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

cross-validation

در نشریات گروه آب و خاک
تکرار جستجوی کلیدواژه cross-validation در نشریات گروه کشاورزی
تکرار جستجوی کلیدواژه cross-validation در مقالات مجلات علمی
  • عاطفه کاظمی چولانک، فرشته مدرسی*، ابوالفضل مساعدی

    رواناب پدیده‎ای مهم در چرخه هیدرولوژیکی است، از این رو پیش بینی میزان رواناب رودخانه برای اهدافی نظیر برنامه ریزی فعالیت های کشاورزی، پیش بینی سیلاب و تامین آب مصرفی حائز اهمیت است. پیچیده بودن مدل‏های فیزیکی یکی از دلایلی است که باعث شده پژوهشگران به مدل‏های داده مبناء و مبتنی بر هوش مصنوعی روی آورند. وجود تغییرات آماری در داده ها سبب می شود که مدل سازی جریان رودخانه با مدل های داده مبناء با مشکلاتی در فرآیند یادگیری مدل همراه باشد. لذا لازم است با مدل سازی تلفیقی، دقت پیش بینی جریان ارتقاء یابد. هدف تحقیق حاضر، ارزیابی کارایی انواع موجک های گسسته و پیوسته در مدل ترکیبی موجک-شبکه عصبی (WANN) برای پیش بینی جریان ماهانه رودخانه کارده در ایستگاه ورودی به سد کارده است. بدین منظور، دو موجک گسسته Haar و Fejer-Korovkin2 و دو موجک پیوسته Symlet3 و Daubechies2 در ترکیب با مدل ANN مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی داده های هواشناسی و هیدرومتری در یک دوره 30 ساله (1370-1399) نشان داد که جریان ماهانه در دو گام زمانی T-1 و T-2 بهترین متغیرهای پیش بینی کننده (در سطح اطمینان 95%) بودند. آنالیزهای ترکیبی در سه سطح تجزیه انجام و کارایی مدل ها با روش صحت سنجی متقاطع در4 سطح مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل های ترکیبی دارای دقت بالاتری نسبت به مدل ANN بودند و مدل ترکیبی پیشنهادی Symlet3-ANN در سطح 3، نتایج بهتری نسبت به سایر مدل‎ها ارائه داد، بطوری که شاخص های R، RMSE و NSE در بخش واسنجی به ترتیب 90/0، 25/0 و 81/0 و در بخش صحت سنجی به ترتیب 85/0، 30/0 و 62/0 بود. همچنین ملاحظه شد دقت نتایج در سطح دو و سه تفاوت معناداری ندارند و بهتر است جهت کاهش مولفه‏های ورودی به مدل ANN و کاهش زمان اجرای مدل، تجزیه در سطح دو انجام شود.

    کلید واژگان: تبدیل موجک، صحت سنجی متقاطع، مدل هیبریدی، موجک پیوسته، موجک گسسته
    A. Kazemi Choolanak, F. Modaresi *, A. Mosaedi
    Introduction

    Predicting river flow is one of the most crucial aspects in water resources management. Improving forecasting methods can lead to a reduction in damages caused by hydrological phenomena. Studies indicate that artificial neural network models provide better predictions for river flow compared to physical and conceptual models. However, since these models may not offer reliable performance in estimating unstable data, using preprocessing techniques is necessary to enhance the accuracy and performance of artificial neural networks in estimating hydrological time series with nonlinear relationships. One of these methods is wavelet transformation, which utilizes signal processing techniques.

    Materials and Methods

    In this study, to evaluate the efficiency of discrete and continuous wavelet types in the Wavelet-Artificial Neural Network (WANN) hybrid model for monthly flow prediction, a case study was conducted on the Kardeh Dam watershed in the northeast of Iran, serving as a water source for part of Mashhad city and irrigation downstream agricultural lands. Monthly streamflow estimates for the upstream sub-basin of the Kardeh Dam were obtained from the meteorological and hydrometric stations' monthly statistics over a 30-year period (1991-2020). The WANN model is a hybrid time series model where the output of the wavelet transform serves as a data preprocessing method entering an artificial neural network as the predictive model. The combination of wavelet analysis and artificial neural network implies using wavelet capabilities for feature extraction, followed by the neural network to learn patterns and predict data, potentially enhancing the models' performance by leveraging both methods. The 4-fold cross-validation method was employed for the artificial neural network model validation, where the model underwent validation and accuracy assessment four times, each time using 75% of the data for training and the remaining 25% for model validation. The final results were presented by averaging the validation and accuracy results obtained from each of the four model runs. To evaluate and compare the performance of the models used in this study, three evaluation indices, Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE), Root Mean Square Error (RMSE), and Pearson correlation coefficient (R), were employed.

