اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدنموذج شبكة عصبية صنعيَّة للتنبؤ بالتبخر الشهري في منطقة حماه
Forecasting Of Monthly Evaporation In Hama Using Artificial Neural Network
1407
1 27
0
(
0
)
نشر من قبل
جامعة تشرين ورقة بحثية
تاريخ النشر
2017
مجال البحث
الهندسة المائية و الري
والبحث باللغة
العربية
تأليف
ماريا عباس( باحث )
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
التبخر هو أحد العناصر الأساسية للدورة الهيدرولوجية و ضروري للعديد من الدراسات مثل الموازنة المائية, تصميم أنظمة الري و إدارة الموارد المائية, و يتطلب تقديره معرفة العديد من العناصر المناخية. على الرغم من أن هناك صيغاً تجريبيَّةً متوفرةً لتقدير التبخر, و لكن أداء هذه الصيغ غير دقيق بسبب الطبيعة المعقدة لعملية التبخر. لذلك فإن هذا البحث يهدف لوضع نموذج شبكة عصبية صنعيَّة للتنبؤ بالتبخر الشهري في منطقة حماه باستخدام ثلاثة عناصر مناخية هي درجة الحرارة, الرطوبة النسبية و سرعة الرياح. من أجل ذلك فقد بُني النموذج باستخدام مكتبة nntool-box إحدى أدوات الـ MATLAB. استُخدمت الشبكة العصبية الصنعيَّة ذات التغذية الأمامية و الانتشار العكسي للخطأ بطبقة خفية واحدة لبناء النموذج. و تم تقييم شبكات مختلفة بعدد مختلف من العصبونات و بتغيير دوال التفعيل المستخدمة في كل طبقة. و استُخدم جذر متوسط مربع الخطأ (RMSE) لتقييم دقة النموذج المُقترح. و قد بينت الدراسة أن الشبكة العصبية الصنعيَّة ذات الهيكلية (3-14-1) هي الأفضل للتنبؤ بالتبخر في منطقة حماه حيث كانت قيمة RMSE تساوي (21.5mm/month) و قيمة R2 مساوية (0.97). توصي الدراسة باستخدام أنواع أخرى من الشبكات العصبية لتقدير التبخر.
The evaporation is one of the basic components of the hydrologic cycle and it is essential for studies such as water balance, irrigation system design and water resource management, and it requires knowledge of many climatic variables. Although, there are many empirical formulas available for evaporation estimate, but their performances are not all satisfactory due to the complicated nature of the evaporation process. Accordingly, this paper is an attempt to assess the potential and usefulness of ANN based modeling for evaporation prediction from HAMA by using temperature, relative humidity and wind velocity. The mathematical model was built by the (nntool-box), which is one of the MATLAB tools. The feed forward back propagation network with one hidden layer has been utilised to construct the model. Different networks with different number of neurons were evaluated. Root Mean Squared Error (RMSE) was employed to evaluate the accuracy of the proposed model. The study shows that ANN (3-14-1) was the best model with RMSE (21.5mm/month) and R2 (0.97). This study suggests using other types of neural networks for estimation of evaporation
المراجع المستخدمة
DALKILIC, Y.; OKKAN, U. and BAYKAN, N. Comparison of Different Ann Approaches in Daily Pan Evaporation Prediction. Journal of Water Resource and Protection, Vol. 6, 2014, 319-326
ESLAMIAN, S. S.; GOHARI, S. A.; BIABANAKI, M. and MALEKIAN, R. Estimation of Monthly Pan Evaporation Using Artificial Neural Networks and Support Vector Machines. Journal of Applied Sciences, Vol. 8, 2008, 3497-3502
GOAL, A. ANN Based Modeling for Prediction of Evaporation in Reservoirs. Vol. 22, No. 4, November, 2009, 351-358
قيم البحث
اقرأ أيضاً
يشكّل التبخر أحد عناصر الدورة الهيدرولوجية، الذي يصعب قياس كمياته الفعلية في الشروط الحقلية، لذلك يجري تقديره اعتماداً على الحسابات بعلاقات تجريبية تعتمد على بيانات عناصر المناخ. يهدف البحث إلى بناء أنموذج رياضي لتقدير التبخر الشهري في المنطقة السهلي
ة من الساحل السوري، و ذلك باستخدام الشبكات العصبية الصنعيَّة اعتماداً على درجة الحرارة فقط. و إجراء دراسة مقارنة بين نتائج أنموذج الشبكة و نتائج نماذج أخرى معروفة. بُني الأنموذج الرياضي باستخدام NN-tool box إحدى أدوات MATLAB حيث شكلت شبكة عصبية صنعيَّة متعددة الطبقات لخوارزمية الانتشار العكسي للخطأ، و حُددت خوارزمية التعلم الملائمة، و عدد الطبقات الخفية المستخدمة، بالإضافةً إلى عدد العصبونات و نوع دوال التفعيل المستخدمة في كل طبقة.
