به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

linear regression

در نشریات گروه علوم پایه
  • ابوالفضل قنبری*، وحید کاکاپور، حسین فکرت، مریم صادقی
    امروزه آلودگی هوا به عنوان یکی از معضلات مهم شهرنشینی و زندگی صنعتی مطرح می باشد هدف از این تحقیق، تحلیل فضایی آلاینده PM2.5 و بررسی ارتباط آماری آن با پارامترهای جوی در محدوده کلان شهر تهران می باشد. جهت رسیدن به این اهداف از 2 سری داده استفاده شده است: 1. داده های غلظت روزانه  PM2.5 که از شرکت کنترل کیفیت هوا تهیه شد و 2. داده های روزانه پارامترهای هواشناسی (مقدار بارندگی، تبخیر، سرعت حداکثر باد، کمینه رطوبت نسبی، ساعت آفتابی، بیشینه رطوبت نسبی، کمینه دما، بیشینه دما) که از سازمان هواشناسی تهیه و مرتب شدند. برای پهنه بندی غلظت PM2.5، از روش وزن دهی معکوس فاصله، استفاده شد. نتایج مدل روش درون یابی معکوس فاصله نشان می دهد که مناطق 9، 16، 19 و 20 دارای بالاترین مقدار آلودگی ذرات معلق و مناطق 8، 15 و 22 نیز دارای کمترین مقدار غلظت هستند. جهت برقراری ارتباط آماری بین آلاینده PM2.5 و پارامترهای هواشناسی از آزمون همبستگی پیرسون و رگرسیون خطی چندگانه استفاده شد. نتایج همبستگی پیرسون نشان داد که PM2.5 با حداقل و حداکثر دما و ساعات آفتابی همبستگی مستقیم و با سرعت باد حداکثر و مقدار بارندگی همبستگی منفی دارد. ارتباط بین PM2.5 به عنوان متغیر وابسته و پارامترهای جوی به عنوان متغیرهای مستقل توسط دو مدل رگرسیون خطی (Enter و Stepwise) برقرار گردید. نتایج این ارتباط نشان داد که ضریب رگرسیون در مدل Enter، 60/0 و در مدل Stepwise مقدار 56/0 به دست آمد. این مقادیر تقریبا یکسان نشان از عملکرد خوب دو مدل در پیش بینی مقدار غلظت PM2.5 دارد. درنهایت جهت انتخاب مدل مناسب تر، مقدار خطای استاندارد تخمینی بین دو مدل با هم مقایسه گردید، که با توجه به کمتر بودن مقدار مدل Stepwise (84/5) نسبت به مدل Enter (00/6)، مدل Stepwise مناسب تر است.
    کلید واژگان: آلودگی هوا، پارامترهای هواشناسی، غلظت 2.5PM، رگرسیون خطی، همبستگی پیرسون
    Abolfazl Ghanbari *, Vahid Kakapour, Hossein Fekrat, Maryam Sadeghi
    Air pollution has become one of the major challenges associated with urbanization and industrialization. This study aims to conduct a spatial analysis of PM2.5 pollution and examine its statistical relationship with meteorological parameters in the metropolitan area of Tehran. To achieve these objectives, two data sets were utilized: (1) daily PM2.5 concentration data obtained from the Air Quality Control Company and (2) daily meteorological data (including rainfall, evaporation, maximum wind speed, minimum and maximum relative humidity, sunshine hours, and minimum and maximum temperatures) provided by the Meteorological Organization. The inverse distance weighting (IDW) method was used to map the spatial distribution of PM2.5 concentrations. The IDW results revealed that regions 16, 19, 20, and 9 had the highest levels of particulate matter pollution, while regions 8, 22, and 15 had the lowest concentrations. Pearson correlation and multiple linear regression analyses were used to investigate the statistical relationship between PM2.5 levels and meteorological parameters. The Pearson correlation results indicated a positive correlation between PM2.5 and minimum/maximum temperature, as well as sunshine hours, and a negative correlation with maximum wind speed and rainfall. Two linear regression models (Enter and Stepwise) were employed to establish the relationship between PM2.5 (dependent variable) and meteorological parameters (independent variables). The results showed regression coefficients of 0.6 for the Enter model and 0.565 for the Stepwise model, indicating that both models performed well in predicting PM2.5 concentrations. To determine the more suitable model, the estimated standard error was compared, with the Stepwise model showing a lower error (5.84) than the Enter model (6.0089). Therefore, the Stepwise model was deemed more appropriate for predicting PM2.5 concentrations.
    Keywords: Meteorological Parameters, Air Pollution, PM2.5, Concentration, Linear Regression, Pearson Correlation, Tehran
  • محمدرضا شیرغلامی*

    پایش پیوسته دما در محیط های دوردست، مانند مناطق کوهستانی و بیابانی با توجه به توزیع ناکافی و یا پراکنده ایستگاه های هواشناسی و همچنین پیچیدگی درونیابی داده های ایستگاهی موجود با محدودیت مواجه است. به همین دلیل استفاده از داده های سنجش ازدور ماهواره ای در سالیان اخیر افزایش فزاینده ای داشته است. در این مطالعه، از داده های روزانه دمای رویه زمین (روز و شب) به دست آمده از سنجنده مودیس آکوا در بازه زمانی 18 ساله با قدرت تفکیک یک کیلومتر و همچنین داده های 11 ایستگاه همدیدی، برای برآورد دمای هوا در استان یزد استفاده شد. واکاوی رابطه بین میانگین ماهانه دمای رویه زمین (روز/ شب) و میانگین ماهانه دمای هوا (بیشینه/ کمینه) حاکی از همبستگی قوی بین آن ها بود. مقادیر ضریب تعیین (R2) بین دمای رویه زمین روزهنگام و دمای بیشینه هوا از 989/0 تا 997/0 و برای دمای رویه زمین شب هنگام و دمای کمینه هوا از 991/0 تا 999/0 متغیر است. بنابراین با توجه به پوشش فضایی خوب داده های دمای رویه زمین سنجنده مودیس، می توان با استفاده از معادله رگرسیون خطی دمای هوا را برای یاخته های مختلف استان یزد محاسبه کرد. علاوه بر این نتایج حاکی از آن بود که مقادیر آماره RMSE در شب بسیار کوچکتر از مقادیر آن در روز بود. بنابراین بازیابی دمای رویه زمین به هنگام شب نسبت به داده های روز، با دقت بسیار بهتری امکان پذیر می باشد. یافته های پژوهش حاضر همچنین نشان داد که دمای هوای برآورد شده و دمای رویه زمین دارای چرخه های فصلی مشابه هستند. اگرچه اختلاف این دو متغیر در روز بیشتر از شب است. این تفاوت ها بین دمای هوا و دمای رویه در فصل تابستان (ژوئن تا آگوست) افزایش می یابد.

    کلید واژگان: سنجش ازدور، داده های ایستگاه هواشناسی، صحت سنجی، رگرسیون خطی، توزیع مکانی
    Mohamadreza Shirgholami *

    Continuous monitoring of temperature in extreme areas, such as mountainous and desert regions, is hampered with insufficient or sparse distribution of meteorological stations, as well as the complexity of interpolating existing station data. For this reason, the use of satellite remote sensing data has increased significantly in recent years. In this study, the daily LST data (daytime and nighttime) obtained from the MODIS Aqua satellite in the period from 2003 to 2019 at 1-km resolution, as well as the meteorological data of 11 synoptic stations, were used to estimate the air temperature in Yazd province. The assessment of the relationship between the mean monthly LST (day/night) and the mean monthly air temperature (maximum/minimum) indicated a strong correlation between them. The coefficient of determination (R2) values between LST daytime and maximum air temperature varied from 0.989 to 0.997 and between LST nighttime and minimum air temperature from 0.991 to 0.999. Therefore, according to the suitable spatial coverage of MODIS LST, it is possible to estimate the air temperature for different cells of Yazd province using the linear regression equation. In addition, the results indicated that the RMSE values at night were much smaller than the values during the day. Therefore, it is possible to retrieve the land surface temperature at night with a much higher accuracy than during the day. The findings of this research also showed that the estimated air temperature and LST have similar seasonal cycles. Although the difference between these two variables is greater during the day than at night. These differences between the air temperature and LST increase in the summer season (June to August).