    Results and Discussion

    The analysis of meteorological and hydrometric data in this study revealed that monthly streamflow in two time steps, T-1 and T-2, were the most effective predictive variables. Each of the two runoff variables of the previous month (Qt-1) and the previous two months (Qt-2) were analyzed by each of the Haar and Fejer-Korovkin2 discrete wavelet transforms and the two continuous Symlet3 and Daubechies2 wavelets at three levels. The results of each level of decomposition was given as input to the ANN model. The presented results at each decomposition level indicated that hybrid models could accurately predict lower flows compared to the single ANN model, and the estimation of maximum values also significantly improved in the hybrid models. Among the wavelets used, Haar wavelets exhibited the weakest performance, and the less commonly employed Kf2 wavelet showed a moderate performance. Since the Haar and Fk2 wavelets, with their discrete structure, did not perform well in decomposing continuous monthly streamflow data, continuous wavelet models outperformed discrete wavelet models. The hybrid models, combining wavelet analysis and artificial neural networks, demonstrated up to an 11% improvement over the performance of the single neural network model.

    Conclusion

    Streamflow is a crucial element in the hydrological cycle, and predicting it is vital for purposes such as flood prediction and providing water for consumption. The objective of this research was to evaluate the performance of different types of discrete and continuous wavelet models at various decomposition levels in enhancing the efficiency of artificial neural network (ANN) models for streamflow prediction. Since climate and watershed characteristics can influence the nature of data fluctuations and, consequently, the results of the wavelet model decomposition, choosing an appropriate wavelet model is essential for obtaining the best results. Considering the existing variations in the results of different studies regarding the selection of the best wavelet type, it is suggested to use both continuous and discrete wavelet types in modeling to achieve the best predictions and select the optimal results. Given that a lower number of input variables in neural network models lead to higher accuracy in modeling results, it is recommended to perform decomposition at a two-level depth to reduce input components to the neural network model, thereby reducing the model execution time.

    Keywords: Artificial Neural Network, Continuous Wavelet, Cross-Validation, Discrete Wavelet, Hybrid Model, Wavelet Transform
  • یونس خوشخو*

    سابقه و هدف:

     در اقلیم های خشک و نیمه خشک که کشت دیم از اهمیت و جایگاه بالایی برخوردار است لازم است به طور ویژه ای ضمن بررسی فاکتورهای موثر بر عملکرد محصولات دیم، پیش بینی آن نیز مورد توجه قرار گیرد. در این میان، توجه ویژه به گیاهان زراعی تحمل پذیر نظیر جو اجتناب ناپذیر است. تحقیق حاضر با هدف امکان سنجی پیش بینی میزان عملکرد سالانه جو دیم بر اساس چند شاخص خشکسالی در یک اقلیم نیمه خشک به انجام رسید.

    مواد و روش ها

    با محاسبه سه شاخص خشکسالی SPEI، EDDI و SPI برای چهار دوره رشد جو دیم شامل کاشت-سبزشدن، سبزشدن-پنجه زنی، پنجه زنی-ساقه دهی و ساقه دهی-گل دهی در ایستگاه سرارود کرمانشاه، 12 سری زمانی از مقادیر این شاخص ها طی دوره آماری 2015-2000 استخراج گردید. جهت ارزیابی ارتباط کلی بین شاخص های خشکسالی و عملکرد سالانه جو دیم از جدول متقاطع استفاده شد و جهت مدل سازی میزان عملکرد سالانه جو دیم بر اساس شاخص های خشکسالی، در وهله اول از مدل رگرسیون چندگانه خطی مبتنی بر شناسایی بهترین زیرمجموعه و در مرحله تکمیلی از مدل رگرسیون مبتنی بر مولفه های اصلی (PCR) استفاده شد. فرایند مدل سازی رگرسیون خطی چندگانه با در نظر گرفتن دو رویکرد کلی شامل استفاده از هر شاخص خشکسالی بصورت واحد و استفاده تلفیقی از سه شاخص مختلف انجام شد.

