بر اساس شماره‌های نشریه
    • بر اساس نویسندگان
    • بر اساس موضوعات
    • نمایه نویسندگان
    • نمایه کلیدواژه ها
  • اطلاعات نشریه
    • درباره نشریه
    • اهداف و چشم انداز
    • اعضای هیات تحریریه
    • اصول اخلاقی انتشار مقاله
    • بانک ها و نمایه نامه ها
    • پیوندهای مفید
    • پرسش‌های متداول
    • فرایند پذیرش مقالات
    • اخبار و اعلانات
  • راهنمای نویسندگان
  • ارسال مقاله
  • داوران
  • تماس با ما
 
  • ورود به سامانه ▼
    • ورود به سامانه
    • ثبت نام در سامانه
  • English
صفحه اصلی فهرست مقالات مشخصات مقاله
  • ذخیره رکوردها
  • |
  • نسخه قابل چاپ
  • |
  • توصیه به دوستان
  • |
  • ارجاع به این مقاله ارجاع به مقاله
    RIS EndNote BibTeX APA MLA Harvard Vancouver
  • |
  • اشتراک گذاری اشتراک گذاری
    CiteULike Mendeley Facebook Google LinkedIn Twitter
پژوهشهای جغرافیای طبیعی
مقالات آماده انتشار
شماره جاری
شماره‌های پیشین نشریه
دوره دوره 51 (1398)
دوره دوره 50 (1397)
دوره دوره 49 (1396)
دوره دوره 48 (1395)
دوره دوره 47 (1394)
دوره دوره 46 (1393)
شماره شماره 4
زمستان 1393، صفحه 407-523
شماره شماره 3
پاییز 1393، صفحه 261-405
شماره شماره 2
تابستان 1393، صفحه 137-260
شماره شماره 1
بهار 1393، صفحه 1-136
دوره دوره 45 (1392)
دوره دوره 44 (1391)
دوره دوره 43 (1390)
دوره دوره 42 (1389)
دوره دوره 41 (1389)
دوره دوره 0 (1387)
ستاری, محمدتقی, رضازاده جودی, علی, نهرین, فرناز. (1393). پیش‎بینی مقادیر بارش ماهانه با استفاده از شبکه‎های عصبی مصنوعی و مدل درختی M5 (مطالعۀ موردی: ایستگاه اهر). پژوهشهای جغرافیای طبیعی, 46(2), 247-260. doi: 10.22059/jphgr.2014.51428
محمدتقی ستاری; علی رضازاده جودی; فرناز نهرین. "پیش‎بینی مقادیر بارش ماهانه با استفاده از شبکه‎های عصبی مصنوعی و مدل درختی M5 (مطالعۀ موردی: ایستگاه اهر)". پژوهشهای جغرافیای طبیعی, 46, 2, 1393, 247-260. doi: 10.22059/jphgr.2014.51428
ستاری, محمدتقی, رضازاده جودی, علی, نهرین, فرناز. (1393). 'پیش‎بینی مقادیر بارش ماهانه با استفاده از شبکه‎های عصبی مصنوعی و مدل درختی M5 (مطالعۀ موردی: ایستگاه اهر)', پژوهشهای جغرافیای طبیعی, 46(2), pp. 247-260. doi: 10.22059/jphgr.2014.51428
ستاری, محمدتقی, رضازاده جودی, علی, نهرین, فرناز. پیش‎بینی مقادیر بارش ماهانه با استفاده از شبکه‎های عصبی مصنوعی و مدل درختی M5 (مطالعۀ موردی: ایستگاه اهر). پژوهشهای جغرافیای طبیعی, 1393; 46(2): 247-260. doi: 10.22059/jphgr.2014.51428

پیش‎بینی مقادیر بارش ماهانه با استفاده از شبکه‎های عصبی مصنوعی و مدل درختی M5 (مطالعۀ موردی: ایستگاه اهر)

