multivariate regression
در نشریات گروه آبخیزداری، بیابان، محیط زیست، مرتع-
نشریه مراتع، سال سیزدهم شماره 2 (Spring 2023)، صص 168 -179
Prediction of Soil Organic Carbon (SOC) reservoirs is high priority in the rangelands managements in arid and semi-arid regions. This study was conducted to estimation carbon sequestration using Multivariate Linear Regression Analysis (MLR), Principal Component Analysis (PCA) and Euclidean Distance from the soil line (D) on remote sensing data in semi-arid rangelands of southwest of Neishabour, Khorasan Razavi province, Iran. The map of SOC was prepared using a total of 102 soil samples (depth 0-10 cm). Landsat 8 images of the study area were provided on 5 July 2018 and used to develop the models including (OLI, TIRS), visible, near-infrared, middle-infrared, and thermal infrared bands. Models were developed using SOC as dependent variable and spectral data of MLR, PC1 and Euclidean D soil line as independent variables. Then, the developed models were validated using additional samples (30 points). The results illustrated that the MLR, PCA, and Euclidean D soil line models explain 62, 45, and 53% of the total variability of SOC coupled with root Mean Square Error (RMSE) values 0.09, 0.21, and 0.05, respectively. Therefore, the MLR technique could provide superior predictive performance than that for PCA and Euclidean D soil line techniques. It was concluded that the SOC spatial information derived using the MLR technique had much greater spatial detail and higher quality than to that derived from the conventional soil map.
Keywords: PCA, Multivariate regression, ETM+, Rangeland soils -
یکی از دشواری های آبخیز تحلیل رابطه های آماری و کمی عامل ها و ویژگی های تاثیرگزار بر تولید رسوب و هدررفت خاک است. هدف این تحقیق مدل سازی رابطه ی میان اندازه ی تولید بار معلق با عامل های مدل تجربی MPSIAC و اندازه ی بار معلق مشاهده شده با ویژگی های شکل زمین و ارتباط آن ها با تولید بار معلق در آبخیز است. حوزه ی رستم آباد استان ایلام با چهار زیرحوزه ی مشخص و مجهز به ایستگاه آب سنجی از حوزه های جنوبی استان ایلام به روش تصادفی ساده انتخاب شد. برای برآوردکردن اندازه ی تولید رسوب مدل تجربی به کار برده شد. آمار آب دهی و بار معلق چهار ایستگاه آب سنجی و 12 ایستگاه هواشناسی 30 سال از 1370 تا 1399 تهیه شد. اطلاعات گیتاشناسی زیرحوزه ها از نقشه های پستی بلندی محاسبه و ویژگی های شکل زمین زیرحوزه ها از مدل رقومی بلندی استخراج شد. با تحلیل عاملی و تحلیل خوشه یی، عامل ها و متغیرهای تاثیرگزار مشخص شد، و زیرحوزه ها رده بندی و به منطقه های همگن تقسیم کرده شد. برای بررسی همبستگی میان متغیرهای مستقل و وابسته، بهنجاربودن داده ها با آزمون های شاپیرو-ویلک و کولموگروف-اسمیرنوف در نرم افزار اس پی اس اس انجام شد. برای تحلیل ارتباط میان عامل های مدل تجربی و متغیرهای شکل زمین با بار معلق هر زیرحوزه روش وایازی چندگانه به کار برده شد. نتیجه نشان داد که اندازه ی بار معلق تولیدشده با عامل زمین شناسی، کاربری زمین، وضعیت فعلی فرسایش در سطح آبخیز، فرسایش رودخانه یی و پستی بلندی حوزه همبستگی مثبت داشت و در تراز 0/001 معنی دار بود. اندازه ی بار معلق مشاهده شده با شاخص شیب، ضریب گردی، بارندگی، ناهمواری و مساحت حوزه همبستگی مثبت داشت و در تراز 0/001 معنی دار بود. برای تاثیرگزاری عامل ها و متغیرها بر اندازه ی بار معلق زیرحوزه ها روش تحلیل مولفه های اصلی و تحلیل خوشه یی به کار برده شد. کاربری حوزه 25/24% از پراش همه ی متغیرهای پژوهش را تبیین کرد. سه عامل کاربری حوزه، وضعیت فعلی فرسایش در سطح حوزه، و زمین شناسی، و دو سنجه ی ضریب گردی و شیب توانست 86% از پراش همه یی متغیرهای پژوهش را تبیین کند.