    یافته ها

    بر اساس نتایج حاصل از جدول متقاطع، ارتباط مناسبی بین عملکرد سالانه جو دیم و شاخص های خشکسالی مشاهده شد و نتیجه-گیری شد که این پتانسیل وجود دارد که از شاخص های خشکسالی جهت پیش بینی عملکرد سالانه جو دیم استفاده شود. نتایج حاصل از بکارگیری هر شاخص خشکسالی بصورت واحد نشان داد که بالاترین ضریب تعیین بین عملکرد سالانه جو دیم با شاخص های خشکسالی با در نظر گرفتن SPEI (6/63 درصد) و کمترین مقدار آن با در نظر گرفتن EDDI (1/54 درصد) و برای شاخص SPI (4/62 درصد) در حد بینابین آنها حاصل آمد که این شاخص ها برای SPEI و SPI طی دوره های کاشت-سبزشدن و پنجه زنی-ساقه دهی و برای EDDI طی دوره های کاشت-سبزشدن و ساقه دهی-گل دهی در مدل حضور یافتند. نتایج حاصل از بکارگیری تلفیقی هر سه شاخص خشکسالی نشان داد که بهترین مدل رگرسیون چندگانه خطی با ضریب تعیین 7/78 درصد و ضریب تعیین تعدیل شده 2/69 درصد با حضور شاخص SPEI در دوره های پنجه زنی-ساقه دهی و ساقه دهی-گل دهی و همچنین شاخص EDDI در دوره های کاشت-سبزشدن و پنجه زنی-ساقه دهی حاصل آمد اما بالا بودن شاخص تورم واریانس (VIF) ضرورت بکارگیری مدل رگرسیونی مبتنی بر مولفه های اصلی (PCR) را آشکار ساخت. نتایج حاصل از بکارگیری مدل PCR جهت مدل سازی عملکرد سالانه جو دیم نشان داد که ضریب تعیین مدل در این حالت در مقایسه با مدل رگرسیون خطی چندگانه با افتی ناچیز به 2/78 درصد رسید اما ضریب تعیین تعدیل شده به 7/71 درصد بهبود یافت. با در نظر گرفتن مدل PCR بعنوان مدل نهایی پیش بینی عملکرد سالانه جو دیم و با بکارگیری روش اعتبارسنجی متقابل جهت سنجش قابلیت پیش بینی این مدل، مقدار دو شاخص R2 و RMSE به ترتیب برابر با 5/58 درصد و 3/572 کیلوگرم در هکتار (معادل با 22 درصد میانگین عملکرد سالانه جو دیم) حاصل آمد.

    نتیجه گیری

    نتایج کلی این تحقیق نشان داد که بکارگیری شاخص های خشکسالی با ماهیت متفاوت می تواند سبب افزایش توجیه پذیری واریانس عملکرد سالانه جو دیم گردد. بر اساس نتایج کلی حاصل از این تحقیق، وقوع یا عدم وقوع خشکسالی در دوره سبزشدن-پنجه-زنی تاثیر قابل توجهی بر میزان عملکرد سالانه جو دیم ندارد و با توجه به آنکه دوره پنجه زنی-ساقه دهی نقش پررنگ تری در مدل ها داشت بعنوان بااهمیت ترین دوره موثر بر میزان عملکرد سالانه جو دیم شناسایی شد. لذا در سال هایی که خشکسالی در دوره پنجه زنی-ساقه دهی رخ دهد انتظار افت عملکرد سالانه بیشتری در مقایسه با وقوع خشکسالی در سایر دوره ها می توان داشت.

    کلید واژگان: اعتبارسنجی متقابل، مدل PCR، شاخص SPEI، شاخص EDDI، ایستگاه سرارود
    Younes Khoshkhoo *
    Background and Objectives

    At the arid and semi-arid climates which the rainfed farming has a high degree of importance, it is essential to evaluate both the effective factors on the rainfed crop yield and its predicting as well. In this respect, it is unavoidable to have a special consideration for some tolerable crops such as barley. The aim of the current study was to assess the possibility of rainfed barley annual yield prediction using some drought indices at a semi-arid climate.

    Materials and Methods

    By calculating SPEI, EDDI and SPI drought indices for four growth stages of rainfed barley including sowing-emerge, emerge-tillering, tillering-stem and stem-flowering at the Sararoud-Kermanshah station, a number of 12 time series of these indices were extracted during 2000-2015 period. The cross-tabulation was used to evaluating the overall relationship between drought indices and rainfed barley annual yield and to modeling rainfed barley annual yield based on drought indices, the best subset-based multiple linear regression model and Principal Component Regression (PCR) were applied at two different stages. The modelling procedure performed in two overall cases including considering a unique drought index and considering a combination of three different drought indices cases.