مقاله 8، دوره 46، شماره 2، تابستان 1393، صفحه 247-260  XML اصل مقاله (784.09 K)
نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jphgr.2014.51428
نویسندگان
محمدتقی ستاری1؛ علی رضازاده جودی email 2؛ فرناز نهرین3
1استادیار گروه مهندسی آب، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه تبریز
2دانشجوی کارشناسی ارشد عمران آب، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد مراغه
3دانشجوی کارشناسی ارشد سازه‎های آبی، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه تبریز
چکیده
بارش یکی از مهم‎ترین اجزای چرخۀ آب است و در سنجش خصوصیات اقلیمی هر منطقه، نقش بسیار مهمی ایفا می‎کند. تخمین مقادیر بارش ماهانه برای اهداف مختلفی چون، برآورد سیلاب، خشکسالی، برنامه‎ریزی آبیاری و مدیریت حوضه‎های آبریز، اهمیت زیادی دارد. پیش‎بینی بارش در هر منطقه‎ای نیازمند وجود داده‎های دقیق اندازه‎گیری‎شده‎ای مانند، رطوبت، دما، فشار، سرعت باد و غیره است. محدودیت‎هایی چون، نبود اطلاعات کافی در مورد مقدار بارش در مقیاس‎های زمانی و مکانی و همچنین پیچیدگی روابط بین پارامترهای هواشناسی مرتبط با بارش، موجب می‎شود محاسبۀ این پارامتر با استفاده از روش‎های معمول به‎طور دقیق انجام نگیرد. در این پژوهش، ابتدا سناریوهای مختلفی از ترکیب پارامترهای هواشناسی در مقیاس ماهانه برای منطقۀ اهر در استان آذربایجان شرقی، به‎منزلۀ ورودی شبکه‎های عصبی مصنوعی و مدل درختی 5M تعریف شد و سپس با در نظر گرفتن دو آمارۀ R و RMSE بهترین سناریو برای هر یک از این دو مدل انتخاب شد. یافته‎ها نشان داد که هر دو روش نتایج نسبتاً دقیقی را برای پیش‎بینی ماهانۀ منطقه ارائه می‎کنند، ولی از آنجاکه مدل درختی 5M روابط خطی ساده‎ای در اختیار کاربر می‎گذارد، این روش کاربردی‎تر است.
کلیدواژه‌ها
اهر؛ پیش‎بینی بارش ماهانه؛ شبکه‎های عصبی مصنوعی؛ مدل درختی 5M
موضوعات
ژئومورفولوژی
عنوان مقاله [English]
Monthly Rainfall Prediction using Artificial Neural Networks and M5 Model Tree (Case study: Station of AHAR)
نویسندگان [English]
Mohammad Taghi Sattari1؛ Ali Rezazadeh Joudi2؛ Farnaz Nahrein3
1Water Engineering Department, Agriculture Faculty, Tabriz University, Tebriz, Iran
2MSc student of water civil engineering, Islamic Azad university of Maraghe, Maraghe, Iran
3Msc student of water structures, Agriculture Faculty, Tabriz University, Tabriz, Iran
چکیده [English]
Introduction
Rainfall is considered as one of the most important factures in water cycle. Prediction of monthly rainfall is important for many purposes such as estimating torrent, drought, run-off, sediment, irrigation programming and also management of drainage basins. Rainfall prediction in each area is mediated by punctual data measured as humidity, temperature, wind speed and etc. As Iran is located in a hot and arid region and also for lack of water sources, and water supply and protection it is important to study rainfall characteristics in this area. The limitations such as unavailability of adequate data about rainfall measure in different temporal and spatial scales and also complicated boundaries among meteorology factures related to rainfall caused inexact and non- trustable examinations. According to recent improvements especially in the field of computer processing and new data mining methods such as artificial neural network, decision trees, genetic algorithms and Support vector machines, so many efforts have been taken to solve complicated and high dimension issues in different kinds of engineering fields.
Material and Methods
In this study, we have used different kinds of meteorology parameters on month scale in AHAR region. It is located in East Azarbayjan Province, IRAN. Different concepts of combination of these meteorology parameters have been entered to artificial neural network and M5 model tree as our chosen data mining methods. The idea of artificial neural networks is based on structure of human brain. These structures include three layers that named as input layer, hidden layer and output layer. To achieve the best structure of this network we must try different combination of parameters and change the type of transfer function and other factures. M5 model tree is a data mining approach that divides the data space into smaller subspaces by divide-and-conquer method. This technique splits the parameter space into areas (subspaces) and builds in each of them by a linear regression model. The M5 model tree approach, (Quinlan, 1992), based on the principle of information theory, makes it possible to split the multidimensional parameter of space and generate the models automatically according to the overall quality criterion. It also allows the number of models. The splitting in this approach follows the idea of a decision tree, but instead of the class labels, it has linear regression functions at the leaves, which can predict continuous numerical attributes. Thus, they are analogous to piece-wise linear functions. Computational requirements for model trees grow rapidly with increase in dimensionality of the data set. Model trees learn efficiently and can tackle tasks with very high dimensionality. The major advantage of the model trees relative to regression trees is that model trees are much smaller than regression trees, the decision strength is clear, and regression functions do not normally involve many variables. Finally, after making these models, we evaluate these models with statistics such as RMSE and R coefficient.
 
Results and discussion
In this paper, we have tried various combinations of different meteorology parameters. Then we choose the best model according to these facts. At first, that model has high amount of R coefficient and lesser amount of RMSE and it is also made by less meteorology parameters. We achieve, respectively, the amount of 0.84 and 12.14 for R and RMSE statistics in artificial neural network method and amount of 0.87 and 11.45 for R and RMSE statistics in M5 model tree approaches. We achieve our best results in M5 model tree method, with using the combination of maximum and minimum amount of monthly temperature, maximum and minimum amount of monthly relative humidity and maximum and minimum amount of monthly pressure at station. We also achieve our the best result in artificial neural network method by using  the combination of maximum and minimum amount of monthly temperature, maximum and minimum amount of monthly relative humidity, and maximum and minimum amount of monthly pressure at station. The results indicate that, both of artificial neural networks and M5 model tree methods present the comparatively exact result for rainfall prediction in the region. However, due to having simple and understandable equations provided with M5 model tree method, this method could be considerate as an efficient application and as substitute for rainfall measurement.
Conclusion
Both of artificial neural networks and M5 model tree have good performance in predicting monthly rainfall. The results shows that both of these methods have almost equal performance in this case but due to providing simple and explicit equations with M5 model tree method, this method could be considerate as an efficient and practical application and substitutes for rainfall measurement.
کلیدواژه‌ها [English]
Ahar, Artificial Neural Networks, M5 tree model, prediction of monthly rainfall
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 2,963
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 2,079
صفحه اصلی | واژه نامه اختصاصی | اخبار و اعلانات | اهداف و چشم انداز | نقشه سایت
ابتدای صفحه ابتدای صفحه

Journal Management System. Designed by sinaweb.