    Keywords: Remote Sensing, Weather Station Data, Validation, Linear Regression, Spatial Distribution
  • کاووس عباسی، انوشیروان غفاری پور*، جعفر جلیلیان

    در این مقاله با استفاده از شبیه سازی کوانتومی مبتنی بر نظریه تابعی چگالی، گاف انرژی 300 ترکیب نیتریدی مورد بحث و بررسی قرار گرفت. گاف انرژی ترکیبات با استفاده از دو تقریب GGA-PBE و HSE06 محاسبه شده است. پارامترهای مورد بررسی در مطالعات یادگیری ماشین به دو دسته پارامترهای اتمی و کریستالی دسته بندی شده اند. پارامترهای اتمی عبارتند از شعاع کووالانسی، الکترونگاتیوی، تعداد الکترون های ظرفیت و اولین انرژی یونیزاسیون. بعد از جمع آوری داده های ویژگی های اتمی مدل رگرسیون خطی چندگانه به داده ها برازش داده شد. در ادامه با روش رگرسیون گام به گام با معیار AICc انتخاب متغیر انجام شده است و اندازه اثر ویژگی های مختلف محاسبه شده است. همچنین برای افزایش دقت مدل در پیش بینی HSE، سه ویژگی بلوری نیز در مدل گنجانده شده اند و 8 مدل مختلف هر کدام با حضور یک یا چند مورد از سه ویژگی بلوری فوق برازش داده شده است. یافته ها نشان می دهد مدلی که هیچکدام از متغیرهای بلوری در آن حضور ندارند دارای ضریب تعیین تعدیل شده (R2) به میزان به ترتیب 75.45% است که با اضافه شده ویژگی های بلوری، نتایج به میزان قابل توجهی بهبود پیدا می کند. به طور مشخص اضافه شدن متغیر گاف انرژی PBE باعث افزایش R2 به میزان 99.03% (از 75.45% به 99.03%) دارد.

    کلید واژگان: گاف انرژی، نظریه تابعی چگالی، نیمه رسانا، یادگیری ماشین، رگرسیون خطی
    Kavoos Abbasi, Anoushiravan Ghaffaripour*, Jaafar Jalilian

    In this article, the energy gap of 300 nitride compounds was analyzed and investigated using quantum simulations based on Density Functional Theory (DFT). The energy gaps of the compounds were calculated using two approximations, GGA-PBE and HSE06. The parameters considered in the machine learning studies were categorized into two groups: atomic and crystalline parameters. The atomic parameters include covalent radius, electronegativity, the number of valence electrons, and the first ionization energy. After collecting data on atomic features, a multiple linear regression model was fitted to the data. Subsequently, variable selection was performed using the stepwise regression method with the AICc criterion, and the effect size of various features was calculated. Additionally, to improve the accuracy of the model in predicting HSE06, three crystal features were incorporated into the model, and eight different models were fitted, each including one or more of these crystal features. The findings indicate that the model without any crystal variables has an adjusted coefficient of determination (R²) of 75.45%. However, with the inclusion of crystal features, the results improve significantly. Specifically, adding the PBE energy gap as a variable increases the R² to 99.03% (from 75.45% to 99.03%).

    Keywords: Energy Gap, Density Functional Theory, Semiconductor, Machine Learning, Linear Regression
  • A. Yousefi Kebriya, M. Nadi *, E. Ghanbari Parmehr
    Mazandaran province, due to its strategic geographical location and high influx of tourists during holidays, coupled with the presence of power plants and industrial complexes, is facing pollution challenges. This research, conducted in 2022, focuses on monitoring nitrogen dioxide and ozone pollutants in the province and investigating the role of tourists during certain multi-day holidays. Utilizing Sentinel 5 satellite imagery, including daily images from holidays and non-holidays, the study compensates for the lack of regular pollution data in Mazandaran's monitoring stations by validating the satellite data against Tehran stations. Linear regression equations determine the levels of nitrogen dioxide and ozone pollutants, leading to the creation of an Air Quality Index (AQI) map for Mazandaran province during holidays. The results highlight a strong correlation (0.3-0.7) between satellite and ground data, with ozone pollutants exhibiting a higher correlation. The skew error is consistently zero, and the mean square error varies between 1.9-6.2 ppb for nitrogen dioxide and 1.1-5.1 ppb for ozone. Pollution estimates for different points in Mazandaran province during holidays and non-holidays indicate higher ozone pollution compared to nitrogen dioxide. Ozone pollution is particularly unhealthy and very unhealthy during holiday periods, especially along the coastal areas, while non-holiday days show cleaner and healthier air quality. The pollution index map illustrates higher ozone pollution in coastal cities during holidays compared to other regions, emphasizing the impact of tourists. This research demonstrates the effectiveness of Sentinel 5 satellite in monitoring air pollution and underscores the significant influence of tourists and transportation on Mazandaran province's air quality. The findings advocate for sustainable tourism practices to mitigate the adverse effects on Mazandaran's air quality during holidays.
    Keywords: Air Pollution, Air Quality Index, Linear Regression, Sentinel 5, Tourist
  • ابراهیم یوسفی مبرهن*، علی خالقی
    سابقه و هدف

    گرد و غبار پدیده ای رایج در مناطق خشک و نیمه خشک است. از عواملی که در بروز این پدیده نقشدارد، تغییر شرایط آب و هوایی است که منجر به خشکسالی می شو د و خشک شدن دریاچه ها و رودخانه ها باعث ایجادبحران هایی مانند طوفان های ماسه ای شده است. این پدیده منجر به اثرات منفی بر کشاورزی ، آلودگی آب و خاک،بیماری های تنفسی و همچنین چالش های زیست محیطی و اجتماعی مانند کاهش دید و تصادفات جاده ای نیز میگردد . ازآنجایی که خشکسالی های متعدد تاثیر بسزایی در پیدایش و تشدید گردوغبار داشته است، از اینرو مطالعات مربوط به آن مهم محسوب شده است . هدف این پژوهش بررسی رابطه بین شاخص گردوغبار DSI با شاخص خشکسالی بارندگی استانداردشده SPI در استان سمنان است.

    مواد و روش ها

    استان سمنان در منطقه جنوبی رشته کوه های البرز قرار دارد. برای بررسی تاثیر خشک سالی بر میزان گردوغبار از داده های روزانه گردوغبار، بارندگی ماهانه، دما، رطوبت نسبی و تبخیر وتعرق پنج ایستگاه سینوپتیک استان سمنان با طول دوره آماری 15 ساله (2017-2003) در مقیاس سالانه استفاده شد. در طی یک دوره 15 ساله، شاخص شدت خشکسالی (DSI) برای ایستگاه های سینوپتیک واقع در استان سمنان با استفاده از شاخص طوفان گرد و غبار تعیین گردیده و سپس شاخص تجمعی DSI برای استان سمنان محاسبه شده است. در طی یک دوره 15 ساله، شاخص شدت خشکسالی (DSI) برای ایستگاه های سینوپتیک واقع در استان سمنان با استفاده از شاخص طوفان گرد و غبار تعیین گردیده و سپس شاخص تجمعی DSI برای استان سمنان محاسبه شده است. پس از آن، ارزیابی های آماری و تجربی بر روی نوسانات سالانه برای شناسایی روندهای بالقوه انجام شده است. در نهایت، داده ها بر اساس نتایج بدست آمده، دسته بندی شده اند. همچنین از تجزیه و تحلیل رگرسیون خطی برای ارزیابی همبستگی شاخص بارش استاندارد و  طوفان های گرد و غبار استفاده شد در ادامه جهت پهنه بندی از نرم افزار ArcGIS استفاده گردیده است.