کلید واژگان: چندمتغیره، مولفه های اصلی، رسوب، وایازی، ویژگی شکل زمینAnalysis of statistical relationships and quantitative factors and parameters affecting the production of sediment and soil loss is one of the problems of the watershed. The purpose of this study is to model the relationship between sediment production rate using MPSIAC experimental model factors and observed sediment rate using geomorphic parameters and their relationship with sediment yield in the watershed. Rastamabad watershed of Ilam province was selected by a simple random method with four sub-watersheds identified and equipped with a hydrometric station from the southern basins of Ilam province. In this study, an experimental model was used to estimate the sediment yield. Flow and sediment data of four hydrometric stations and 12 meteorological stations from 1991 to 2020 for 30 years were prepared by the Regional Water Company and the General Meteorological Office of Ilam Province. Physiographic information of the sub-watersheds was calculated from topographic maps with a scale of 1.25000 and the geomorphic features of the sub-watershed were extracted from the digital elevation model. Using factor analysis and cluster analysis, influential factors and variables were identified and sub-domains were classified and divided into homogeneous regions. In order to investigate the correlation between independent and dependent variables, the data normality test was performed by Shapiro-Wilk and Kolmogorov-Smirnov tests in SPSS software. The statistical multiple regression method was used to analyze the relationship between experimental model factors and geomorphic variables with sediment yield of each watershed. The results showed that the sediment yield had a positive correlation with geological factors, land use, upland erosion, river erosion and topography of the watershed and was significant (P≤ 0.001). The amount of observed sediment had a positive correlation with slope, circulatory ratio, rainfall, topography, and area of the watershed and was significant (P≤ 0.001). In order to influence the factors and variables on the amount of sediment in the sub-watersheds, the method of principal component analysis and cluster analysis were used. The results showed that the land use explained 25.24% of the variance of all research variables. Finally, the three factors of land use, upland erosion, and geology, and two parameters of circulatory ratio and slope were explained at 86%. Of the variance of all research variables.
Keywords: Geomorphic properties, Main components, Multivariate regression, Sediment -
آگاهی از میزان تقاضای آب برای سیاست گذاری آن در مدیریت شهری از اهمیت ویژه ای برخوردار است. پیش بینی تقاضای آب در آینده این امکان را برای مدیران فراهم می کند تا با توجه به محدودیت ها و بحران های پیش رو، تدابیر لازم را در خصوص تامین پایدار آب اتخاذ نمایند. هدف از این تحقیق مقایسه مدل رگرسیونی چندمتغیره و ARIMA برای پیش بینی میزان تقاضای آب در شهر مشهد است. در این تحقیق ابتدا متغیرهای اصلی موثر در تقاضای آب ازجمله متغیر بارندگی، دما و جمعیت تعیین و سپس نسبت به جمع آوری آمار و اطلاعات از سازمان های مربوطه اقدام و پس از بررسی صحت و همگنی داده ها، با کمک دو مدل رگرسیون چندمتغیره وARIMA میزان تقاضای آب برآورد شد. نتایج تحقیق نشان داد که برای آموزش داده ها مقادیر ضریب تعیین و ضریب نش به ترتیب 81/0 و 77/0 برای مدل رگرسیون چندمتغیره و 77/0 و 73/0 برای مدلARIMA بوده و همین ضرایب برای آموزش داده ها به ترتیب 86/0 و 87/0 برای مدل رگرسیون چندمتغیره و 79/0 و 73/0 برای مدل ARIMA است. لذا مدل رگرسیون چندمتغیره با توجه به بالابودن ضریب تبیین و همچنین قرار گرفتن در طبقه خیلی خوب ضریب نش از نظر عملکرد بهتری در پیش بینی برخوردار بوده و می تواند نسبت به مدل ARIMA به عنوان روش قابل قبول برای پیش بینی تقاضای آب مورد استفاده قرار گیرد.کلید واژگان: تقاضای آب، رگرسیون چندمتغیره، مدیریت شهری، ARIMAAwareness of water demand is of particular importance for its policy in urban management. Predicting water demand in the future will allow managers to take the necessary measures regarding sustainable water supply, given the constraints and crises ahead. The purpose of this study is to compare multivariate regression and ARIMA models to predict water demand in Mashhad. In this study, first, the main variables affecting water demand including rainfall, temperature, and population were determined and then the required data were collected from relevant organizations. After checking the accuracy and homogeneity of the data, water demand was estimated by two models of multivariate regression and ARIMA. The results showed that for data training, the determination coefficient and Nash coefficient were 0.81 and 0.77 respectively for the multivariate regression model and 0.77 and 0.73 for the ARIMA model, and the same coefficients for training data are respectively 0.86 and 0.87 for the multivariate regression model and 0.79 and 0.73 for the ARIMA model. Therefore, the multivariate regression model has a better performance in terms of prediction due to the high determination coefficient and being in the very good category of the Nash coefficient, and it can be used as an acceptable method for predicting water demand compared to the ARIMA model.Keywords: water demand, Multivariate regression, ARIMA, urban management
-
مقدمه و هدف
تمرکز صرف بر مشکلات در یک حوزه آبخیز می تواند منجر به غفلت از نقاط قوت و ظرفیت های موجود در آن شود. به عنوان یک رویکرد نوظهور، می توان از تفکر تاب آوری برای درک بهتر حوزه های آبخیز به عنوان سامانه های پیچیده و پویا بین مردم و طبیعت استفاده کرد و از طریق مدیریت کارآمد آبخیز، گذار به سمت یک آبخیز پایدار را تسهیل کرد. ازاین رو پژوهش حاضر، باهدف مدل سازی مفهومی تاب آوری حوزه آبخیز با استفاده از ابعاد کلیدی بوم شناختی، اجتماعی، اقتصادی و زیرساختی برنامه ریزی شده است.