    Results

    the results of cross-tabulation technique showed an appropriate relationship between rainfed barley annual yield and drought indices. Therefore, a potential is available to use drought indices to predict rainfed barley annual yield. Based on the results of considering a unique drought index case, the highest (63.6%) and lowest (54.1%) values of coefficient of determination between rainfed barley annual yield and drought indices were for SPEI and EDDI indices, respectively and a value between them (62.4%) for SPI. The values of these indices were appeared at the model during the sowing-emerge and tillering-stem stages for SPEI and SPI and sowing-emerge and stem-flowering stages for EDDI. By considering the combination of three different drought indices case, the results revealed that the best multiple linear regression model is obtained by presence of SPEI (during tillering-stem and stem-flowering stages) and EDDI (during sowing-emerge and tillering-stem stages) indices in the model with a good coefficient of determination (R2= 78.7% and R2adj= 69.2%). However, the high value of Variance Inflation Factor (VIF) revealed that it is necessary to solve this issue by considering the Principal Component Regression (PCR) model. By applying PCR model to predict rainfed barley annual yield, the coefficient of determination for the PCR (78.2%) showed a negligible decrease compared to the multiple regression model. However, the adjusted coefficient of determination properly improved to 71.7%. By considering the PCR model as the final model of predicting rainfed barley annual yield, the cross-validation results of this model led to obtaining R2=58.5% and RMSE=572.3kg/hec (equal to 22% of the mean of annual yield).

    Conclusion

    The overall results of this research showed that applying different drought indices could lead to increasing the explained variance of rainfed barley annual yield. The overall results of this research showed that the occurrence of drought during the emerge-tillering stage does not have a considerable impact on the rainfed barley annual yield. With respect to the higher role of the tillering-stem stage in the regression models, this stage was detected as the most important effective period on the rainfed barley annual yield. Therefore, among different growth stages, occurring drought in the tillering-stem period is expected to lead to a lesser amount of annual yield.

    Keywords: cross validation, PCR model, SPEI index, EDDI index, Sararoud station
  • علیرضا دوچشمه گرگیج*، اصغر اصغری مقدم

    این بررسی روشی برای ارزیابی کیفیت آب زیرزمینی با استفاده از شاخص خود همبستگی فضایی موران و روش کریجینگ بیزین ارائه می دهد. در این پژوهش غلظت آرسنیک، سرب، منگنز، آهن و نیترات همچنین سطح آب زیرزمینی و میزان مواد جامد محلول، برای 21 نقطه از دشت آذرشهر (آذربایجان شرقی) اندازه گیری شد. سپس با استفاده از شاخص خودهمبستگی فضایی هر پارامتر و استاندارد جهانی کیفیت آب، به هر پارامتر وزن متناسب اختصاص داده شد. برای کاهش عدم قطعیت حاصل از استفاده روش های متداول درون یابی، شیوه پیش بینی بیزین کریجینگ برای تعمیم گسترش هر پارامتر به کل دشت استفاده شده و برای بررسی صحت نتایج، شیوه صحت سنجی متقاطع به کار گرفته شد. درنهایت منطقه مطالعاتی از منظر کیفی به 4 بخش مطلوب، قابل قبول، متوسط و غیرقابل قبول جدا شده گردیده و نقشه نهایی با برهم نهی لایه های رستری ایجاد شده، رسم گردید. نقشه منتج نشان داد که بخش های شرق و جنوب شرق دارای کیفیت مطلوب تا قابل قبول با مساحت به ترتیب 53/32 و 38/44 کیلومترمربع، مرکز و غرب متوسط با مساحت 32/69 و بخش هایی از شمال و جنوب غرب منطقه مطالعاتی دارای کیفیت غیر قابل قبول با مساحت 21/27 کیلومترمربع است.

    کلید واژگان: آذرشهر، شاخص خودهمبستگی فضایی موران، صحت سنجی متقاطع، کریجینگ بیزین تجربی
    Alireza Docheshmeh Gorgij*, Asghar Asghari Moghaddam