     نتایج و بحث: 

    نتایج نشان داد که میانگین دمای سالانه در منطقه طی یک دوره 15 ساله از سال 2003 تا 2017 افزایش یافته است. این گرم شدن سریع باعث خشکسالی شده و در نتیجه افزایش دما، تبخیر و تعرق نیز افزایش یافته و منجر به کاهش بارندگی گردیده است. بررسی ماه به ماه سرعت باد در ایستگاه های مختلف نشان داد که احتمال وقوع گرد و غبار در استان در ماه های ژوئن و جولای که حداکثر سرعت باد غالب است وجود دارد. برعکس، ماه های دسامبر و ژانویه کم ترین وقوع گرد و غبار را تجربه می کنند. تغییرات سالیانه ی DSI (2003 تا 2017) شکل نامنظمی از خود نشان داده و دارای روند نیست بطوریکه در سال 2011 شدت گرد و غبار بالا بوده و در سال بعد کاهش داشته و مشابه آن در 2016 مشاهده گردید. بر اساس شاخص بارندگی استانداردشده SPI، استان سمنان با امتیاز 59/0 در رده خشک سالی نرمال قرار دارد. تجزیه و تحلیل عمیق نمودار همبستگی بین شاخص های بارندگی استانداردشده و DSI نشان می دهد که DSI همزمان با شدت خشک سالی در طول دوره مطالعه افزایش یافته است و هم خوانی به نسبت مناسبی بین شاخص DSI و خشکسالی هواشناسی در منطقه وجود دارد بطوری که هرگاه دوره ترسالی بوده، مقدار DSI به دنبال آن کاسته شده و هرگاه دوره خشک سالی بوده، مقدار شاخص گرد و غبار افزایش یافته است. با این حال، ارتباط معنی داری بین این دو شاخص (P-Value = 0.07 و R2 = 0.22) در طول مدت 15 سال تحقیق وجود ندارد. 

    نتیجه گیری

    نتایج همبستگی بین شاخص خشکسالی و شاخص DSI در استان سمنان نشان داد که اگرچه شاخص DSI در طول دوره مورد تجزیه و تحلیل همراه با شدت خشکسالی افزا یش یافته است، اما همبستگی بین ا ین دو معنی دار نبو ده اس ت. با این حال، الگو ی روند شاخص DSI با روند الگوی خشکسالی همخوانی داشت. در نهایت میزا ن ارتباط خشکسا لی و شاخص DSI همواره با توجه به خشکسالی ها و ترسالی ها، نوسان داشته است.

    کلید واژگان: شاخص بارش استاندارد، خشکسالی نرمال، رگرسیون خطی، تغییرات اقلیمی
    Ebrahim Yousefi Mobarhan *, Ali Khaleghi
    Introduction

    Dust is a common phenomenon in arid and semi-arid regions. One of the factorsthat play a role in the occurrence of this phenomenon is the change in weather conditions, whichleads to drought, and the drying of lakes and rivers has caused crises such as sandstorms. Thisphenomenon leads to negative effects on agriculture, water and soil pollution, and respiratorydiseases, as well as environmental and social challenges such as reduced visibility and roadaccidents. The purpose of this research is to investigate the relationship between the DSI dustindex and SPI standardized precipitation drought index in Semnan Province.

    Material and Methods

    The studied area of Semnan Province is located in the southern regionof the Alborz Mountain range. To investigate the effect of drought on the amount of dust, thedaily data of dust, monthly rainfall, temperature, relative humidity and evapotranspiration offive synoptic stations of Semnan Province within a period of 15 years (2003-2017) were usedon an annual scale. During a 15-year period, the drought storm index (DSI) was determined forthe synoptic stations using the dust storm index, and then the cumulative DSI index wascalculated. Afterwards, statistical and experimental evaluations was done on annualfluctuations to identify potential trends. Also, experiment and linear regression analysis wereused to evaluate the correlation of standard precipitation index and dust storms, and Arc GISsoftware was used for zoning.

    Results and Discussion

    The results showed that the average annual temperature in the regionhas increased from 2003 to 2017. This rapid warming has caused drought and as a result,temperature, evaporation and transpiration have also increased and led to a decrease in rainfall.A month-by-month survey of wind speed in different stations showed that there is a possibilityof dust in the province in the months of June and July when the maximum wind speed prevails.On the contrary, the months of December and January experienced the least occurrence of dust.The annual changes of DSI (2003 to 2017) showed an irregular shape and do not have a trend.Thus, in 2011, the intensity of dust was high and decreased in the following year, and the samewas observed in 2016. According to the SPI index, Semnan Province was in the normal droughtcategory with a score of 0.59. The in-depth analysis of the correlation chart between thestandardized rainfall indices and DSI showed that the DSI has increased along with the severityof drought during the study period and there is a good correlation between the DSI index andthe meteorological drought in the region, so that when there was a drought period, the value ofDSI decreased and when it was a drought period, the value of the dust index increased.However, there is no significant relationship between these two indicators (p =0.07 andR2=0.22) during the 15-year research period.

    Conclusion

    Our findings indicated an increase in dust from the west to the east of the provincedue to the increase in average dust storm days. Correlation results between SPI and DSI indexshowed that although DSI index increased during the analyzed period along with the severityof drought, the correlation between the two was not significant. However, the DSI index trendpattern was consistent with the drought pattern trend. Finally, the correlation between droughtand DSI has always fluctuated according to droughts.

    Keywords: Standard Precipitation Index, Normal Drought, Linear Regression, Climate Change
  • Anatoly Nikolaevich Varaksin, Tatiana Anatolyevna Maslakova, Ekaterina Danilovna Konstantinova, Yulia Valeryevna Shalaumova *
    A new technique is proposed for evaluating the statistical relationship between a quantitative variable Y and a dichotomous variable X assuming two values: X=0 and X=1. The technique is based on the division of the quantitative variable Y into strata by the moving average technique and computation of average values in the strata for the variables Y and X. Stratification turns the dichotomous variable X into a quantitative one. Once the variable X has been transformed in this way, the statistical relationship between Y and X may be analyzed by linear regression and by analysis of variance. Thus, the technique proposed expands the range of methods available for analyzing statistical relationships between quantitative and dichotomous variables. Specific examples are used to compare the moving average technique with the t-test for symmetric (normal) and asymmetric distributions of quantitative variable Y. It is shown that the statistical relationship between stratified Y and X can be strongly different for a symmetrically (normally) distributed variable Y.
    Keywords: Analysis Of Variance, Body Mass Index, Linear Regression, Moving Average, Smoking, Stress Index, Student’S Test, Quantitative Predictor, Dichotomous Outcome
  • Jumaa AL-Somaydaii, Aseel Abdaljader *, Saadi Sharqi, Nadhir Al Ansari
    In this study, a support vector machine (SVM) based technique for timing irrigation projects is presented, and one of the most accurate predictive models in calculating the final project duration within the contract documents, where the research problem is projects are not completed within the contract period because most of the total project duration is determined In an unthoughtful manner by the employer. Linear regression models were applied to data and information for several projects, and a significant improvement in forecast accuracy was obtained.
    Keywords: linear regression, Support Vector Machine, construction time
  • محمود بیات*، رضا اخوان، سحر حیدری مستعلی، سیده کوثر حمیدی
    تنوع زیستی از ویژگی های ساختاری مهم در اکوسیستم های جنگلی پویا و پیچیده است. یکی از چالش برانگیزترین و مهمترین موضوعات در ارزیابی ساختار اکوسیستم جنگل، درک رابطه بین تنوع زیستی و عوامل محیطی است. جنگل های هیرکانی دارای تنوع زیستی قابل توجهی در سطح جهانی بوده و از ویژگی های خاص و منحصر به فرد برخوردار هستند که باعث تاکید و حساسیت بر حافظت از تنوع زیستی در این جنگلها شده است. هدف از این مطالعه بررسی تاثیر عوامل زنده و غیر زنده بر تنوع و غنای گونه ای درختی در جنگل های هیرکانی از غرب استان گیلان تا شرق استان گلستان می باشد. برای این منظور و جهت رسیدن به این هدف با استفاده از 655 قطعه نمونه ثابت (1/0 هکتاری) تنوع درختان را در سه استان شمالی کشور از شرق تا غرب دریای خزر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. ترکیبی از روش های ناپارامتریک شامل، جنگل تصادفی (RF) و ماشین بردار تصمیم گیری (SVM) و مدلهای رگرسیون خطی برای مدل سازی و بررسی رابطه بین تنوع درخت و عوامل زنده و غیر زنده مورد استفاده قرار گرفت. متغیرهای زنده و غیر زنده به ترتیب شامل تعداد درختان در هکتار، قطر برابر سینه، سطح مقطع برابر سینه قطورترین درختان (BAL) ، شیب، جهت و ارتفاع از سطح دریا بود. آماره های ارزیابی شامل ضریب تعیین، خطایRMSE نشان داد مدل جنگل تصادفی در بین مدلهای ارایه شده، بهترین مدل برای تعیین رابطه تنوع زیستی و عوامل محیطی بود و از دقت مناسبی برای تعیین تغییرات تنوع زیستی در سطح جنگلهای شمال کشور برخوردار است.
    کلید واژگان: ارتفاع سطح دریا، تنوع گونه ای درختی، جنگلهای هیرکانی، رگرسیون خطی
    Mahmoud Bayat *, Reza Akhavan, Sahar Heidari Masteali, Seydeh Kosar Hamidi
    Biodiversity is an important structural feature of dynamic and complex forest ecosystems. One of the most challenging and important issues in assessing the structure of forest ecosystems is understanding the relationship between biodiversity and environmental factors. Hyrcanian Forests are considered a biodiversity hotspot in the world and have special and unique features that have led to an emphasis and importance of biodiversity conservation in these forests. The aim of this study was to investigate the effect of biotic and abiotic factors on the diversity and richness of tree species in Hyrcanian Forests from the west of Gilan province to the east of Golestan province. For this purpose, using 655 fixed sample plots (0.1 hectare), the diversity of trees in 3 provinces in the northern Iran from east to west of the Caspian Sea was analyzed. A combination of non-parametric models including random forest (RF) and support vector machine (SVM) and linear regression models were used to investigate the relationship between tree diversity and biotic and abiotic factors. Biotic and abiotic variables included the number of trees per hectare, diameter, respectively. Basal area (BA), Basal Area in Largest tree (BAL), slope, aspect and elevation. Evaluation statistics including the coefficient of determination, RMSE and percentage RMSE error showed that the random forest model was the best model to determine the relationship between biodiversity and environmental factors and has suitable accuracy for determining biodiversity changes in the northern forests of Iran.
    Keywords: altitude, Tree species diversity, Hyrcanian forests, linear regression
  • پگاه محمدپور، رضا ارجمندی*، امیرحسام حسنی، جمال قدوسی
    زمینه و هدف

