چکیده:
خشکسالی بهعنوان یکی از مهمترین بلایای طبیعی است که ممکن است در هر اقلیم آبوهوایی اتفاق بیفتد. ازآنجاکه وقوع خشکسالی اجتنابناپذیر است، بنابراین شناخت آن بهمنظور مدیریت بهینه منابع آب، از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این تحقیق به پیشبینی خشکسالی در شهر تهران و مشهد پرداخته شده است؛ به این منظور از مدلهای مارکوفی در دو مرحله استفاده شد. در مرحله اول بعد از پیشپردازش دادهها، زنجیره مارکوف بر اساس ویژگیهای بارندگی، حداقل دما، حداکثر دما و باد ایجاد شد و احتمال رخداد پیشبینی در سال آینده محاسبه شد، سپس در مرحله دوم میزان بارندگی، حداقل و حداکثر دما توسط مدل مخفی مارکوف پیشبینی شد تا بر اساس آنها تصمیمات لازم جهت مدیریت منابع آب اتخاذ شود. روش پیشنهادی با روشهای مدل مخفی مارکوف استاندارد و شبکه بیزین بر اساس دقت و نرخ خطا مقایسه شد. نتایج نشان داد روش پیشنهادی بر روی مجموعه داده شهر مشهد در مقایسه با HMM 14% و در مقایسه با شبکه بیزین 31% افزایش دقت و بر روی مجموعه داده شهر تهران در مقایسه با HMM 10% و در مقایسه با شبکه بیزین 15% افزایش دقت داشته است.
خلاصه ماشینی:
(رجوع شود به تصویر صفحه) شکل ١: فلوچارت روش پیشنهادی ٣-١- پیش پردازش مجموعه داده در این تحقیق از مجموعه داده آب وهوا شهر مشهد و تهران که از سایت هواشناسی دریافت شده ، برای پیش بینی خشک سالی استفاده شده است .
Huang, Ariki et al) استفاده شده است ، به این صورت که برای هر ویژگی یک HMM طراحی میشود (نمونه ای از HMM طراحی شده برای ویژگی باران با سه حالت مخفی در شکل ٦ نشان داده شده است )، سپس بر اساس الگوریتم بام ولچ (٢٠١٠ Oudelha and Ainon ,Jahan ) آموزش مییابد.
جدول ٣: نتایج حاصل از آزمون های دقت و نرخ خطا برای پیش بینی خشک سالی در مرحله اول (رجوع شود به تصویر صفحه) در مرحله دوم روش پیشنهادی بعد از تعیین شدن خشک سالی در طی سال آینده ، به پیش بینی ماهانه و فصلی میزان بارندگی، حداقل دما و حداکثر دما پرداخته شد تا بر اساس نتایج حاصل ، تصمیمات لازم جهت مدیریت منابع آب اتخاذ شود.
جدول ٩: نتایج حاصل از آزمون های دقت و نرخ خطا برای پیش بینی فصلی حداکثر دما (رجوع شود به تصویر صفحه) روش پیشنهادی با روش های مدل مخفی مارکوف استاندارد و شبکه بیزین مقایسه شد.
جدول ١٠: نتایج حاصل از مقایسه روش پیشنهادی با HMM و شبکه بیزین (رجوع شود به تصویر صفحه) ٥- نتیجه گیری در این تحقیق به پیش بینی خشک سالی در شهر مشهد و تهران پرداخته شد.
Keywords: Drought, water source management, Markov chain, hidden Markov model.