و قد أظهرت النتائج أن الشبكة العصبية الصنعيَّة ذات الهيكلية (1-9-1) تعطي أقل قيمة لمربع متوسط الخطأ لمجموعة التحقق و يساوي 0.0032، مع استخدام دالتي التفعيل Logsigmoid و Linear على الترتيب في الطبقة الخفية و طبقة الإخراج.
كما طُوِّر أنموذج المحاكاة للنتائج المستحصلة من الشبكة العصبية الصنعيَّة المقترحة مع نماذج أخرى مثل معادلة إيفانوف و ذلك باستخدام تقانة (Simulink). تبين أن الشبكة العصبية الصنعيَّة المعتمدة على درجة الحرارة فقط تعطي نتائج أكثر دقة من معادلة إيفانوف في تقدير التبخر.
تتضمن هذه الدراسة إمكانية استخدام الشبكات العصبية الاصطناعية مع خوارزمية الانتشار العكسي في التنبؤ قصير المدى بمناسيب بحيرة قطينة على نهر العاصي, مع الإشارة على أن البيانات المستخدمة هي بيانات مناسيب المياه في البحيرة و بيانات الأمطار للفترة الممتدة بين ( 1\5\2007 - 28\2\2009 ).
تُعتبر القدرة على التقدير والتنبّؤ الدقيق بالظواهر الهيدرولوجيّة من العوامل الأساسيّة في تنمية وإدارة الموارد المائيّة، ووضع الخطط المائيّة المستقبليّة وفق سيناريوهات التغيّرات المناخيّة المختلفة، ويعد التبخّر نتح أحد أهم العوامل في الدورة الهيدرولوج
يّة ومن أكثرها تعقيداً، كما أنّ القدرة على التنبّؤ الدقيق بقيم هذه الظاهرة هي من العوامل المهمّة في العديد من تطبيقات الموارد المائيّة.
لذلك تهدف هذه الدراسة إلى التنبّؤ بقيم التبخر نتح المرجعي الشهري (ET0) في محطّة حمص المناخيّة، في المنطقة الوسطى من الجمهوريّة العربيّة السوريّة، باستخدام الشبكات العصبيّة الاصطناعيّة (ANNs) ونظام الاستدلال الضبابي (FIS)، بالاعتماد على البيانات المناخيّة المتاحة، والمقارنة بين نتائج هذه النماذج.
تضمّنت البيانات المستخدمة 347 قيمة شهريّة لدرجة حرارة الهواء (T)، الرطوبة النسبيّة(RH) ، سرعة الرياح(WS) وعدد ساعات السطوع الشمسي(SS) (من تشرين الأول 1975 وحتى كانون الأول 2004)، في حين حُسبت قيم التبخّر نتح المرجعي الشهري باستخدام طريقة بنمان مونتيث، والتي هي الطريقة المرجعيّة المعتمدة من قبل المنظمة الدوليّة للزراعة والأغذية التابعة للأمم المتحدة (FAO)، واستُخدمت هذه القيم كمخرجات للنماذج.
أظهرت نتائج الدراسة أنّ نماذج الشبكات العصبيّة الاصطناعيّة ذات التغذية الأماميّة والانتشار العكسي للخطأ تمكّنت من التنبّؤ بقيم التبخّر نتح المرجعي الشهري بنجاح، حيث أعطت النماذج قيماً منخفضة لجذر متوسّط مربّعات الأخطاء (RMSE) ومرتفعة لمعاملات الارتباط(R) ، وكذلك تبيّن أنّ استخدام ترتيب الشهر كمُدخل إضافي يُحسّن من دقّة التنبّؤ للشبكات العصبيّة الاصطناعيّة.