    The present study demonstrates a method in groundwater quality assessment using the Empirical Bayesian Kriging and Moran Spatial Autocorrelation Index. In this study, concentration of Arsenic, Lead, Iron, Manganese and Nitrate and also groundwater table and Total Dissolved Solid has been measured for 21 point in Azarshahr Plain (East Azerbaijan). Azashahr study area is one of the Lake’s twelve adjacent aquifers that is located between 45°,46’ to 45°,50’ longitudinal and 37°,43’ to 37°,52’ latitudinal. Its total area is about 457 km2, that its plain has an area about 124 km2. The highest and lowest heights in the study area are 3700m and 1282m, respectively. Its average annual precipitation is about 221.2 mm whereas the average annual evaporation is about 1579 mm. The most important stream in Azarshahr Plain is Azarshahrchai which has a southeast-northwest trend and is eliminated before reaching to the lake because of wide agricultural usage. On the other hand, the total annual discharge of aquifer is about 90.64 million that is one of the groundwater depletion and decreasing the quality of groundwater factors in the study area. Moran’s I is a commonly used indicator of spatial autocorrelation. In this study, the Moran’s I was used as the first measure of spatial autocorrelation. Its value ranges from −1 to 1. The value “1” means perfect positive spatial autocorrelation (high values or low values cluster together), while “−1” suggests perfect negative spatial autocorrelation (a checkerboard pattern), and “0” implies perfect spatial randomness. After that, the appropriate weight has given to the aforementioned parameters, considering the international standard of water quality and spatial autocorrelation index of each of them. After determining the layer rules, the Expert Choice software was applied to calculate the comparing binary matrix of analytic hierarchy process. After that, the final weight for each layer with inconsistency of 0.08 was derived that is less than 0.1 and acceptable. In the conventional geostatistical approaches for interpolation and kriging, the variance structure is estimated first, and then the estimated variance is used for interpolation that whereas a Bayesian approach to the interpolation of spatial processes will provide a general methodology for taking into account the uncertainty about parameters on subsequent predictions. The Bayesian approach generalizes automatically to the case which the variogram parameters are unknown, whereas the classical approach essentially makes the assumption that these are known and only deals with the question of uncertainty of model parameters in a very peripheral way. Then replacing the popular interpolation methods, the Empirical Bayesian Kriging prediction method has utilized to expand every parameter to the whole plain. In order to evaluate the prediction results, the cross validation method was used. The study area was divided to 4 sections, as desirable, acceptable, moderate and non-acceptable. The final obtained map reveals that desirable quality is just located in the southeast of the study area in the upstream of the groundwater input. The acceptable quality of the groundwater is located in the east and southeast of the study area. The center, west and northwest of the study area has a moderate quality. The groundwater in the north, northwest and southwest of the study area has a non-acceptable quality that seems due to anthropogenic activities, especially agricultural and industrial during the recent years. On the other hand, the spatial autocorrelation model of effective parameters on water quality in the on hand and Bayesian kriging method with its precise assessment and prediction in some areas without data have a high applicability. The cross validation technique in model accuracy approving, is a valuable tool. Every three methods played an important role in modifying and improving the analytic hierarchy process of the groundwater quality assessment in the study area. The resulted map revealed that the groundwater quality of the east and southeast of the study area are desirable and acceptable with about 32.53 and 44.38 km2, respectively. The center and west section with area about 69.32 and the north and southwest with area about 27.21 km2 have a moderate and non-acceptable quality, respectively. Upon to the analytic hierarchy process of the groundwater quality assessment of the Azarshahr Plain, it has been revealed that 16 percent of aquifer has non-acceptable quality, about the 40 percent has moderate quality and other has an acceptable to desirable quality in the study area. The result of this study has shown the necessity of the groundwater quality precise monitoring in the study area.

