ارزيابي روش هاي زمين آمار در برآورد توزيع مكاني بارش استان همدان در محيط GIS

Evaluation of Geostatisical Methods for Estimating Spatial Distribution of Annual Rainfall Using GIS Media in Hamedan Province, Iran

يكي از مشكلات مهم مطالعات منابع آب، برآورد منطقه اي بارندگي بر اساس مشاهدات نقطه اي مي باشد كه مي تواند به روش هاي مختلفي صورت گيرد. در اين مطالعه، با استفاده از قابليت سيستم اطلاعات جغرافيايي و بكارگيري برخي از روش هاي زمين آمار از قبيل كريجينگ (ساده، معمولي و عمومي) و توابع پايه شعاعي، تغييرات مكاني مشخصه هاي بارش سالانه استان همدان مورد ارزيابي قرارگرفت است. بدين منظور از داده هاي آماري 11 ساله تعداد 36 ايستگاه هواشناسي و نقشه رقومي استان استفاده گرديد. معيارهاي ارزيابي در اين پژوهش متوسط خطاي اريب، متوسط قدرمطلق خطا، ريشه ميانگين مربعات خطا و انحراف استاندارد عمومي، با استفاده از روش اعتبارسنجي حذفي بوده است. نتايج به دست آمده نشان مي دهند كه ميزان بارندگي سالانه در اين استان بين 7/206 و 8/494 ميليمتر تغيير مي كند. روش كريجينگ ساده با مدل واريوگرام نمايي با توجه به مقادير متوسط خطاي اريب، متوسط خطاي مطلق و انحراف استاندارد عمومي كه به ترتيب 002/0، 53/16 و 04/21 درصد مي باشند، بهترين روش براي درون يابي مقادير ميانگين بارندگي است. همچنين با توجه به مقادير خطاهاي ذكر شده، روش كريجينگ ساده با مدل دايره اي مناسبترين روش درون يابي مقادير حداكثر بارندگي مي باشد. در خصوص مقادير حداقل بارش سالانه نيز، روش هاي كريجينگ معمولي و عمومي با مدل گوسين بهترين نتايج را دادند. اين نتايج مي توانند در تخمين دقيق تر مكاني مشخصه هاي بارش منطقه استفاده شوند.

Estimation of regional rainfall is one of important problems of water resources studies that can be accomplished by different methods. In this research, based on GIS capability and application of some geostatistical methods such as Kriging (simple, ordinary and universal) and radial basis functions (RBF), the spatial distribution of annual rainfall characteristics of Hamedan province were evaluated. In this regard, the observed data of 11 years in 36 meteorological stations and digital elevation model of the study area were used. To evaluate the methods, the cross validation technique was applied by error estimation. The results show that rainfall of the area varies between 206.7 and 494.8 mm. They also illustrate that the simple Kriging (with exponential model variogram) is the best method for average annual rainfall interpolation based on the mean bios error, mean absolute error and root mean squared error. They were 0.002, 16.53 and 21.04, respectively. Based on the estimated errors, in the case of maximum data, simple Kriging (with circular model) was identified as the reliable estimation method. The ordinary and universal Kriging methods (with Gaussian model) were also recognized as the most precise methods for the minimum rainfall data estimation. These results can be used to local estimation of rainfall characteristics of the region.