    ارتباط تغیرات مساحت کاربری کشاورزی و میزان کود شیمیایی مصرفی با تغیرات غلظت نیترات منابع آب زیرزمینی یکی از روش های مستقیم تاثیرات کاربری کشاورزی بر وضعیت غلظت نیترات وآلودگی آب های زیرزمینی درهر منطقه ای است که می تواند مدیران را در مدیریت مناسب منابع آب زیرزمینی یاری نماید. هدف از این پژوهش بررسی رابطه تغیرات مساحت کاربری کشاورزی وکودشیمیایی مصرفی بر میزان افزایش غلظت نیترات درمنابع آب زیرزمینی در دشت ری می باشد.

    روش بررسی

    دراین مطالعه برای پایش تغییرات کاربری اراضی از تصاویر ماهواره ای لندست 5 و8 برای سال های 1387، 1390، 1393، 1396 و 1399 استفاده گردید. پس از پردازش تصاویر، مساحت اراضی کشاورزی مورد محاسبه قرارگرفت. با توجه به آمار بدست آمده ازمیزان کود شیمیایی مصرفی و نتایج کیفی آزمایشگاهی تغییرات غلظت نیترات، بررسی اثرات این عوامل برروی یکدیگر ویافتن روابط ریاضی بین متغیرها با روش همبستگی پیرسون ورگرسیون خطی موردآزمون قرارگرفت.

    یافته ها:

     نتایج نشان می دهد که طی دوره مورد بررسی اراضی با کاربری کشاورزی افزایش و اراضی بایرکاهش یافته است. میزان مصرف کود شیمیایی نیز روند افزایشی داشته است. میزان غلظت نیترات منابع آب زیرزمینی بیانگر این مطلب است که طی دوره مورد بررسی، غلظت نیترات درچاه های آب زیرزمینی افزایش یافته است. تحلیل ضریب همبستگی نیز نشان داد که در سطح خطای یک درصد (سطح اطمینان 99 درصد) رابطه معنی داری بین میزان غلظت نیترات آب زیرزمینی با مساحت اراضی کاربری کشاورزی وحجم کودمصرفی وجود دارد. بدین معنی که هر چقدر مساحت کاربری کشاورزی ومیزان کودشیمیایی افزایش یابد میزان غلظت نیترات منابع آب زیرزمینی نیز افزایش می یابد. درمدل رگرسیونی ارایه شده مقدار مربع (R2) پذیرفته شده برابربا 993/0 است و بیانگر ارتباط نسبتا قوی بین متغیر وابسته (میزان غلظت نیترات آب در منابع آب زیرزمینی) با متغیرهای مستقل (مساحت کاربری کشاورزی و میزان کود شیمیایی مصرفی) می باشد.

    بحث و نتیجه گیری:

     نتایج حاکی از آن است که با افزایش وسعت اراضی کشاورزی میزان مصرف کودشیمیایی درمنطقه تحقیق افزایش یافته و به علت فرایندآبشویی نیترات ازسطح خاک، میزان غلظت نیترات در منابع آب زیرزمینی روند افزایشی داشته است، که این مساله یکی ازدلایل مهم افزایش غلظت نیترات در چاه های مطالعاتی می باشد.

    کلید واژگان: کاربری کشاورزی، کودشیمیایی، غلظت نیترات، ضریب همبستگی پیرسون، رگرسیون خطی
    Pegah Mohammadpour, Reza Arjmandi *, Amirhessam Hassani, Jamal Ghodusi
    Background and Objective

    Relationship between agricultural use area and fertilizer consumed with changes in groundwater nitrate concentrations is one of the direct methods of agricultural use on nitrate concentration and groundwater inflammation in each region that can manage managers in proper management. Help ground water resources. The purpose of this study was to investigate the relationship between changes in agricultural and chemical area of consumed on the increase in nitrate concentrations in groundwater sources in Ray plain.

    Research method

    In this study, Landsat 5 and 8 satellite images for the years 2008, 2011, 2014, 2017 and 2020 were used to monitor land use changes. After processing the images, the area of agricultural land was calculated. According to the statistics obtained from the amount of chemical fertilizer consumed and the qualitative laboratory results of nitrate concentration changes, the effects of these factors on each other and the mathematical relationships between the variables were tested with the Pearson correlation and linear regression method.

    Findings

    The results show that during the investigated period, agricultural land has increased and barren land has decreased. The consumption of chemical fertilizers has also increased. The level of nitrate concentration of underground water sources shows that during the period under review, the concentration of nitrate in underground water wells has increased. The analysis of the correlation coefficient also showed that at the error level of 1% (99% confidence level) there is a significant relationship between the concentration of nitrates in underground water with the area of agricultural land and the amount of fertilizer used. This means that as the area of agricultural use and the amount of chemical fertilizers increase, the concentration of nitrates in underground water resources also increases. In the presented regression model, the accepted square value (R2) is equal to 0.993 and it indicates a relatively strong relationship between the dependent variable (water nitrate concentration in underground water sources) and the independent variables (agricultural area and the amount of chemical fertilizer used).

    Discussion and Conclusion

    The results indicate that with the increase in the area of agricultural land, the consumption of chemical fertilizers has increased in the research area, and due to the nitrate leaching process from the soil surface, the nitrate concentration in underground water sources has increased, which is one of the important reasons for the increase in nitrate concentration in the study wells.

    Keywords: Agricultural use, Chemical Fertilizers, nitrate concentration, Pearson correlation coefficient, Linear regression
  • سحر جاویدان، محمدتقی ستاری، پریا کریم زاده، احمد مهرابی

    مدل های داده مبنا به عنوان یک جایگزین برای روش های هیدرولوژیکی در محاسبات مربوط به تخمین رسوب مطرح هستند. هدف پژوهش حاضر مقایسه عملکرد و دقت روش های هیدرولوژیکی و داده- مبنا در برآورد میزان رسوب معلق بود. بدین منظور داده های دبی و رسوب در بازه زمانی yr 20 (1399-1380) جمع آوری و سپس میزان رسوب معلق ایستگاه هیدرومتری باغ کلایه بر روی رودخانه الموت در استان قزوین برآورد شد. در این پژوهش از روش های هیدرولوژیکی شامل منحنی سنجه رسوب، فایو و روش اصلاح گر و روش های داده-مبنای برنامه ریزی بیان ژن، یادگیری بر پایه نمونه K و رگرسیون خطی استفاده شد. عملکرد روش های مذکور با معیارهای R، RRMSE و NS مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که به ترتیب روش یادگیری بر پایه نمونه K با معیارهای ارزیابی 94/0 R=، 29/0= RRMSE و 24/0= NS و روش برنامه ریزی بیان ژن با 85/0 R=، 59/0= RRMSE و 65/0= NS رسوب معلق را با دقت بیشتری نسبت به سایر روش های موردمطالعه برآورد کرده است. بدین ترتیب برتری روش های داده-مبنا در برآورد میزان رسوب معلق در منطقه موردمطالعه به اثبات رسید. ازاین روی استفاده از روش های داده-مبنا به عنوان رقیب و جایگزین روش های هیدرولوژیکی برای تخمین میزان رسوب معلق در مناطقی شبیه با منطقه موردمطالعه توصیه می شود.