    Keywords: Azarshahr, Cross validation, Empirical Bayesian Kriging (EBK), Moran Spatial Autocorrelation Index
  • فاطمه بابایی*، علیرضا واعظی، مهدی طاهری، احسان زرین آبادی، سیده فاطمه اسلامی
    گندم دیم منبع غذایی اصلی غالب کشورهای درحال توسعه است که عوامل مختلفی بر تولید آن موثر است. هدف از این پژوهش ارائه مدلی است که عملکرد دانه گندم دیم را بر اساس ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک برآورد کند. بدین منظور، مقادیر عملکرد دانه گندم دیم و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی در سه تکرار به طور جداگانه در یک سال زراعی ،1393، در 53 مزرعه گندم دیم، در سطح استان زنجان اندازه گیری شد. با به کارگیری روش رگرسیون حداقل مربعات جزئی، مدلی برای بیان رابطه عملکرد دانه گندم دیم و ویژگی های خاک ارائه شد (40n= و 6/0R2=). سیلت و کربنات کلسیم معادل، موثرترین عوامل بر عملکرد گندم دیم و ضرایب استانداردشده آن ها در مدل برآوردکننده به ترتیب 23/0 و 24/0- بود. نتایج پژوهش حاضر نشان داد که برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک شامل میزان سیلت، کربنات کلسیم معادل و پتاسیم به ترتیب اولویت تاثیر بیشتری بر عملکرد دانه گندم دیم دارد.
    کلید واژگان: اعتبارسنجی ضربدری، تجزیه مولفه اصلی، رگرسیون حداقل مربعات جزئی
    Fatemeh Babaei *, Ali Reza Vaezi, Mehdi Teheri, Ehsan Zarrinabadi, Fatemeh Eslami
    Rainfed wheat is a food resource for developing countries that various factors may contribute in its production. The aim of the present study was developing a model that estimate rainfed wheat grain yield based on physico-chemical properties of the soil. Therefore, wheat grain yield was measured at 53 rainfed wheat fields over Zanjan province in agronomical year 2014. Also, 18 soil physico-chemical properties were measured in triplicates in the fields. Using partial least square regression, a model was developed to explain the relationship between rainfed wheat grain yield and soil properties (n=40, R2= 0.6). The highest and lowest standardized coefficients of the model belonged to silt and calcium carbonate percentages which were equal to 0.23 and -0.24, respectively. The results of the present research revealed that some soil physico-chemical properties, in order of priority, including silt, calcium carbonate and potassium has more effects on rainfed wheat grain yield.
    Keywords: Cross validation, Principal component analysis, Partial least square regression
  • سولماز بی دست، احمد فاخری فرد، اکبر فرقانی، محمود شهابی
    به منظور حفظ کیفیت آب های زیرزمینی اطلاع از پراکنش مکانی و زمانی آن ها حائز اهمیت می باشد. در این تحقیق تغییرات مکانی و زمانی متغیرهای کیفی آب بر مبنای داده های 47 چاه منتخب در دشت تبریز در طول دوره آماری 10 ساله (1391-1382) تحلیل شد. به منظور تحلیل مکانی، روش های کریجینگ ساده (SK) و وزن دهی معکوس فاصله جهت استخراج منحنی های هم کیفیت برای کلسیم، کلر، بیکربنات، پتاسیم، منیزیم و pH در پهنه دشت بکار گرفته شدند. مطالعه پروفیل های سالانه مستخرج از خطوط هم کیفیت برای هر متغیر کیفی نشان داد که اغلب متغیرها در بخش جنوب غربی و شمال شرقی سفره تجمع پیدا کرده اند. با کاربرد روش وارد به عنوان یک روش چندمتغیره آماری جهت خوشه بندی توام با روش آماره S به عنوان روشی جهت آزمون همگنی خوشه ها مناطق همگن برای pH در پهنه سفره تعیین گردید؛ و بالاخره تغییرات سالانه متغیرهای کیفی مطالعه و مشخص گردید که اغلب متغیرها به جز پتاسیم دارای روند افزایشی در طول دوره 10 ساله آماری بوده اند.
    کلید واژگان: آزمون آمارهS، ارزیابی متقاطع، تحلیل خوشه ای، تغییرات مکانی و زمانی
    Solmaz Bidast, Ahmad Fakheri Fard, Akbar Forghani, Mahmoud Shahabi
    In order to protection of water quality in the aquifers, awareness about spatial and temporal distributions of water quality has particular importance. In this study, the spatial and temporal variations of water qualitative variables were analyzed based on the data of 47 selected wells in Tabriz plain over the period of 10 years (1382-1391). For the propose of spatial analyzing, the simple Kriging (SK) as well as the inverse distance weighting methods were carried out leading to derivation of isoquality curves for calcium, chloride, bicarbonate, potassium, magnesium and pH over the aquifer for each year. The study of annual spatial profiles extracted from isoquality curves for each qualitative variable showed that the majority of variables were aggregated on South West and North East part of aquifer. Using Ward method as a multivariate statistical cluster analysis procedure together with S statistics as a homogeneity test procedure, the homogeneous regions for pH were determined over the aquifer. Finally, the annual fluctuation in the qualitative variables were investigated, and according to the results,the majority of variables (except potassium)had incremental trend during the 10 years of statistical period.
    Keywords: Cluster analysis, Cross validation, S statistics test, Spatial, temporal analysis
  • روح الله میرزایی، کامران رحیمی، هادی قربانی، ناصر حافظی مقدس
    تعیین توزیع مکانی آلاینده های مختلف در خاک، شالوده ارزیابی آلودگی و کنترل خطر است. روش های درون یابی گوناگونی به طور گسترده به منظور برآورد غلظت فلزات سنگین در مناطق نمونه برداری نشده استفاده شده اند. در این مطالعه، کارایی روش های درون یابی (وزن دهی معکوس فاصله، چندجمله ای محلی، کریجینگ معمولی و توابع پایه شعاعی) برای برآورد آلودگی خاک سطحی به مس و نیکل در استان گلستان ارزیابی شدند. به این منظور، 216 نمونه خاک سطحی از استان گلستان جمع آوری شد و غلظت نیکل و مس در نمونه ها تعیین گردید. سپس با استفاده از روش های درون یابی گوناگون، میزان آلودگی خاک مشخص شد. ارزیابی متقابل به منظور مقایسه روش ها با یکدیگر و برآورد میزان صحت آنها استفاده شد. نتایج نشان داد که تمام روش های درون یابی صحت قابل قبولی در پیش بینی غلظت میانگین عناصر مذکور داشتند. روش های RBF-IMQ و IDW1 کمترین RMSE را برای هر دو عنصر داشتند؛ در حالی که روش RBF-TPS بیشترین RMSE را داشت و مساحت بیشتری از مناطق آلوده را برای هر دو عنصر برآورد کرد. با افزایش توان وزن دهی در روش های IDW مناطق آلوده وسیع تری برآورد شد. روش های درون یابی در قیاس با روش نسبت نمونه ها، مناطق آلوده به مس و نیکل را به ترتیب 38/ 8 و 93 / 6 درصد کمتر برآورد کردند.
    کلید واژگان: زمین آمار، درون یابی مکانی، آلودگی خاک، ارزیابی متقابل، توابع پایه شعاعی، چندجمله ای محلی
    R. Mirzaei, K. Rahimi, H. Ghorbani, N. Hafezimoghades
    Determining the spatial distribution of different contaminants in soil is essential for the pollution assessment and risk control. Interpolation methods are widely used to estimate the concentrations of the heavy metals in the unstudied sites. In this study, the performances of interpolation methods (inverse distance weighting, local polynomials and ordinary Kriging and radial basis functions) were evaluated to estimate the topsoil contamination with copper and nickel in Golestan Province. 216 surface soil samples were collected from Golestan province, and their Cu and Ni concentrations were measured. Soil contamination was determined using different interpolation methods. Cross validation was applied to compare the methods and estimate their accuracy. The results showed that all the tested interpolation methods have an acceptable prediction accuracy of the mean content for soil heavy metals. RBF-IMQ and IDW1 methods had the lowest RMSE, whereas RBF-TPS method with the largest RMSE estimated a larger size for the polluted area. The greater the weighting power, the larger the polluted area estimated by IDW. Compared with the ‘‘sample ratio over the pollution limits” method, the polluted areas of Cu and Ni were reduced by 8.38% and 6.14%, respectively.
    Keywords: Geostatistics, Spatial interpolation, Soil pollution, Cross validation, Radial basis functions, Local polynomials
  • روح الله تقی زاده مهرجردی، فریدون سرمدیان، محمود امید، غلامرضا ثواقبی، محمد جواد روستا، محمدحسن رحیمیان
    تهیه نقشه دقیق از تغییرات مکانی خاک های شور و سدیمی، اولین گام برای مدیریت بهینه این خاک ها می باشد. لذا، در این تحقیق، برای تهیه نقشه شوری 78000 هکتار از اراضی منطقه اردکان، اقدام به نمونه برداری از 151 پروفیل انتخاب شده بر اساس روش هایپرکیوب شد. به منظور پیش بینی پراکنش مکانی شوری خاک در عمق های 30-0 و 100-0 سانتی متری، از روش کریجینگ و کوکریجینگ استفاده شد. متغیرهای کمکی مورد استفاده در روش کوکریجینگ شامل داده های تصویر ماهواره ای +ETM، پارامترهای اراضی و قرائت های افقی-عمودی دستگاه القاء گرمغناطیسی می باشد. با استفاده از روش ارزیابی متقابل و استفاده از معیارهای ریشه مربعات خطا و میانگین خطا، روش مناسب میان-یابی انتخاب شد. نتایج نشان داد که برای پهنه بندی شوری خاک، روش کوکریجینگ با متغیر کمکی هدایت گر الکترومغناطیسی دارای دقت مناسب تری می باشد. دقت روش کوکریجینگ، بر اساس معیارهای ریشه مربعات خطا و میانگین خطا در عمق 30-0 سانتی متری به ترتیب 1/69، 55/30 و در عمق 100-0 سانتی متری به ترتیب 8/48، 41/20 است. نقشه های نهایی شوری خاک همچنین نشان دادند که بیشترین مقدار تجمع نمک در قسمت شمالی منطقه و کمترین میزان شوری در مناطق مرتفع تر می باشد که این مسئله به علت حالت شکل محدب منطقه مورد مطالعه می باشد که باعث حرکت املاح و در نهایت تجمع نمک در نواحی شمالی می شود.
    کلید واژگان: ارزیابی متقابل، پارامترهای اراضی، درون یابی، سنجش از دور
    R. Taghizadeh-Mehrjardi, F. Sarmadian, M. Omid, Gh. Savaghebi, M. J. Rousta, M. H. Rahimian
    Precise mapping of the spatial distribution of salt-affected soils is prerequisite for effective management of these soils. This study was carried out for mapping soil salinity of 78000 hectares of Ardakan soils (0-30 and 0-100 cm) using 151soil samples which were taken based on hyper cube method. The secondary variables used in co-kriging method were ETM data، terrain analysis and EM38 readings. The best model was selected by means of cross validation and error evaluation methods، such as RMSE and ME methods. Results showed that co-kriging method with EM38 data as a secondary variable was the best method for prediction of soil salinity (69. 1، 30. 55، 48. 8 and 20. 41، respectively). Results recommended EM38 as secondary data for mapping soil salinity. Additionally، results showed the largest amount of soil salinity in the north of the area and the smallest values in the areas with more elevation. The concavely shaped plain could help to move soluble salts toward the north of area in which the soils with highest electrical conductivity are found.
    Keywords: Cross validation, Terrain analysis, Interpolation, Remote sensing
  • محمدحسین مهدیان، نجفقلی غیاثی، سیدمحمود موسوی نژاد