أظهرت النتائج أيضاً القدرة الجيّدة لنماذج الاستدلال الضبابي على التنبّؤ بقيم التبخّر نتح المرجعي الشهري، حيث تبيّن أن عدد ساعات السطوع الشمسي هي أكثر العوامل المناخيّة المنفردة تأثيراً في عمليّة التنبّؤ، حيث بلغ معامل الارتباط 97.71% وجذر متوسّط مربّعات الأخطاء 18.08 mm/month خلال مرحلة الاختبار للنموذج، في حين كان عدد ساعات السطوع الشمسي وسرعة الرياح أكثر عاملين مؤثرين سويةً على عمليّة التنبّؤ بمعامل ارتباط 98.55% وجذر متوسّط مربّعات أخطاء 12.49 mm/month خلال مرحلة الاختبار للنموذج.
أظهر هذا البحث الموثوقيّة العالية لاستخدام الشبكات العصبيّة الاصطناعيّة ونظام الاستدلال الضبابي في التنبّؤ بقيم التبخر نتح المرجعي الشهري، مع وجود أفضليّة بسيطة للشبكات العصبيّة الاصطناعيّة، والتي يمكن أن تضيف ترتيب الشهر إلى طبقة المدخلات الأمر الذي يزيد من دقّة التنبّؤات. توصي هذه الدراسة بالتوسّع في استخدام تقنيّات الذكاء الاصطناعي في نمذجة الظواهر المعقّدة واللاخطيّة المتعلقة بالموارد المائيّة.
لترجيل اللغة المنطوقة إلى المتوسطة المكتوبة، تمكن معظم الحروف الهجائية قاعدة صوتية لا لبس فيها.ومع ذلك، فقد نأت بعض أنظمة الكتابة أنفسهم من هذا المفهوم البسيط والعمل القليل من العمل في معالجة اللغة الطبيعية (NLP) على قياس المسافة.في هذه الدراسة، نستخ
دم نموذج شبكة عصبي اصطناعي (آن) لتقييم الشفافية بين الكلمات المكتوبة ونطقها، وبالتالي تسميته تقدير الشفافية الذاتية مع آن (Oteann).بناء على مجموعات البيانات المستمدة من قواميس ويكيميديا، ندربنا هذا النموذج واختبر هذا النموذج لتسجيل النسبة المئوية للتنبؤات الخاطئة في مهام الترجمة من PhoneMe-to-grapheme و grapheme-to-phoneme.كانت الدرجات التي تم الحصول عليها على 17 تقييدا تتماشى مع تقديرات الدراسات الأخرى.ومن المثير للاهتمام، أن النموذج قدم أيضا نظرة ثاقبة أخطاء نموذجية مصنوعة من المتعلمين الذين ينظرون فقط في الحكم الصوتي في القراءة والكتابة.
يشكّل التبخر-نتح أحد عناصر الدورة الهيدرولوجية، الذي يصعب قياس كمياته الفعلية في الشروط الحقلية، لذلك يجري تقديره انطلاقاً من علاقات تجريبية تعتمد على بيانات عناصر المناخ، و تتضمن تلك التقديرات أخطاء متنوّعة بسبب عمليات التقريب. و يهدف البحث إلى تقدي
ر دقيق لكمية التبخر الشهري في منطقة صافيتا, و يعتمد البحث على تقانة الشبكة العصبية الصنعية، حيث بُني الأنموذج الرياضي باستخدام Neural Fitting Tool (nftool) إحدى أدوات الماتلاب، و اعتمد الأنموذج على البيانات الشهرية لدرجة حرارة الهواء و الرطوبة النسبية في محطة صافيتا، كما استُخدِمت بيانات التبخر الشهري من حوض التبخر الأميركي صنف A لغرض التحقق من صحة أداء الشبكة، بعد تحويل الأنموذج إلى شكل قالب جاهز باستخدام تقانة Simulink المتاحة في حزمة برمجيات الماتلاب.
أثبتت نتائج الدراسة أنَّ الشبكة العصبية الصنعيَّة متعددة الطبقات، و ذات الانتشار العكسي للخطأ تعطي نتائج جيدة في تقويم التبخر الشهري، اعتماداً على مجموعة البيانات المستخدَمة.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