    کلید واژگان: بیان ژن، رسوب معلق، رگرسیون خطی، روش اصلاح گر، منحنی سنجه رسوب
    Sahar Javidan, MohammadTaghi Sattari, Paria Karimzadeh, Ahmad Mehrabi

    Data driven models are proposed as an alternative to hydrological methods in sediment estimation calculations. The aim of this study was to compare the performance and accuracy of hydrological and data-based methods in estimating the amount of suspended sediment. For this purpose, discharge and sediment data were collected in the period of 20 yr (2001-2011) and then the amount of suspended sediment of Bagh Kalayeh hydrometric station on Alamut River in Qazvin province was estimated. In this study hydrological methods including Smearing, FAO and Sediment Rating Curves versus data driven methods including Gene Expression Programming, Instance-Based Learning with parameter K and Linear Regression methods were used. The model performances were compared using two statistical methods of RRMSE and NS. The results showed that two techniques such as IBK model with evaluation criteria of (R = 0.94, RRMSE = 0.29 and NS = 0.24) and the GEP model with (R = 0.85, RRMSE = 0.59 and NS = 0.65) estimated suspended sediment in more accurate way than other studies methods. Thus, the superiority of data-driven methods in estimating the amount of suspended sediment in the study area was proved. Therefore, the use of data-based techniques as a competitor and alternative to hydrological methods to estimate the amount of suspended sediment in areas similar to the study area is recommended.

    Keywords: Gene expression programming, linear regression, Sediment Rating Curves, Smearing method, Suspended Sediment
  • M. Roozbeh *, S. Babaie-Kafaki, M. Manavi

    As known, outliers and multicollinearity in the data set are among the important diffculties in regression models, which badly affect the leastsquares estimators. Under multicollinearity and outliers’ existence in the data set, the prediction performance of the least-squares regression method is decreased dramatically. Here, proposing an approximation for the condition number, we suggest a nonlinear mixed-integer programming model to simultaneously control inappropriate effects of the mentioned problems. The model can be effectively solved by popular metaheuristic algorithms. To shed light on importance of our optimization approach, we make some numerical experiments on a classic real data set as well as a simulated data set.

    Keywords: Condition number, linear regression, Penalty method, Metaheuristic algorithm, Nonlinear mixed-integer programming
  • محسن شعبانی*
    در این پژوهش، سینتیک حذف رنگدانه اسید آبی 260 که یک رنگدانه اسیدی است، از محلول آبی با استفاده از نانولوله کربنی چند دیواره در شرایط بهینه pH  که برابر 6.5 است و در دمای K298 مورد بررسی  قرار گرفت. شش مدل سینتیکی که شامل مدل شبه درجه اول، شبه درجه دوم، نفوذ درون ذره ای، الویچ، بنگهام و فروندلیج اصلاح شده استفاده شد. داده های سینتیکی با استفاده از مدل های یاد شده و روش برازش خطی و برازش غیرخطی مورد برازش قرار گرفتند. نتیجه های آنالیز داده ها نشان داد که مدل سینتیکی شبه درجه دوم در هر دو روش برازش خطی و غیرخطی، بیش ترین سازگاری را داشت. این نتیجه نشان داد که مرحله کنترل کننده سرعت، جذب روی سطح است. مقدار ظرفیت جذب تعادلی محاسبه شده در مدل شبه درجه دوم در برازش خطی و غیرخطی بین 73 تا 75 میلی گرم جذب شونده بر گرم جاذب، به مقدار تجربی (mg/g99) نزدیک است. ترتیب تطابق داده هاب ا مدل های دیگر در برازش غیرخطی به ترتیب مدل شبه درجه اول، بنگهام، فروندلیچ اصلاح شده، الوویچ و مدل نفود درون ذره ای و در برازش خطی، بنگهام، الوویچ، فروندلیچ اصلاح شده، نفود درون ذره ای و مدل شبه درجه اول است. انرژی فعال سازی آرنیوسی دیده شده از داده های تجربی برابر kJ/mol61.63- محاسبه شد که نشان دهنده این واقعیت است که سد انرژی در فرایند جذب وجود ندارد و واکنش گرمازا است.
    کلید واژگان: سینتیک، جذب سطحی، رنگدانه اسید آبی 206، نانولوله کربنی چند دیواره، انرژی فعال سازی، برازش خطی، برازش غیر خطی
    Mohsen Shabani *
    In this research, the kinetics of removal of acidic blue 206, an acidic dye, from aqueous solution by multi-wall carbon nanotube at optimized pH of 6.5 and 298K has been investigated. Six kinetics models contain pseudo-first-order, pseudo-second-order, intra-particle, Elovich, Bingham, and modified Freundlich model used. Kinetic data were fitted by these six models using linear and nonlinear regression. The results showed that the pseudo-second-order model was best fitted in both linear and nonlinear regression methods. The rate-determining step was the surface adsorption. The calculated qe at pseudo-first-order and pseudo-second-order models, (73mg/g and 75mg/g, respectively) are near the experimental value (99 mg/g). The order of compatibility of data with other models at nonlinear regression is pseudo-first order> Bingham> modified Freundlich> Elovich> intra-particle diffusion models. For leaner regression the order of compatibility of data are Bingham> elovich> modified freundlich> intra-particle diffusion> pseudo-first-order models. The calculated Arrhenius activation energy was -61.63kJ/mol. The negative activation energy, Ea, means that there is no barrier energy on surface adsorption and the adsorption is exothermic.
    Keywords: Kinetics, Surface adsorption, acidic blue 206 dye, Multi-wall carbon nanotube, Activation Energy, linear regression, nonlinear regression
  • محمدرضا کوثری*، میترا السادات اسمعیل زاده حسینی، مرتضی میری

    نواقص آماری عاملی رایج در داده های اقلیمی هستند و برای تخمین آنها تا به حال روش های متنوعی توسعه یافته اند. در این میان، روش های نسبت نرمال، رگرسیون خطی، رگرسیون چندمتغیره و عکس مجذور فاصله یا IDW از کاربرد گسترده ای در مطالعات منابع طبیعی کشور ما برخوردار هستند. در پژوهش حاضر، قابلیت هر یک از روش های مذکور در بازسازی نواقص آماری بارش روزانه، ماهانه و سالانه مناطق خشک کشور متناسب با میزان نسبت نقص داده از 5 درصد تا 50 درصد داده ها موردارزیابی قرارگرفت. نتایج نشان داد که هر روش متناسب با شرایط میزان داده های گم شده از عملکرد متفاوتی برخوردار است. روش رگرسیون چند متغیره هنگامی که نقص داده ها زیاد نباشد از دقت بیشتری در بازسازی داده های روزانه برخوردار است ولی در کل به میزان نسبت داده های گم شده حساس می باشد. روش نسبت نرمال در بازسازی نواقص بارش روزانه مناسب نیست ولی نسبت به میزان نقص داده ها از سایر روش ها پایدارتر است. در سری های زمانی ماهانه عملکرد IDW و سپس نسبت نرمال مناسب است. در سری های سالانه به ترتیب، روش همبستگی خطی، نسبت نرمال و IDW عمکرد بهتری دارند. در کل هر روش متناسب با شرایط بایستی مورد استفاده قرارگیرد و پیشنهاد می شود برای بازسازی نواقص آماری، یک بسته نرم افزاری برای کل کشور ارایه شود.

