دوره 12، شماره 24 - ( پاییز و زمستان 1400 1400 )
جلد 12 شماره 24 صفحات 286-273 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Afshin N, Emadi A, Fazl-ola R, Zamanzad-Ghavidel S. Prediction of Coastal Wave Height using Hybrid-Wavelet Methods of Artificial Intelligence (Case study: Amirabad Port of the Caspian Sea). jwmr. 2021; 12 (24) :273-286
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1110-fa.html
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1110-fa.html
افشین نیما، عمادی علیرضا، فضل اولی رامین، زمان زاد قویدل سروین. پیش بینی ارتفاع امواج ساحلی با استفاده از روش های هیبریدی- موجک هوش مصنوعی (مطالعه موردی: بندر امیرآباد دریای خزر). پژوهشنامه مديريت حوزه آبخيز. 1400; 12 (24) :286-273
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
چکیده: (724 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: امروزه با توجه به تغییرات اقلیمی و تأثیر آن بر وضعیت امواج دریا و خطرات ناشی از شدت آن، ارزیابی و برآورد ارتفاع موج شاخص در دریاها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. پیشبینی ارتفاع موج شاخص در بندر امیرآباد با به کارگیری ترکیبی از متغیرهای معرف خصوصیات امواج و هواشناسی، توسعه مدل های هوش مصنوعی و اغتشاشزدایی دادهها با به کارگیری تئوری موجک و نهایتاً استخراج روابط ریاضی حاکم بر اصول مهندسی دریا-هواشناسی جهت تخمین ارتفاع موج از اهداف و نوآوری های منحصر به فرد در این مطالعه، می باشد.
مواد و روشها: در این تحقیق، ارتفاع امواج در بندر امیرآباد دریای خزر، با استفاده از روش های منفرد و هیبریدی-موجک هوش مصنوعی، از جمله شبکه عصبی مصنوعی (ANN, WANN) پرسپترون چند لایه با الگوریتم آموزشی لونبرگ-مارگارت، سامانه استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی (ANFIS, WANFIS) و برنامه ریزی بیان ژن (GEP, WGEP) در گام های زمانی بدون تأخیر، تأخیر زمانی 3 و 6 ساعته، برآورد شده است. بدین منظور، از داده های امواج و هواشناسی با مقیاس ساعتی در سال 2018 میلادی، استفاده شده است.
یافتهها: نتایج حاکی از این است که حذف اغتشاش توسط آنالیز موجک توانایی ارتقاء عملکرد در همه مدل ها را دارد. همچنین، در این پژوهش مدلهای هیبریدی-موجک نتایج بهتری را نسبت به مدل های منفرد ارائه داده اند. در میان تمامی مدلها برای همه گام های زمانی، مدل WGEP بهترین مدل و ANN ضعیف ترین مدل بوده است. از میان مدلهای مورد بررسی در این تحقیق مدل WGEP درگام زمانی بدون تأخیر به ترتیب با ضریب همبستگی و کارایی 0/96 و 0/98 و ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین قدرمطلق خطا 0/037 و 0/087 متر، مناسب‌ترین مدل بوده است. همچنین مدل ANN منفرد در گام زمانی با تأخیر 6 ساعته کمترین مقدار ضریب همبستگی و کارایی و بیشترین مقدار ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین قدرمطلق خطا به ترتیب بهمیزان 0/509، 0/607، 0/181 و 0/286 را داشته است.
نتیجهگیری: نتایج سه روش منفرد و هیبرید-موجک به کار گرفته شده، میتواند برای برآورد ارتفاع موج شاخص در بندر امیرآباد قابل قبول باشد. همچنین، اغتشاش زدایی داده های مشاهداتی بسیاری از خطاهای اندازهگیری را کاهش داده و باعث افزایش عملکرد مدلهای هوش مصنوعی میگردد. این مطالعه تأثیر بسزایی در مدیریت بحران و سواحل داشته و می تواند الگویی راهبردی برای مدیران و سیاست گزاران و محققان جهت تحقیقات آتی باشد.
مقدمه و هدف: امروزه با توجه به تغییرات اقلیمی و تأثیر آن بر وضعیت امواج دریا و خطرات ناشی از شدت آن، ارزیابی و برآورد ارتفاع موج شاخص در دریاها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. پیشبینی ارتفاع موج شاخص در بندر امیرآباد با به کارگیری ترکیبی از متغیرهای معرف خصوصیات امواج و هواشناسی، توسعه مدل های هوش مصنوعی و اغتشاشزدایی دادهها با به کارگیری تئوری موجک و نهایتاً استخراج روابط ریاضی حاکم بر اصول مهندسی دریا-هواشناسی جهت تخمین ارتفاع موج از اهداف و نوآوری های منحصر به فرد در این مطالعه، می باشد.
مواد و روشها: در این تحقیق، ارتفاع امواج در بندر امیرآباد دریای خزر، با استفاده از روش های منفرد و هیبریدی-موجک هوش مصنوعی، از جمله شبکه عصبی مصنوعی (ANN, WANN) پرسپترون چند لایه با الگوریتم آموزشی لونبرگ-مارگارت، سامانه استنتاجی فازی-عصبی تطبیقی (ANFIS, WANFIS) و برنامه ریزی بیان ژن (GEP, WGEP) در گام های زمانی بدون تأخیر، تأخیر زمانی 3 و 6 ساعته، برآورد شده است. بدین منظور، از داده های امواج و هواشناسی با مقیاس ساعتی در سال 2018 میلادی، استفاده شده است.
یافتهها: نتایج حاکی از این است که حذف اغتشاش توسط آنالیز موجک توانایی ارتقاء عملکرد در همه مدل ها را دارد. همچنین، در این پژوهش مدلهای هیبریدی-موجک نتایج بهتری را نسبت به مدل های منفرد ارائه داده اند. در میان تمامی مدلها برای همه گام های زمانی، مدل WGEP بهترین مدل و ANN ضعیف ترین مدل بوده است. از میان مدلهای مورد بررسی در این تحقیق مدل WGEP درگام زمانی بدون تأخیر به ترتیب با ضریب همبستگی و کارایی 0/96 و 0/98 و ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین قدرمطلق خطا 0/037 و 0/087 متر، مناسب‌ترین مدل بوده است. همچنین مدل ANN منفرد در گام زمانی با تأخیر 6 ساعته کمترین مقدار ضریب همبستگی و کارایی و بیشترین مقدار ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین قدرمطلق خطا به ترتیب بهمیزان 0/509، 0/607، 0/181 و 0/286 را داشته است.
نتیجهگیری: نتایج سه روش منفرد و هیبرید-موجک به کار گرفته شده، میتواند برای برآورد ارتفاع موج شاخص در بندر امیرآباد قابل قبول باشد. همچنین، اغتشاش زدایی داده های مشاهداتی بسیاری از خطاهای اندازهگیری را کاهش داده و باعث افزایش عملکرد مدلهای هوش مصنوعی میگردد. این مطالعه تأثیر بسزایی در مدیریت بحران و سواحل داشته و می تواند الگویی راهبردی برای مدیران و سیاست گزاران و محققان جهت تحقیقات آتی باشد.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
ساير موضوعات وابسته به مديريت حوزه آبخيز
دریافت: 1399/6/26 | ویرایش نهایی: 1400/12/4 | پذیرش: 1399/9/13 | انتشار: 1400/6/10
دریافت: 1399/6/26 | ویرایش نهایی: 1400/12/4 | پذیرش: 1399/9/13 | انتشار: 1400/6/10
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