مواد و روش هابرای این منظور ابتدا مفهوم سازی تاب آوری حوزه آبخیز با توجه به شرایط حاکم بر آن برای یک دوره زمانی هشت ساله منتهی به 1395 صورت گرفت. سپس اطلاعات و داده های معیارهای موثر در ابعاد مختلف تهیه و استخراج شد، به این ترتیب که برای بعد بوم شناختی از شاخص سلامت آبخیز و برای ابعاد اجتماعی، اقتصادی و زیرساختی به ترتیب 13، هشت و 13 معیار در نظر گرفته شد که داده های موردنیاز این بخش از طریق توزیع پرسشنامه جمع آوری شد. در ادامه معیارهای مزبور استانداردشده و وزن متناسب با اهمیت آن ها بر اساس روش تحلیل مولفه های اصلی تعیین شد. سپس معیارهای ابعاد مختلف ابتدا به صورت جداگانه و سپس تلفیق چهار بعد از طریق میانگین گیری هندسی انجام شده و تاب آوری کلی حوزه آبخیز شازند در مقیاس زیرآبخیز به دست آمد. در ادامه با تعیین سهم هر بعد، درنهایت نقشه تاب آوری آبخیز شازند پهنه بندی شد.
یافته هانتایج به دست آمده تغییرات الگوی زمانی و مکانی شاخص تاب آوری را در طول دوره مطالعه برای زیرآبخیزهای شازند نشان داد و مشخص شد که بیشترین مشارکت در شاخص تاب آوری آبخیز شازند به ترتیب در ابعاد اقتصادی، بوم شناختی، اجتماعی و زیرساختی است.
نتیجه گیریطبق نتایج پژوهش حاضر می توان اذعان نمود که مدیریت آبخیزها در مقابل مخاطرات نیاز به درک کامل از وضعیت و پویایی سامانه های اجتماعی و بوم شناختی در واکنش به تنش ها دارد. دراین ارتباط استفاده از رویکرد تاب آوری و تحلیل مولفه های موثر بر آن در مقیاس حوزه آبخیز می تواند یکی از راه کارهای موثر برای نیل به مدیریت جامع حوزه های آبخیز باشد.
کلید واژگان: تحلیل مولفه های اصلی، حوزه شازند، رگرسیون چندمتغیره، ظرفیت سازی، مدیریت جامع حوزهIntroduction and ObjectiveFocusing only on problems can lead to neglecting the strengths and capacities of a watershed. As an emerging approach, resilient thinking can be used to better understand watersheds as complex and dynamic systems between people and nature, and facilitate the transition to a more resilient watershed through efficient watershed management. Therefore, the present study is planned with the aim of conceptual modeling of watershed resilience using key dimensions of ecological, social, economic and infrastructure.
Materials and MethodsFor this purpose, first the conceptualization of watershed resilience was done according to the prevailing conditions for the period 2016-2017. Then, the information and data of effective criteria in different dimensions were prepared and extracted, so that for the ecological dimension used from the watershed health index and for social, economic and infrastructural dimensions, 13, 8 and 13 criteria, respectively, were considered. Then, the mentioned criteria were standardized and their weight was determined according to their importance based on the principal component analysis method. Then, the criteria of different dimensions were first combined separately using the geometric mean method and the resilience of each dimension was obtained.
ResultsThen, through multivariate regression, the effect of each dimension on the resilience of the Sharand Watershed was investigated and finally, the resilience map of the Sharand Watershed was obtained.
ConclusionAccording to the results of the present study, it can be acknowledged that watershed management in the face of risks requires a full understanding of the status and dynamics of social and ecological systems in response to stress. In this regard, using the approach of resilience and analysis of the affecting components in the watershed scale can be one of the effective ways to achieve integerated management of watersheds.