    کلید واژگان: نقص داده، نسبت نرمال، همبستگی خطی، بازسازی، بارش
    MohammadReza Kousari *, Mitra Sadat Esmaeilzadeh Hosseini, Morteza Miri

    Missing data are common issue in climate data. Also precipitation is a very important part of the hydrological cycle and meteorological and hydrological studies of watersheds, initially depend on the quantity and quality of recorded rainfall data and its distribution in the area. Complete and reliable sets of climatic and hydrological data are required for planning and design of these projects. Therefore for treatment of precipitation missing data, various methods have been developed and applied. Normal ratio method, linear regression, multivariate regression and inverse distance weighting (IDW) have a wide applications in natural resources study in our country. Therefore, it is necessary to determine the ability of these methods, especially in relation to the precipitation parameter, which plays a crucial role in the study of natural resources. In this study, the capability of each mentioned methods for infilling missing data of daily, monthly and annual precipitation time series in the arid regions of Iran was investigated for varying proportion of missing data from 5 to 50% of total data. In fact, the main purpose of this study is to answer the question of which of the four mentioned methods are more effective for infilling precipitation missing data. The daily data of Iran’s synoptic meteorological stations were used for the present study. Using the Run homogeneity test, the data homogeneity was investigated. Also, using graphical exploring data, and especially boxplot diagrams, outlier data were identified and flagged as missing data. The average annual precipitation and temperature of 400 stations were determined, and then based on these data their de Martonne coefficients were computed. In the next step, stations with de Martonne coefficient less than 10 were selected as arid climate. Among them, 73 stations that had sufficient data from 1986 to 2017 were distinguished. To evaluate each of the data reconstruction methods, part of the actual data was deliberately discarded from the original data and then reconstructed. Due to high volume of calculations, this process was programmed in MATLAB software. The results showed that each method had different functionality according to the conditions. Daily data are not well estimated using the normal ratio method to estimate the missing data less than the actual one. The use of linear regression method showed that in daily time scale, unlike the normal ratio method, the model accuracy in data reconstruction is higher. For linear regression approach, the distance between the fitted line between the observed and estimated data is small at first, and as the precipitation increases, this distance increases, indicating that the model is less accurate in estimating the extreme values. Given that the fitting line is below the 1:1 line, the linear regression method estimates the actual values below normal. The same results can be found for IDW producer. The multivariate regression method is more accurate for daily time series when the proportion of missing data are not considerable, but is generally very sensitive to the proportion of missing data. The normal ratio method is not suitable for reconstructing daily missing values, however it is more stable than other methods when missing data increase. In monthly time series, the performance of the IDW method and then the normal ratio is better. In annual series, linear correlation, normal ratio, and IDW have better performances, respectively. The findings of this study show that in general, the accuracy of reconstructions on annual scales is more than monthly and on monthly scales is higher than daily. This is due to smoother time series in the monthly and annual time series than the daily ones. Also it should be noted that the scale of current studies is in Iran. If the data from the reserved rain-gauge stations of the Meteorological Organization and the Ministry of Energy are added to this data, the accuracy of the methods is expected to increase. As the results of the present study show, the accuracy of the models decreases with increasing incomplete data ratio. Therefore, if new data is included in missing data processing, there is an expectation of better performance of each of these methods. Finally it should be considered that each method should be used in accordance with the given conditions, and therefore it is recommended to develop a software package for infilling missing data in Iran.

    Keywords: Gap in data, linear regression, Normal Ratio, Infilling, Precipitation
  • راضیه فرهادی، مهدی کارگر*، قاسم ذوالفقاری
    آلودگی هوا، یک تهدید جهانی برای بهداشت عمومی و محیط زیست، به ویژه در مناطق شهری است. از این رو برای کنترل و برنامه ریزی غلظت آلاینده ها از مدل سازی استفاده می شود. در این مقاله یک مدل بر مبانی رگرسیون خطی به منظور پیش بینی کوتاه مدت CO، PM10 و O3 بر حسب پارامترهای هواشناسی ارایه شده است. داده های پارامترهای هواشناسی شامل رطوبت، فشار، حداقل و حداکثر دما و سرعت باد (سازمان هواشناسی بیرجند) و داده های آلودگی هوا (غلظت CO، PM10 و O3) از اداره کل محیط زیست بیرجند، تهیه و به صورت میانگین روزانه استفاده شد. برای مدل سازی رگرسیون خطی از نرم افزار SPSS.16 استفاده گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که بیش ترین ضریب همبستگی برای آلاینده CO با حداقل درجه حرارت، 0/53 و کم ترین ضریب همبستگی با مقدار 0/166 بود. بیش ترین ضریب همبستگی آلاینده PM10 با سرعت باد، 0/33 و کم ترین ضریب همبستگی این آلاینده با فشار، 0/082 به دست آمد. بیش ترین ضریب همبستگی آلاینده O3 با حداکثر درجه حرارت، 0/50 و کم ترین ضریب همبستگی این آلاینده با جهت باد، 0/09 به دست آمد. هم چنین نتایج حاصل از مدل رگرسیون برای آلاینده مونوکسیدکربن در مقایسه با دو آلاینده دیگر، بهتر بود.
    کلید واژگان: مدل سازی، آلاینده ها، پیش بینی، رگرسیون خطی، پارامترهای هواشناسی
    Razieh Farhadi, Mehdi Kargar *, Ghasem Zolfagari
    Air pollution is a global threat to public and environmental health, especially in urban areas. Therefore, modeling is used to control and planing concentration of pollutants. In this paper, a model is proposed based on linear regression for short term forecasting of CO, PM10 and O3 based on meteorological parameters, and the results are presented. Data of meteorological parameters including humidity, pressure, minimum and maximum temperature, wind speed and wind direction (Birjand Meteorological Organization), and air pollution data (CO, PM10, and O3 concentrations) from the Birjand weather organization were prepared and used as daily average. SPSS16 software was used for linear regression modeling. The results showed that the highest correlation coefficient for CO pollutant with minimum temperature was 0.53 and the lowest correlation coefficient with the value of 0.166 was wtih the wind direction. The maximum correlation coefficient of PM10 contamination with wind speed was 0.33 and the lowest correlation coefficient of this pollutant with a pressure was 0.882. Finally, the highest correlation coefficient of O3 contamination with maximum temperature was 0.50 and also with regard to the regression coefficient obtained for carbon monoxide (R = 0.33) compared to the other two pollutants, has been obtained better.
    Keywords: Modeling, Pollutants, prediction, linear regression, Meteorological parameters
  • Aleksandra Komarova, Victoria Yurchenko *

    During 2007-2018, a total of 451 specimens of the European grayling Thymallus thymallus from drainage basins of the Neva River, Onega River, Severnaya Dvina River, Pechora River, and the upper Volga River were collected by angling, electrofishing, gill netting, and seine netting. According to the results of the analysis of length-weight relationships, the regression parameter b ranged from 2.83 to 3.25, indicating shifts of the growth pattern, from negative-allometric to positive-allometric. The values of the coefficient of determination were greater than or equal to 0.97. The results of this study are useful for grayling’s stock management and conservation efforts in the region.

    Keywords: LWR, linear regression, total weight, standard length, Fish
  • Behjat Moravveji, zahra khodadadi*, Mohsen Maleki

    The main object of this article is to discuss Bayesian methodology for linear regression model according to the class of two-piece scale mixture of normal distribution. This model is appropriate for capturing departure from the usual normal assumption of error such as heavy tails, asymmetric and types of heteroscedasticity. Linear regression model is used to analyze data based on the normality assumption. The robust inference for normality assumption as a way to replace the Gaussian assumption for the residual errors with two-piece scale mixture of normal distribution is a Bayesian framework. An efficient way for applying Bayesian methodology is introduced using Markov chain Monte Carlo (MCMC) algorithm as a way to specify the posterior inference which has been used.

