تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,020 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,489,282 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,216,900 |
تحلیل خشکسالی هواشناسی با استفاده از الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات- شبکههای عصبی مصنوعی بر مبنای شاخص MSPI | ||
دانش آب و خاک | ||
مقاله 9، دوره 28، شماره 2، تیر 1397، صفحه 107-120 اصل مقاله (1.03 M) | ||
نویسندگان | ||
مریم شفیعی نجد* 1؛ یوسف حسنزاده2؛ محمد تقی اعلمی2؛ امین عبدی کردانی3 | ||
1دانشآموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، پردیس خودگردان تبریز، دانشگاه تبریز | ||
2استاد، گروه مهندسی عمران آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز | ||
3دانشآموخته دکتری، گروه مهندسی عمران آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز | ||
چکیده | ||
پدیده خشکسالی یکی از بلایای طبیعی میباشد که احتمال وقوع آن در تمام مناطق اقلیمی امکانپذیر است و در هر منطقهای که روی میدهد، باعث ایجاد آسیبهای جدی در محیط زیست و زندگی انسانها میشود. بنابراین، پیشبینی این پدیده مضر، میتواند تأثیر قابل توجهی در مدیریت منابع آب داشته باشد و آثار مخرب آن را تا حد امکان کاهش دهد. در این مطالعه، ابتدا با استفاده از شاخص بارندگی استانداردشده چند متغیره (MSPI)، مشخصههای خشکسالی در حوضه آبریز لیقوانچای بهدست آمد و سپس از شبکههای عصبی مصنوعی (ANN) جهت پیشبینی شاخص فوق استفاده گردید. جهت آموزش شبکههای عصبی مصنوعی و تخمین بهینه وزنهای آن، الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات (PSO) بهکار برده شد و عملکرد آن با الگوریتم پس انتشار خطا (BP) مورد مقایسه قرار گرفت. در این راستا سناریوها و ساختارهای مختلفی در نظر گرفته شد و سپس با استفاده از آزمونهای نیکوئی برازش، میزان دقت هر یک از آنها محاسبه گردید. نتایج حاصل، برتری مدل ANN-PSO نسبت به مدل ANN-BP در پیشبینی خشکسالی را نشان داد. | ||
کلیدواژهها | ||
الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات؛ حوضه آبریز لیقوانچای؛ خشکسالی هواشناسی؛ شاخص بارندگی استانداردشده چند متغیره؛ شبکههای عصبی مصنوعی | ||
مراجع | ||
Asadnia M, Lioyd HC, Chau XS, Qin AM and Talei A, 2014. Improved particle swarm optimization-based artificial neural network for rainfall-runoff modeling. Journal of Hydrologic Engineering 19: 1320-1329. Bacanli UG, Firat M and Dikbas F, 2009. Adaptive neuro-fuzzy inference system for drought forecasting. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment 23: 1143-1154. Bazrafshan J, Hejabi S and Rahimi J, 2014. Drought monitoring using the multivariate standardized precipitation index (MSPI). Water Resources Management 28: 1045-1060. Bazrafshan J, Nadi M and Ghorbani K, 2015. Comparison of empirical copula-based joint deficit index (JDI) and multivariate standardized precipitation index (MSPI) for drought monitoring in Iran. Water Resources Management 29(6): 2027-2044. Belayneh A, Adamowski J, Khalil B and Ozga-Zielinski B, 2014. Long-term SPI drought forecasting in the Awash River Basin in Ethiopia using wavelet neural network and wavelet support vector regression models. Journal of Hydrology 508: 418-429. Chau KW, 2006. Particle swarm optimization training algorithm for ANNs in stage prediction of Shing Mun River. Journal of Hydrology 329: 363-367. Eberhart RC and Shi Y, 2000. Comparing inertia weights and constriction factors in particle swarm optimization. Pp. 84-88. Proceedings of the Congress on Evolutionary Computation, IEEE, La Jolla, California, USA. Hassanzadeh Y, Abdi A and Fakheri-Fard A, 2012. Drought forecasting using genetic algorithm and conjoined model of neural network-wavelet. Water and Wastewater 23(83): 48-59. Hassanzadeh Y, Abdi A, Shafiei M and Khoshtinat S, 2015. Daily streamflow forecasting of Nooranchay River using the hybrid model of artificial neural networks-principal component analysis. Water and Soil Science- University of Tabriz 25(3): 53-63. Hassanzadeh Y, Abdi A, Talatahari S and Singh VP, 2011. Meta-heuristic algorithms for hydrologic frequency analysis. Water Resources Management 25(7): 1855-1879. Kennedy J and Eberhart RC, 1995. Particle swarm optimization. Pp. 1942-1948. Proceedings of the 1995 IEEE International Conference on Neural Networks, IEEE Service Center, Perth, Australia. Kim TW and Valdes JB, 2003. Nonlinear model for drought forecasting based on a conjunction of wavelet transforms and neural networks. Journal of Hydrologic Engineering 8(6): 319-328. Mirjalili S, Mohd Hashim SZ and Sardroudi HM, 2012. Training feedforward neural networks using hybrid particle swarm optimization and gravitational search algorithm. Applied Mathematics and Computation 218: 11125-11137. Mishra AK and Desai VR, 2006. Drought forecasting using feed-forward recursive neural network. Ecological Modelling 198: 127-138. Morid S, Smakhtin V and Bagherzadeh K, 2007. Drought forecasting using artificial neural networks and time series of drought indices. International Journal of Climatology 27: 2103-2111. Piotrowski AP and Napiorkowski JJ, 2011. Optimizing neural networks for river flow Forecasting-Evolutionary Computation methods versus the Levenberg-Marquardt approach. Journal of Hydrology 407: 12-27. Rezaeian-Zadeh M and Tabari H, 2012. MLP-based drought forecasting in different climatic region. Theoretical Applied Climatology 109: 407-414. Sharma S, 1996. Applied multivariate techniques. John Wiley & Sons, New York. Shi Y and Eberhart R 1998. A modified particle swarm optimizer. Pp. 69-73. Proceedings of the IEEE International Conference on Evolutionary Computation, IEEE Computer Society, Washington, USA. Topoglou E, Trichakis IC, Doku Z, Nikolos IK and Karatsaz GP, 2014. Groundwater-level forecasting under climate change scenarios using an artificial neural network trained with particle swarm optimization. Hydrological Sciences Journal 59(6): 1225-1239. Wilks DS, 2011. Statistical methods in the atmospheric sciences, third edition, Academic Press, Amsterdam. Zhang JR, Zhang J, Lok TM and Lyu MR, 2007. A hybrid particle swarm optimization–back-propagation algorithm for feedforward neural network training. Applied Mathematics and Computation 185: 1026-1037.
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 582 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 604 |