    داده های نقطه ای ایستگاه های هواشناسی به خودی خود از اهمیت چندانی برخوردار نیستند. بنابراین، لازم است که این داده های نقطه ای به داده های ناحیه ای تبدیل شوند. پراکنش و شمار ایستگاه های هواشناسی در سطح کشور در حدی نیست که دست یابی به داده های ناحیه ای به طور مستقیم امکان پذیر باشد، که این مهم منوط به تولید داده در منطقه مورد بررسی است. تولید داده به کمک روش های زمین-آمار سریع و آسان می باشد. بنابراین، برای تعمیم داده های نقطه ای به ناحیه ای نیاز به تولید داده (برآورد) است. هدف این پژوهش تعیین روش مناسب میان یابی برای برآورد بارندگی ماهیانه در ناحیه مرکزی ایران است. در این پژوهش از روش های کریجینگ (معمولی، با لگاریتم داده ها و با متغیر کمکی)، میانگین متحرک وزنی (با توان های 1 تا 5) و TPSS (با توان های 2 و 3، با و بدون متغیر کمکی) استفاده شده است. برای ارزیابی روش ها از تکنیک تایید متقابل استفاده شده است. بررسی نتایج پژوهش نشان می دهد که شعاع تاثیر بارندگی ماهیانه در ناحیه مرکزی ایران در حدود 450 کیلومتر است. هم چنین، نتایج نشان می دهند که روش TPSS با توان 2 و با متغیر کمکی ارتفاع، مناسب ترین روش برای تولید داده های بارندگی ماهیانه است. با تقسیم ناحیه مرکزی ایران به مناطق هم اقلیم و اجرای روش انتخاب شده در این نواحی، دقت تولید داده در مقایسه با کل منطقه افزایش پیدا کرده است.