    Keywords: Bayesian estimates, Linear Regression, Scale mixtures of normal family, Two-piece distributions
  • محمد سخایی، سعید کریمی
    هدف از این پژوهش، تحلیل فضایی وضعیت آلاینده PM2.5 و بررسی اثرات فاکتورهای جوی بر روی آن در کلان شهر تهران است. به این منظور از داده های روزانه PM2.5 که توسط شرکت کنترل کیفیت هوا و پارامترهای جوی که توسط سازمان هواشناسی شهر تهران اندازه گیری شده بود استفاده شد. پارامترهای هواشناسی مورد استفاده در این تحقیق شامل: دما (حداقل، میانگین و حداکثر)، رطوبت نسبی (حداقل، میانگین و حداکثر)، سرعت باد (میانگین و حداکثر)، نقطه شبنم و فشار اتمسفری می باشد. برای بررسی فضایی غلظت PM2.5،از روش درون یابی وزن دهی معکوس فاصله، استفاده شد. نتایج مدل وزن دهی معکوس فاصله نشان می دهد که در مناطق 7، 10، 20 و 21 شاهد بیشترین غلظت هستیم. میانگین روزانه غلظت PM2.5 در طول دوره مورد مطالعه نشان داد، بیشترین غلظت در 18 خرداد و کمترین در سوم فروردین بوده است. همچنین میانگین ماهانه نشان می دهد بیشترین غلظت در دی ماه بوده است، در حالی که کمترین غلظت را ماه فروردین به خود اختصاص داده است. غلظت فصلی حاکی از آن است که در فصل زمستان شاهد بیشترین غلظت PM2.5هستیم. در مرحله بعد همبستگی آماری بین PM2.5 و پارامترهای جوی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از همبستگی پیرسن و روش های چندگانه رگرسیون خطی استفاده شد. نتایج همبستگی پیرسن نشان می دهد، PM2.5با فشار هوا و نقطه شبنم همبستگی مستقیم دارد. در حالی که با بارش و سرعت باد همبستگی معکوس دارد. ارتباط بین PM2.5 به عنوان متغیر وابسته و پارامترهای جوی به عنوان متغیرهای مستقل توسط مدل های رگرسیون خطی (Enter و Stepwise)، مورد برسی قرار گرفت. ضریب همبستگی در معادله) Enter 427/0) و Stepwise) 346/0(است. که نشان دهنده توانایی خوب هر دو مدل در پیش بینی مقدار PM2.5 می باشد. نتایج تست میانگین مربعات خطا، نشان می دهد، مدل Stepwise در پیش بینی PM2.5، نسبت به دیگر روش ها مناسب تر است.
    کلید واژگان: آلودگی هوا، PM2، 5، پارامترهای جوی، درون یابی، همبستگی آماری، رگرسیون خطی
    Karimi.S, Sakhaei.M
    The objective of this study is the surveying spatial analysis of PM2.5 pollutants condition and the effects of atmospheric factors on it in the metropolis of Tehran. For this, the daily PM2.5 data measured by the controlling air quality and atmospheric parameters measured by Meteorological Organization in Tehran was used. The meteorological parameters used in this study include: temperature (minimum, average and maximum), relative humidity (minimum, average and maximum), wind speed (average and maximum), dew point and atmospheric pressure respectively. To study the spatial concentration of PM2.5, inverse distance weighting interpolation method was used. Inverse distance weighting model results show that in regions 7, 10, 20 and 21 have the highest concentration. Daily average PM2.5 concentrations during the study period showed that the highest concentrations at 18 June and the lowest was in the third April. It also shows the monthly average in January was the highest concentrations, while the lowest concentration is assigned to April.  Seasonal Concentration shows the highest concentration of PM2.5 in winter season. Then, the statistical correlation between PM2.5 and atmospheric parameters examined. For this purpose, Pearson correlation and multiple linear regression methods were used. Pearson correlation coefficient analysis shows that, PM2.5 has a direct correlation with air pressure and dew point, While a negative correlation with rainfall and wind speed. The relationship between PM2.5 as the dependent variable and atmospheric parameters as independent variables were investigated by linear regression models (Enter and Stepwise). The correlation coefficient in the equation Enter and Stepwise is 0.427 and 0.346 respectively. Which represents the ability of both models to predict the amount of PM2.5. Test Results of Mean Square Error, shows, Stepwise model to predict PM2.5, is more suitable than other methods.
    Keywords: Air pollution, PM2.5, Atmospheric factors, Interpolation, Statistical correlation, Linear regression
  • راضیه فرهادی، مهدی کارگر*، قاسم ذوالفقاری

    آلودگی هوا، یک تهدید جهانی برای بهداشت عمومی و محیط زیست، به ویژه در مناطق شهری است. از این رو برای کنترل و برنامه ریزی غلظت آلاینده ها از مدل سازی استفاده می شود. در این مقاله یک مدل بر مبانی رگرسیون خطی به منظور پیش بینی کوتاه مدت CO، PM10 و O3 بر حسب پارامترهای هواشناسی ارائه شده است. داده های پارامترهای هواشناسی شامل رطوبت، فشار، حداقل و حداکثر دما و سرعت باد (سازمان هواشناسی بیرجند) و داده های آلودگی هوا (غلظت CO، PM10 و O3) از اداره کل محیط زیست بیرجند، تهیه و به صورت میانگین روزانه استفاده شد. برای مدل سازی رگرسیون خطی از نرم افزار SPSS.16 استفاده گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که بیش ترین ضریب همبستگی برای آلاینده CO با حداقل درجه حرارت، 0/53 و کم ترین ضریب همبستگی با مقدار 0/166 بود. بیش ترین ضریب همبستگی آلاینده PM10 با سرعت باد، 0/33 و کم ترین ضریب همبستگی این آلاینده با فشار، 0/082 به دست آمد. بیش ترین ضریب همبستگی آلاینده O3 با حداکثر درجه حرارت، 0/50 و کم ترین ضریب همبستگی این آلاینده با جهت باد، 0/09 به دست آمد. هم چنین نتایج حاصل از مدل رگرسیون برای آلاینده مونوکسیدکربن در مقایسه با دو آلاینده دیگر، بهتر بود.

    کلید واژگان: مدل سازی، آلاینده ها، پیش بینی، رگرسیون خطی، پارامترهای هواشناسی
    Razieh Farhadi, Mehdi Kargar *, Ghasem Zolfagari

    Air pollution is a global threat to public and environmental health, especially in urban areas. Therefore, modeling is used to control and planing concentration of pollutants. In this paper, a model is proposed based on linear regression for short term forecasting of CO, PM10 and O3 based on meteorological parameters, and the results are presented. Data of meteorological parameters including humidity, pressure, minimum and maximum temperature, wind speed and wind direction (Birjand Meteorological Organization), and air pollution data (CO, PM10, and O3 concentrations) from the Birjand weather organization were prepared and used as daily average. SPSS16 software was used for linear regression modeling. The results showed that the highest correlation coefficient for CO pollutant with minimum temperature was 0.53 and the lowest correlation coefficient with the value of 0.166 was wtih the wind direction. The maximum correlation coefficient of PM10 contamination with wind speed was 0.33 and the lowest correlation coefficient of this pollutant with a pressure was 0.882. Finally, the highest correlation coefficient of O3 contamination with maximum temperature was 0.50 and also with regard to the regression coefficient obtained for carbon monoxide (R = 0.33) compared to the other two pollutants, has been obtained better.

