عنوان مقاله :
پيش بيني خشكسالي با استفاده از مدل تركيبي GEP-GARCH(مطالعه موردي: ايستگاه سينوپتيك سلماس)
عنوان به زبان ديگر :
Drought Prediction Using GEP-GARCH Hybrid Model (Case Study: Salmas Synoptic Station
پديد آورندگان :
عباسي، عباس دانشگاه اروميه - دانشكده كشاورزي - گروه مهندسي آب , خليلي, كيوان دانشگاه اروميه - دانشكده كشاورزي - گروه مهندسي آب , بهمنش، جواد دانشگاه اروميه - دانشكده كشاورزي - گروه مهندسي آب , شيرزاد, اكبر دانشگاه اروميه - دانشكده كشاورزي - گروه مهندسي عمران
كليدواژه :
خشكسالي , سري زماني غيرخطي , مدل هوشمند SPEI
چكيده فارسي :
ﭘﯿﺶﺑﯿﻨﯽ ﺧﺸﮑﺴﺎﻟﯽ ﻧﻘﺶ ﻣﻬﻤﯽ در ﻃﺮاﺣﯽ ﺳﯿﺴﺘﻢﻫﺎي ﺳﺎزﮔﺎري ﺑﺎ ﺧﺸﮑﺴﺎﻟﯽ و اﺟﺮاي ﻋﻤﻠﯿﺎت ﺗﺴﮑﯿﻦ اﯾﻔﺎ ﻣﯽﻧﻤﺎﯾﺪ. دادهﻫﺎي ﻫﯿﺪروﻟﻮژﯾﮏ ﺑﻪﺻﻮرت ﺗﺮﮐﯿﺒﯽ از ﺑﺨﺶ ﻗﻄﻌﯽ و ﺗﺼﺎدﻓﯽ ﻣﯽﺑﺎﺷﻨﺪ. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﯾﻨﮑﻪ دادهﻫﺎي ﺗﻮﻟﯿﺪي ﻣﺪلﻫﺎي ﻫﻮﺷﻤﻨﺪ ﺑﻪﺻﻮرت ﻗﻄﻌﯽ ﻣﯽﺑﺎﺷﻨﺪ، اﺳﺘﻔﺎده از روﯾﮑﺮدي ﺟﺪﯾﺪ ﺑﺮاي اﻋﻤﺎل ﺑﺨﺶ ﺗﺼﺎدﻓﯽ در ﭘﯿﺶﺑﯿﻨﯽ اﯾﻦ دادهﻫﺎ ﻣﯽﺗﻮاﻧﺪ
ﻗﻄﻌﯿﺖ ﻣﺪل را اﻓﺰاﯾﺶ دﻫﺪ. در اﯾﻦ ﺗﺤﻘﯿﻖ ﺑﺎ ﺗﺮﮐﯿﺐ ﻣﺪل ﺑﺮﻧﺎﻣﻪرﯾﺰي ﺑﯿﺎن ژن )GEP( و ﻣﺪل ﺳﺮي زﻣﺎﻧﯽ ﻣﺒﺘﻨﯽ ﺑﺮ
وارﯾﺎﻧﺲ ﻧﺎﻫﻤﺴﺎن ﺷﺮﻃﯽ )GARCH( ﺳﻌﯽ در اراﺋﻪ ﻣﺪﻟﯽ ﺗﺮﮐﯿﺒﯽ ﺑﺮاي ﭘﯿﺶﺑﯿﻨﯽ ﺧﺸﮑﺴﺎﻟﯽ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺑﺪﯾﻦ ﻣﻨﻈﻮر
ﭘﯿﺶﺑﯿﻨﯽ ﺧﺸﮑﺴﺎﻟﯽ در اﯾﺴﺘﮕﺎه ﺳﻠﻤﺎس ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺷﺎﺧﺺ ﺧﺸﮑﺴﺎﻟﯽ SPEI در ﮔﺎمﻫﺎي زﻣﺎﻧﯽ ﻣﺨﺘﻠﻒ در ﻃﯽ دوره
آﻣﺎري 35 ﺳﺎﻟﻪ و ﺑﺎ ﭘﻨﺞ ﻣﺪل ورودي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺷﺎﻣﻞ ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﺷﺎﺧﺺ SPEI از ﯾﮏ ﺗﺎ ﭘﻨﺞ ﮔﺎم زﻣﺎﻧﯽ ﺗﺄﺧﯿﺮ، ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﯽ ﻗﺮار
ﮔﺮﻓﺖ. ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻧﺸﺎن داد ﮐﻪ روش GEP در ﻣﻘﯿﺎس زﻣﺎﻧﯽ ﮐﻮﺗﺎهﻣﺪت ﺷﺎﺧﺺ SPEI از دﻗﺖ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮﺧﻮردار ﻧﻤﯽﺑﺎﺷﺪ و ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﯿﺎس زﻣﺎﻧﯽ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﻣﺪل ﺑﻬﺒﻮد ﭘﯿﺪا ﻣﯽﮐﻨﺪ. ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻣﺪل ﺗﺮﮐﯿﺒﯽ ﻧﺸﺎن داد ﮐﻪ ﺧﻄﺎي ﻣﺪل GEP در ﻫﻤﻪ ﻣﻘﯿﺎس-
ﻫﺎي زﻣﺎﻧﯽ ﮐﺎﻫﺶ ﭘﯿﺪا ﻣﯽﮐﻨﺪ و اﯾﻦ ﺑﻬﺒﻮد ﻋﻤﻠﮑﺮد در ﻣﻘﯿﺎسﻫﺎي زﻣﺎﻧﯽ ﮐﻮﺗﺎهﻣﺪت ﻣﻠﻤﻮسﺗﺮ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ ﺑﻪﻧﺤﻮيﮐﻪ ﺿﺮﯾﺐ
ﻫﻤﺒﺴﺘﮕﯽ در ﻣﻘﯿﺎس زﻣﺎﻧﯽ ﺳﻪﻣﺎﻫﻪ در ﻣﺪل ﺳﺎده GEP از 0/622 ﺑﻪ 0/891 در ﻣﺪل ﺗﺮﮐﯿﺒﯽ اﻓﺰاﯾﺶ ﭘﯿﺪا ﮐﺮده اﺳﺖ.
چكيده لاتين :
Drought prediction plays an important role in designing drought adaptation systems and implementation of
relief operations. Hydrological data is a combination of a definite and random section. Given the fact that the
production data of intelligent models are definite, application of a new approach, using the random part in
predicting this data can increase the certainty of the model. In this research, it was attempted to provide a hybrid
model for prediction of drought using a combination of the Gene Expression Programming model (GEP) and
the Generalized Auto Regressive Conditional Heteroscedasticity (GARCH) time series model. For this purpose,
drought prediction in Salmas station using SPEI drought index at different time scales was investigated during
35 years statistical period and with 5 different input models. The results showed that the GEP method does not
have the appropriate accuracy in short-term time scale of SPEI index and it will be improved with increasing
time scale. The results of the hybrid model showed that the error of GEP model decreases in all time scales,
and this performance improvement is more tangible in the short-time scales, so that the correlation coefficient
in three-month time scale in the GEP model has increased from 0.622 to 0.891 in the hybrid model.
عنوان نشريه :
تحقيقات آب و خاك ايران