    کلید واژگان: ارزیابی، بارندگی ماهیانه، تایید متقابل، ناحیه مرکزی ایران، میان یابی، کریجینگ، میانگین متحرک وزنی
    M. H. Mahdian *, N. Ghiasi, S. M. Mousavy Nejad

    Point data of weather stations are not important in and by themselves. Therefore, it is necessary to change these point data into regional information. Undesirable distribution of weather stations and their data deficiency hinder the direct determination of the regional information, unless sufficient data in the study area could be provided. Providing extra data using the geostatistical methods is practical, scientific, simple and quick, but adopting a suitable method is the basic question. The objective of the present study is to find a suitable method to estimate monthly rainfall in the central region of Iran. In this regard, the methods of kriging (ordinary kriging, log-kriging, co-kriging), weighted moving average (WMA, with the power of 1 to 5), thin plate smoothing splines (TPSS, with the power of 2 and 3 and with covariable) were used. Cross validation technique was used to compare these methods. Based on the variography analysis, the range of influence of monthly rainfall in the central region is about 450 km. The results show that TPSS, with the power of 2 and with elevation as a covariable, was the most accurate method to estimate monthly rainfall. In addition, it is preferable to use the selected interpolation method in the sub-basins with homogeneous climates instead of considering the whole region.

    Keywords: Evaluation, Monthly rainfall, Cross validation, Central Iran, Interpolation, Kriging, Weighted moving average
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