    Keywords: Modeling, Pollutants, Prediction, Linear Regression, Meteorological Parameters
  • آرتیمس قاسمی دهنوی، رامین ساریخانی، سیده حدیث حسینی، زینب احمدنزاد، یهروز ابراهیمی
    آلودگی آب در دهه های اخیر تهدیدی جدی برای انسان و اکوسیستم های طبیعی تلقی می شود به طوری که بررسی تغییرات کیفیت آب یکی از موضوعات مهم جهت استفاده بهینه از آن است. در این تحقیق به مطالعه آب رودخانه ازنا در ایستگاه هیدرومتری چم زمان به صورت دوره خشک ( فروردین تا شهریور ) و دوره مرطوب ( مهر تا اسفند ) پرداخته شد. به منظور بررسی کیفیت آب از نمودارهای پایپر، شولر، ویلکاکس و سری زمانی استفاده گردید. نتایج آب رودخانه ازنا در نمودار پایپر نشان دهنده تیپ آب های بی کربناته کلسیکی است. در رودخانه مورد مطالعه با توجه به نمودار شولر کیفیت آب از نظر شرب در حد خوب و قابل قبول ارزیابی شد. با توجه به مطالعات آماری، اعمال روش تحلیل مولفه های اصلی بر داده ها موجب شد تا تعداد 11 مولفه اصلی برای داده ها تعیین شود، که سه مولفه اول با بیش از 70% تغییرپذیری، جامعه آماری را توجیه می-کنند. همچنین با توجه به نمودار خوشه ایرسم شده، نمونه ها در چهار خوشه شامل خوشه اول SO4-2 وpH ، خوشه دوم K+، خوشه سوم +Ca2 و در خوشه چهارم، TDS،EC ،Cl-،Mg2+ ،HCO3-،Na+ و TH قرار گرفتند. بیشترین میزان همبستگی بین مجموع مواد جامد محلول و کلر مشاهده شد. با توجه به سطح معنی دار 05/0 در آزمون کولوموگرف – اسمیرونف همه-ی یون های آب رودخانه ازنا دارای توزیع نرمال می باشد. آزمون آنالیز رگرسیون خطی کاتیون ها، آنیون ها و هدایت الکتریکی به عنوان متغیر وابسته در مقابل مجموع مواد جامد محلول به عنوان متغیر مستقل همبستگی بالایی بین TDS با EC و Cl نشان می دهد.
    کلید واژگان: آزمون PCA، رگرسیون خطی، مولفه های اصلی، همبستگی خوشه ای
    Artimes Ghassemi Dehnavi, Ramin Sarikhani, Seyedeh Hadis Hosseini, Zeinab Ahmadnejad, Behrouz Ebrahimi
    Water pollution in recent decades is as serious threat to the human and natural ecosystem so that assessing changes water quality are one of the most important topics for desirable use . In this investigation has been studied the Azna river quality in Chamzaman Hydrometric station that used for dry period (April to September) and wet period (October to March).To evaluate the water quality were used the Piper, Schoeller, Wilcox and time-series diagrams. Results water river Azna in Piper diagram indicative water type is calcic bicarbonates. In studied river, according to the graph Schuler is evaluated good and desirable for drinking. According to statistical studies, the methods of data analysis led to be determined 11 principal components for the data set, the first three components with more than 70% variability, statistical population interpret. Also according to the graph plotted cluster the samples is plotted in four clusters contains: the first cluster SO4-2 and pH, second cluster K,third cluster Ca2 and in the fourth cluster TDS, EC, Cl-, Mg2, HCO3-, Na and TH. The highest correlation between the total dissolved solid and chloride is observed. According to meaningful level of 0/05 in Kolmogorov – Smirnov, all ions of Azna River have normal distribution. Linear regression analysis of cations, anions and electrical conductivity as the dependent variableversus of total dissolved solids as the independent variable show high correlation between TDS with EC and Cl.
    Keywords: PCA, Linear regression, main components, cluster correlation
  • سید محمد جعفر ناظم سادات، حبیب الله قائد امینی اسدآبادی، مرضیه توکلی
    نوسان ها و روند دمای سطح آب دریاها (Sea Surface Temperature، SST) یکی از نمایه های ارزشمند و پایه ای در ارزیابی بر همکنش دریا- جو و خشکی است. یافته های شمار فراوانی از پژوهش ها نشان دهنده آن است که نوسان دمای سطح آب اقیانوس ها به گونه ای معنی دار بر افزایش و کاهش بارش و دما در پهنه های کناره ای و دوردست سایه افکنده است. در این پژوهش روند نوسان های ماهانه SSTدر گستره شمال غربی اقیانوس هند در دوره شصت ساله 1950-2009 بررسی شد. گستره آبی مورد ارزیابی دربرگیرنده 30 گره °2×°2 عرضی و طولی است که در گستره آبی خلیج فارس، دریای عمان و دریای عرب جای گرفته اند. این داده ها از بانک داده های سازمان NOAAبیرون آورده شدند. با به کارگیری روش رگرسیون خطی اندازه روند SST(شیب خط رگرسیون) برآورد شد. با بهره گیری از آزمون های مناسب پارامتری و ناپارامتری، همسانی یا ناهمسانی شیب در فصل های چهارگانه بررسی شد. افزون بر این، این آزمون ها برای ارزیابی همسانی شیب خط رگرسیون در پهنه های جغرافیایی دریایی نیز به کار گرفته شد. یافته ها نشان داد در همه فصل های سال، داده های SSTدر پهنه شمال غربی اقیانوس هند دارای روند افزایشی معنی دار است. در دوره شصت ساله مورد بررسی، دمای این 30 گره به طور متوسط نزدیک به 61/0 درجه سلسیوس افزایش یافته است. افزون بر این، در بیشتر پهنه ها آهنگ افزایش SSTپاییزه و زمستانه، به ترتیب بیشترین و کمترین اندازه بود. هنگامی که دوره شصت ساله پژوهشی به سه دوره بیست ساله پیاپی بخش شد، روند افزایش SSTدر این دوره های سه گانه با یکدیگر ناسازگاری های معنی داری داشت. در دو فصل زمستان و بهار، بزرگ ترین اندازه روند افزایشی در بیست ساله سوم (1990-2009) رخ داده است. این در حالی است که برای دو فصل تابستان و پاییز، بیشترین آهنگ افزایش دمای سطح آب در دوره 1950-1969 دیده شده است.
    کلید واژگان: روند، دمای سطح آب، رگرسیون خط ی، شمال غربی اقیانوس هند، خلیج فارس
    Seyyed Mohammad Jafar Nazemossadat, Habibollah Ghaedamini, Marzieh Tavakoli
    Investigating the trend and fluctuations of the sea surface temperature (SST) data arecritically important for understanding the interactions between the oceans, the atmosphere and the land in various spatial and temporal timescales. Such analysis of the SST timeseries is also essential for the detection and modeling of climate change. The increase in the global SST is one of the primary physical impacts of climate change. Some recent investigations have shown that the fluctuations in SST data over the Persian Gulf and the western parts of the Indian Ocean regulates Iran's precipitation particularly over the southern districts. The present study was, therefore, motivated to analyze the trends in the SST data over the northwestern parts of the Indian Ocean waters containing 30 nodes of 2by 2 (longitude and latitude) grids for the period 1950-2009. These grids were spread over various parts of the Persian Gulf and Arabian Sea, the water bodied between 18 to 30 North and between 45 to 72 East. The monthly SST data was gratefully extracted from the database of the physical sciences division of the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). According to their geographical positions, these 30 grids were classified into three groups, namely, the Persian Gulf, coastal areas (i.e., the grids off the coasts by 2) and the Arabian Sea regions. Since the SST time-series generally have a normal distribution, a linear regression analysis was applied to detect the trend in the constructed time series for the classified regions in annual and seasonal timescales. The analysis was conducted by each grid individually as well as by averaging the SST data over each of the three mentioned zones. The seasonal time series were constructed by averaging monthly data so that winter, spring, summer and autumn consisted of the months Jan-March, April-June, July-Sep and Oct-Dec, respectively. The 60 years of the study period were also divided into three consecutive 20 years to assess the consistency in trend-line slope over time. The parametric statistical tests were used to investigate whether the detected trends are significant The study revealed that during the 60 years of the study period, the SST of these 30 grids has inclusively increased by about 0.61°C. It is in general agreement with Deser et al. (2010) that reported the magnitude of the global SST trend during the 1900-2008 period as approximately 0.4–1.0°C per century in the tropics and subtropics and 1.2– 1.6°C per century at higher latitudes. The amount of such increase for the Persian Gulf, coastal areas and the Arabian Sea was 0.5°C, 0.65°C and 0.63°C, respectively. Comparing with other seasons, for the large regions of the three classified zones the increasing trend was the greatest and the least for autumn and winter, respectively. While the spring and summer’s SST were increased by about 0.5°C during the last six decades, the corresponding increases for winter and autumn were found to be 0.60°C and 0.85°C, respectively. The autumnal upward trend was significantly greater than other seasons for the Persian Gulf and the coastal regions. However, the upward trend is statistically identical during autumn and winter over the Arabian Sea areas. With the exception of the spring, the slopes of the trend-lines were different between the Persian Gulf, coastal areas and the Arabian Sea during the other seasons.When the considered 60 year period was divided into three consecutive 20 yearperiods, the trend exhibited a variety of differences between these new shorter data sets. While the spring and wintertime SSTs did not exhibit any significant trend during either 1950-1969 or 1970-1989 periods, the upward trend was significant for the period 1990- 2009. In contrast to winter and spring, most of the considered SST time series (excluding the Persian Gulf data) were significantly warmed up during 1950-1969. No significant trend was observed for the period 1970-1989 on a seasonal scale. In spite of the fact that the Persian Gulf SSTs did not exhibit any significant positive trend during the summers or autumns for either 1950-1969 or 1970-1989 periods, the trend abruptly increased during the 1990-2009 period for these two seasons.
    Keywords: Trend, sea surface temperature, climate change, linear regression, north, west of the Indian Ocean, Persian gulf
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال