استفاده از روش كم ترين مربعات در ايجاد مدل رقومي بارش (DPM)

Using the Least Squares Method for the Ggeneration of Digital Precipitation Model

يكي از مراحل اصلي در مطالعات منابع آب برآورد توزيع مكاني بارندگي در مقياس‌هاي زماني متفاوت مي‌باشد. مطالعه بارش به­ عنوان يك عنصر بسيار مهم و ركن اساسي در مطالعات بيلان آب و اساس برنامه‌ريزي‌هاي منابع طبيعي هر كشوري شناخته مي‌شود. به­ دليل كمبود ايستگاه‌هاي باران‌سنجي و نقطه‌اي بودن اين ايستگاه‌ها، استفاده از مدلي كه علاوه بر مقادير بارش ايستگاه‌ها از عوامل ديگري همچون توپوگرافي، رطوبت و جهت‌شيب، بارش را درون‌يابي كند، ضروري است. لذا در اين پژوهش داده‌هاي بارش و رطوبت از 9 ايستگاه همديد و 31 ايستگاه باران‌سنجي استان لرستان به­ مدت 12 سال آماري اخذ و با استفاده از روش كم­ترين مربعات روابط ميان بارش با توپوگرافي و رطوبت به كمك نرم‌افزار Maple استخراج گرديد؛ و سپس با اعمال اين روابط در محيط GIS به­ كمك زبان برنامه‌نويسي پايتون مدل رقومي بارش ايجاد شد. نتايج حاصل از اين مدل حاكي از آن بود كه ميزان بارش از 0/02 تا 11/6 ميلي‌متر با مقدار اندازه‌گيري‌شده در ايستگاه‌ها اختلاف دارد. هم­چنين براي سنجش كارايي اين مدل، داده‌هاي بارش در سوم ارديبهشت رادار TRMM را با خروجي اين مدل در همين روز مقايسه شد و اين نتيجه به­دست آمد كه ضريب تعيين براي داده‌هاي رادار TRMM، 79 درصد و براي مدل رقومي بارش 86 درصد مي‌باشد.

One of the most important procedures in the water sources studies is the estimation of the local distribution of precipitation in different time scales. The study of precipitation is a basic element in the water balance studies and is an important factor in the natural sources programs of each country. Also, because of the rain-evaluation stations deficiency and their discreteness, it is necessary to use a special model. Besides the interpolation of precipitation amounts of stations, this model should interpolate topography, moisture and the slope direction of precipitation. In this work, at first, some data were gathered, in one year. These data were connected with the precipitation and moisture of 9 synoptic stations and 31 rainevaluation stations. These stations were located in the Lorestan province. Second, using the least square method and with the help of Maple software, the relations between precipitation and moisture was extracted. Third, by using the Python programming language, these relations were linked into the GIS. Finally, by so doing, the digital precipitation modal was achieved. The results obtained from the digital precipitation model show that, the precipitation amounts are different from the measured data in the stations, from 0.02 to 11.6 mm. Also, to investigate the efficiency of the considered model, the data obtained from this model were compared with the precipitation data achieved from TRMM radar at 21 April 2010. The concluded result show that, the determination coefficients are 79 and 86% for the TRMM data and for the digital precipitation model, respectively .