Keywords: Capacity building, Comprehensive watershed management, Multivariate regression, Principal component analysis, Shazand domain -
استان خراسان رضوی با آب وهوای خشک و نیمه خشک در برخی سال ها بیش از 70 رخداد گرد و غبار را ثبت کرده است. هدف از پژوهش حاضر، تحلیل اثرات تغییر اقلیم بر فراوانی رخدادهای گرد و غبار در 7 ایستگاه سینوپتیک از منطقه استراتژیک از کشور طی دوره آماری (1990 تا 2016) می باشد. بدین منظور ابتدا، تهیه، پردازش و روندیابی چهار عنصر مهم اقلیمی (بارندگی، دما، سرعت باد و فراوانی بادهای فرساینده) و تعداد روزهای گرد و غبار انجام گرفت. در ادامه، تخمین عددی اثرات با استفاده ازروش رگرسیون خطی چندگانه محقق شد. نتایج نشان داد روند رخدادهای گرد و غبار در سبزوار، سرخس و قوچان افزایشی معنادار و در راستای تغییرات فراوانی بادهای فرساینده و سرعت باد است. در همین بازه، روند تغییرات کاهشی گرد و غبار در ایستگاه مشهد هم راستا با تغییرات کاهشی سرعت باد است. نتایج حاصل از برقراری رگرسیون چند متغیره نشان داد بیشترین تاثیر تغییرات اقلیمی بر فراوانی رخدادهای گرد و غبار در شهرستان سرخس در مقیاس سالانه و فصلی مستقیم و معنی دار است. در این راستا اهمیت تثبیت خاک برای مقابله با گرد و غبار آشکار و نقاط اولویت دار به منظور کاهش اثر سرعت باد پیشنهاد می شود.
کلید واژگان: استان خراسان رضوی، پارامترهای اقلیمی، گرد و غبار، من-کندال، رگرسیون چندمتغیرهIntroductionClimatic components are the vital factors influencing the dust event. It was believed that changes in climate parameters play a crucial role in the occurrence of dust events. Former studies have shown that temperature, rainfall, and wind speed contribute to poor vegetation, providing requirements of dust events. Long-term dust data indicated that climate has a profound effect on dust events and the occurrence of dust storms compared to the desertification process (Zhang and Anastasio, 2003). Monitoring Iran’s meteorological data indicates changes in precipitation and temperature in the last two decades (Rezaei and Ghasemieh, 2019). Alterations in the amount and pattern of rainfall and rising temperature can initiate the changes that cause natural hazards, including dust storms. Hence, in the present study, the trend of changes in climatic parameters in Khorasan Razavi province has been investigated. Note that the climatic parameters are consisting of rainfall, average temperature, wind speed, and frequency of erosive winds.
Material and methodsAccording to the objectives of the present study, the monthly precipitation, temperature, and wind speed of seven synoptic stations including, Mashhad, Sabzevar, Sarakhs, Neishabour, Torbat Heydariyeh, Kashmar, and Quchan, were obtained from the meteorological organization of Khorasan Razavi from 1990 to 2016. Hourly dust codes also were extracted to detect the number of dusty days in the study period. The relationship between climatic parameters of precipitation, temperature, wind speed, and erosive wind frequency was inspected by the Pearson correlation coefficient for each station. Later, the trend of dust events and climatic parameters was analyzed using the Mann-Kendall trend test.
Results and discussionResults of dust codes indicated the local origin for the highest frequency of dusty days. Even though Sarakhs and Mashhad stations had the highest dusty days, Quchan and Kashmar had the lowest one in the study region. The Mann- Kendall test pointed out an increase in temperature for all study stations except Neishabour. Meanwhile, the precipitation had a downward trend in the Mashhad, Kashmar, Sabzevar, Torbat Heydariyeh, and Sarakhs stations and an increasing trend in the Neishabour and Quchan. Raising the frequency of the erosive wind in Quchan, Kashmar, Sabzevar, Sarakhs, and Neishabour stations during the study period could also be stated. In most of the stations (except Mashhad and Neishabour) upward tendency in the number of dusty days is consistent with other researchers such as Mehrshahiand Nekounam (2009) in Sabzevar, Boochani, and Fazeli (2011) in Ilam, Shahsavani et al. (2011) in Khuzestan stated. Hence, the decreasing tendency of dusty days in Mashhad and Neishabour is also in line with Rafiei et al. (2015) in Yazd, Semnan, Kashan, Ramsar, and several other stations. The falling trend of wind speed in Mashhad station can be reflected as the main reason for the reduction of dust events. In addition, the rising tendency of precipitation and possible decline of drought in Neishabour can be considered as the main reasons for the decrease in the number of dusty days. To understand the effect of climatic factors on the occurrence and intensification of dust events, the relationship between the number of dusty days and climatic parameters was determined. The results of correlation analysis between dust events and climatic parameters showed that the temperature directly affects the dust events in all stations except Mashhad. The positive correlation between temperature and dust events was stated in other studies (Bahrami et al., 2013; Amgalan et al., 2017). The correlation coefficient between dust event and precipitation showed a negative relationship between them which was significant at 95% level in Sarakhs station. Other studies (Ali et al., 2016; Broomandi et al., 2017; Amgalan et al., 2017) have also indicated the inverse effect of precipitation on dust events, which is following the findings of this study. The results of correlation analysis between the number of dusty days and wind speed and the frequency of erosive wind showed that the enormous influence on dust events is wind speed. While, at Neishabour station, there is a significant negative relationship between dust and wind speed. Indeed, the inverse relationship between dust and wind speed indicates that with increasing wind speed, the dust emission does not increase and another factor reduces the effect of wind speed. As Kimura (2012) reported the impact of vegetation on reducing the wind speed impact on the dust occurrence.
ConclusionIt was proven that the number of dusty days is in line with the variations of the climatic parameters. The decrease in rainfall, increase in temperature, and wind speed has been accompanied by an increase in dusty days in the region. In general, correlation analysis of dusty days and climatic parameters in Khorasan Razavi province indicated that wind speed and the frequency of erosive wind have considerable influence on dust events. However, the effect of wind speed on dust events at the Neishabour station reflected the significance of vegetation cover on reducing the transfer of soil particles.
Keywords: Climatic parameters, Dust, Khorasan Razavi Province, Mann – Kendall, Multivariate regression -
پدیده های فرسایش و رسوب دو پدیده اجتناب ناپذیر حوزه های آبخیز بوده که تابع عوامل پیچیده ای هستند. مشخص نمودن این عوامل و شناخت اثر آنها بر فرسایش و رسوب، به برنامه ریزی های بهتر برای کاهش خسارات ناشی از فرسایش و رسوب در یک حوضه کمک شایانی خواهد نمود. در این تحقیق برای مشخص کردن عوامل موثر بر رسوبدهی، حوزه آبخیز دریاچه ارومیه به عنوان حوضه مورد مطالعه انتخاب شد. پس از مشخص کردن 30 ویژگی موثر بر رسوبدهی زیرحوضه های منطقه مطالعاتی، شامل خصوصیات هیدرولوژیکی، فیزیوگرافیکی، ژیومرفولوژیکی، زمین شناسی و خاک، اقلیمی، کاربری اراضی و پوشش گیاهی به عنوان متغیرهای مستقل، مقادیر رسوب تولیدی در هر زیرحوضه نیز به عنوان متغیر وابسته مشخص گردید. با استفاده از روش های تجزیه و تحلیل عاملی، تحلیل مولفه های اصلی (PCA)، تحلیل خوشه ای و ایجاد رگرسیون چندمتغیره به روش گام به گام بین متغیرهای مستقل انتخابی و متغیر وابسته با استفاده از نرم افزار SPSS، مناسب ترین رابطه آماری بین رسوبدهی زیرحوضه ها و مشخصات حوزه آبخیز مطالعاتی به دست آمد. با توجه به مدل رگرسیونی انتخابی مشخص می-شود که مقدار رسوب دهی در حوزه آبخیز دریاچه ارومیه به پنج عامل مساحت اراضی کشاورزی (دیم، آبی و باغات)، مساحت زیرحوضه ها، مجموع مساحت سازندهای حساس به فرسایش و کواترنر، دبی متوسط سالیانه و ضریب فرم حوضه بستگی دارد که این پنج عامل 89 درصد تغییرات تولید رسوب زیرحوضه های انتخابی را کنترل می کنند. به طور کلی، عوامل موثر بر فرسایش و رسوب حوزه آبخیز دریاچه ارومیه را می توان به سه گروه عوامل انسانی و تغییر کاربری اراضی، زمین شناسی و فیزیوگرافی تقسیم بندی نمود.
کلید واژگان: مدل سازی، متغیرهای موثر، تحلیل خوشه ای، تجزیه مولفه های اصلی، رگرسیون چندمتغیرهErosion and sedimentation phenomena are two inevitable phenomena of watersheds that are subject to complex factors. Identifying these factors and recognizing their effect on erosion and sediment will help in better planning to reduce the damage caused by erosion and sediment in a basin. In this study, to determine the factors affecting sedimentation, the Urmia Lake watershed was selected as the study basin. After identifying 30 characteristics affecting the sedimentation of sub-basins of the study area, including hydrological, physiographic, geomorphological, geological and soil characteristics, climate, land use and vegetation as independent variables, the amount of sediment produced in each sub-basin. Was identified as a dependent variable. Using factor analysis, principal component analysis (PCA), cluster analysis and stepwise multivariate regression between selected independent variables and dependent variable using SPSS software Statistical relationship was obtained between sedimentation of sub-basins and watershed characteristics. According to the selected regression model, it is determined that the amount of sediment in the watershed of Lake Urmia to five factors of agricultural land area (rainfed, irrigated and orchards), the area of sub-basins, the total area of erosion and Quaternary structures, average discharge The annual and basin form factor depends on the fact that these five factors control 89% of the sediment production changes in the selected sub-basins, which is significant at the 5% confidence level. In general, the factors affecting erosion and sedimentation of the Urmia Lake watershed can be divided into three groups: human factors and land use change, geology and physiography.
Keywords: modeling, Effective variables, Cluster Analysis, Principal component analysis, multivariate regression -
تولید اولیه و سهم تولید هر یک از فرم های رویشی از مشخصه های کلیدی اکوسیستم های مرتعی می باشد. این مطالعه با هدف بررسی تاثیر تغییرات بارندگی و دما بر مقدار تولید کل و فرم های رویشی گندمیان ، علفی ها و بوته ای ها در مراتع سبلان انجام گرفت. برای تعیین تولید اولیه سالیانه (در مرحله گلدهی کامل)، گونه های مختلف گیاهی با استفاده از روش قطع و توزین در سطح پلات های یک متر مربعی در ارتفاعات مختلف در سطح 6 تیپ گیاهی (جمعا 216 پلات) اندازه گیری شدند. طبقات بارندگی و متغیرهای دمایی با استفاده از داده های ایستگاه های هواشناسی و گرادیان های مربوطه تعیین شد. سپس با توجه به موقعیت هر یک از پلات های نمونه برداری شده متغیرهای اقلیمی ذکر شده برای هر پلات استخراج شد. همبستگی بین فرم های رویشی و تولید کل با متغیرهای بارندگی و دما با استفاده از روش رگرسیون چندگانه خطی به روش توام (Enter) در نرم افزار SPSS16 تجزیه و تحلیل شد. نتایج نشان داد تولید فرم های رویشی گندمیان (01/0P<)، علفی ها (01/0P<) و بوته ای ها (01/0P<) رابطه معنی داری با عوامل اقلیمی دارد، اما بین تولید کل با عوامل اقلیمی انتخاب شده رابطه معنی داری مشاهده نشد. نتایج همچنین نشان داد تولید گندمیان بیشتر از دو فرم رویشی دیگر تحت تاثیر عوامل اقلیمی قرار دارند و در طبقات مختلف دارای اختلاف معنی دار می باشند. تولید علفی ها نیز بیشتر از بوته ای ها تحت تاثیر عوامل اقلیمی انتخاب شده قرار دارند. نتایج این تحقیق می تواند در محاسبات تولید اولیه مناطق کوهستانی، تعادل بین عرضه و تقاضای علوفه، زیست توده، سلامت اکوسیستم، تعادل بوم شناختی و تثبیت کربن مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: تولید، عوامل اقلیمی، فرم رویشی، رگرسیون چندگانه، مراتع کوهستانی، سبلان، استان اردبیلJournal of Rangeland, Volume:15 Issue: 4, 2022, PP 573 -588Primary production and the contribution of each of the life forms of rangeland ecosystems are key features. The purpose of this study was to determine the effect of rainfall and temperature changes on the amount of total production and life forms: grasses, forbs and shrubs in Sabalan,s rangelands. For determining of annual primary production (Full bloom stage), different species using one square meter plots by cutting and weighting method in different elevation was harvested in 6 plant types (totally 216 plots). Rainfall classes and temperature parameters were determined using the data of weather stations and derived relevant gradient. Then, climatic parameters for plots was derived by considering the position of sampling plots. Correlation between the life forms and total production with rainfall and temperature parameters were analyzed using multivariate regression method in SPSS16 software. Results show that, climatic parameters with the life forms production of grasses (P<0.01), forbs (P<0.01) and shrubs (P<0.01) have significant relationship, however there was no significant relationship between total production and selected climatic factors. Moreover, results show that the production of grasses are more affected by climatic factors in comparison with the other two life forms and have significant differences in different classes. Additionally, forbs production is more than shrubs affected by the selected climatic factors. The result of study can be used for the calculate primary production in mountain region, supply-demand balance of forage, biomass, health Ecosystem, Ecological balance and carbon sequestration.
Keywords: Production, Climatic factors, Life form, Multivariate regression, Grazing management, mountain rangeland, sabalan, Ardabil province -
بیشتر مطالعات درزمینه طوفان های گرد و غبار در استان های غربی- شرقی کشور متمرکز است و کم تر تحقیقاتی در سایر مناطق ایران صورت گرفته است. در این تحقیق برخی از دشت های جنوبی البرز؛ که دارای پتانسیل تولید گرد و غبار می باشند انتخاب شدند. داده های روزانه 18 ایستگاه هواشناسی با دوره آماری بلندمدت از 2008 تا 2017 و برای محاسبه شاخص های خشک سالی کشاورزی، از محصولات MOD13Q1 و MOD11A1 در همان دوره استفاده شد. شاخص بارش استانداردشده و شاخص بارش- تبخیر و تعرق استانداردشده محاسبه و از کدهای هواشناسی ساعتی گرد و غبار، شاخص تجربی طوفان گرد و غبار به دست آمد؛ سپس روابط بین شاخص های اقلیمی، پوشش گیاهی و شاخص تجربی طوفان گرد و غبار با استفاده از همبستگی پیرسون و روش آماری رگرسیون چند متغیره موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد بیش ترین فراوانی شاخص طوفان گرد و غبار طی 10 سال مربوط به ایستگاه امام خمینی با 5/30 و کم ترین آن طالقان با مقدار 05/0 است. تغییرات سال به سال شاخص گرد و غبار نشان می دهد در سال های ابتدایی بخش های مرکزی و جنوب شرقی منطقه به شدت تحت تاثیر طوفان های گرد و غبار بوده اما با کاهش ناگهانی روند طولانی مدت را به کاهشی تغییر داده است. بالاترین و پایین ترین همبستگی به ترتیب مربوط به سرعت باد و دما است، همبستگی منفی و قوی با شاخص TCI برقرار است. در مورد نتایج رگرسیون چند متغیره ماهیانه، در ماه های مختلف سال تا حدودی متغیر بوده، به گونه ای که در ماه های مختلف تاثیر عناصر اقلیمی و پوشش گیاهی تغییر می کند، به طورکلی سرعت باد، TCI و SPEI مهم ترین تاثیر را برافزایش طوفان های گرد و غبار می گذاردکلید واژگان: تصاویر MODIS، SPEI، شاخص طوفان گرد و غبار، NDVI، رگرسیون چند متغیرهMost of the studies on dust storms are concentrated in the western-eastern provinces of the country and less research has been done in other parts of Iran. In this research, some of the southern plains of Alborz; which have the potential to produce dust were selected. Daily data of 18 meteorological stations with long-term statistical period from 2008 to 2017 and to calculate the indicators of agricultural drought, MOD13Q1 and MOD11A1 products were used in the same period. Standardized precipitation index and standardized precipitation-evapotranspiration index were calculated and from the dust hourly meteorological codes, the experimental dust storm index was obtained. Then the relationships between climatic indices, vegetation and experimental index of dust storm were investigated using Pearson correlation and multivariate regression statistical method. The highest frequency of DSI index during 10 years is related to Imam Khomeini station with a value of 30.5 and the lowest is Taleghan station with 0.05. The Year-on-year changes in the dust index show that in the early years, the central and southeastern parts of the region were affected by dust storms, and sudden decrease had a significant effect on the results and reduced the long-term trend. The highest and the lowest correlation is respectively wind speed and Temperatur .Regarding the results of monthly multivariate regression, are somewhat variable in different months of the year, so that the effect of climatic elements and vegetation changes in different months, in general wind speed, TCI and SPEI have the most important effect on increasingKeywords: MODIS images, SPEI, dust storm index, NDVI, multivariate regression
-
دمای خاک به عنوان یک عنصر مهم و تاثیر گذار در رشد گیاهان مطرح است، که در ایستگاه های هواشناسی به صورت منظم و پیوسته اندازه گیری نمی شود، ازاین روی داده های دمای خاک با کمبود آماری مواجه است. دمای خاک در اعماق مختلف متفاوت و متاثر از دمای محیط بیرون و دیگر عوامل است. در این تحقیق سعی شده است تا دمای اعماق مختلف خاک رسی- شنی (5،10،20،30،50 و100 سانتی متری) را به کمک پارامترهای روزانه ی هواشناسی موجود در ایستگاه هواشناسی بندرعباس به روش رگرسیون چند متغیره و شبکه ی عصبی مصنوعی برای دوره آماری سال های 1372 تا 1396 مدل سازی شود. پس از محاسبه ی ضریب همبستگی بین دمای اعماق خاک با پارامترهای هواشناسی مشخص گردید، دمای خشک، مقدار تبخیر و دمای نقطه ی شبنم بیش ترین همبستگی را با دمای خاک در اعماق مختلف دارد. میزان قدر مطلق خطای محاسبه شده در روش رگرسیون بین /019 درجه (برای عمق 10 سانتی متری) و 1/88 درجه (برای عمق 100 سانتی متری) و در روش شبکه ی عصبی بین 1/17 و 1/85 درجه می باشد. بنابراین با توجه به ساده بودن رگرسیون چندمتغیره و عدم تفاوت زیاد با نتایج شبکه عصبی مصنوعی، از مدل فوق در مناطق مشابه برای پیش بینی دمای خاک می توان بهره برد.کلید واژگان: رگرسیون چندمتغیره، شبکه ی عصبی مصنوعی، دمای خاک، پارامترهای هواشناسی، مدل سازیSoil temperature is an important and influential parameter on plant growth that is not measured regularly and continuously at all weather stations. Thus, soil temperature data is lacking. Soil temperature differs in depth and is affected by ambient. The aim of this study is modeling soil temperature in the different depths (5, 40, 20, 30, 50 and 100 cm) and clay- sandy texture using meteorological factors, multivariate regression and artificial neural network in the Bandar Abbas synoptic station during 1993-2017. Result showed that the air temperature, pan evaporation and dew point have the highest correlation coefficient with soil temperature. The mean absolute error (MAE) is 1.09-1.88°C (from 10 to 100 cm of soil depth) in the multivariate regression model while it is 1.17-1.85 °C in the artificial neural networks. Thus, multivariate regression model is proposed due to the simplicity and the lack of significant difference with artificial neural network model. This model can be used in similar regions to predict soil temperature in different depth.Keywords: Multivariate regression, Artificial neural networks, Soil temperature, Meteorologicalfactors, Modeling
-
سیل از جمله بلایای طبیعی مهمی است که هر ساله باعث ایجاد خسارت های مالی و جانی شدیدی به جوامع بشری می شود. به ویژه در مناطقی همچون حوزه رودخانه مارون که دارای تغییرات زیاد دما و بارش است، همه ساله شاهد سیلاب های شدید و فراوانی هستیم. پژوهش حاضر با هدف شناخت پارامترهای اقلیمی موثر بر سیلاب منطقه، می تواند با کارآمدی شبکه عصبی مصنوعی، روش های مناسب تری را در پیش بینی این رخداد به کار ببندد. روش به کار رفته در این پژوهش جهت پیش بینی این فرایند، شبکه های عصبی پرسپترون چند لایه و توابع پایه شعاعی می باشد که نتایج این دو شبکه عصبی با رگرسیون چندگانه مقایسه گردیده است. بدین منظور داده های روزانه اقلیمی چهار ایستگاه ایدنک، دوگنبدان، دهدشت و یاسوج شامل میانگین دمای خشک، بیشینه دما، کمینه دما، تبخیر، بارش، میانگین رطوبت، کمینه رطوبت، بیشینه رطوبت و... طی یک دوره 16ساله (اول مهر 1373 تا آخر شهریور 1388) به کار گرفته شد. با بررسی همبستگی بین این پارامترهای اقلیمی و دبی رودخانه مارون پارامترهای موثر بر سیلاب تعیین گردید. از رگرسیون چندگانه جهت تعیین ورودی های موثر بر سیلاب و مقایسه نتایج با شبکه عصبی استفاده گردیده است. بررسی نتایج نشان می داد که شبکه عصبی پرسپترون چندلایه با الگوریتم آموزش پس انتشار خطا دارای همبستگی 73/0 در مرحله آموزش و 68/0 در مرحله آزمایش و میزان نرمال شده ریشه میانگین مربعات خطا (NRMSE) در مرحله آموزش 57/0 و در مرحله آزمایش 66/0 به عنوان بهترین مدل جهت پیش بینی سیلاب شناخته شد. مقایسه نتایج شبکه عصبی و رگرسیون نشان می داد که شبکه عصبی دارای میزان همبستگی بالاتری نسبت به رگرسیون می باشد و همچنین در شبکه عصبی داده های واقعی و داده های پیش بینی شده دارای انطباق بیشتری نسبت به مدل رگرسیون انجام شده می باشد.کلید واژگان: پارامترهای اقلیمی، پرسپترون چند لایه، حوزه آبریز، رادیال بیس، رگرسیون چند متغیرهFlood is a kind of natural disaster which causes financial damages and fatality for people. Every year, especially in areas like Maroon river basin which have changes in precipitation and temperatures, along with frequent and severe floods. This study aimed to identify the climatic parameters on flood area can be efficiently artificial neural network, better methods applied in anticipation of this event. The method used in this study to predict the process, multilayer perceptron neural network and radial basis that these two neural networks with multiple regression results were compared. Therefore, climatic daily data in 16 years cycle from four stations: Idnak, Dogonbadan, Dehdasht and yasouj (23 September 1994-22 September 2009) are used. By study of correlations between climatic parameters and discharge of Maroon river, effective parameters on flood are determined and multiple regression is used because of determination of effective entrance on flood and comparing the results with the neural network. Study of the results shows that multilayer Perceptron (MLP) along with training algorithm after flowing the error have 0.73 correlation in training process and in test process is 0.68 and also measure of NRMSE in training process is 0.57 and in test process is 0.66 that known as the best model for predicting storm water. Comparing the results of regression and neural network shows that neural network have a higher correlation than the regression, thus in neural network actual data and predicted data have more conformity than accomplished regression model.Keywords: Climatic Parameters, Catchment Basin, Multilayer Perceptron (MLP), Multivariate Regression, Radial Base
-
دستیابی به اطلاعات دقیق سیلاب و رسوب، به دلیل مشکلات اجرایی و فقدان ایستگاه های هیدرومتری و رسوب سنجی مناسب بسیار هزینه بر و مشکل می باشد. لذا تحقیق حاضر درصدد تعیین ارتباطات معنی دار بین پارامترهای فیزیکی حوزه گرماب و مولفه های مختلف سیلاب و رسوب می باشد. بدین منظور کلیه اطلاعات ورودی همچون متغیرهای مساحت و محیط حوزه ، ارتفاع حداکثر، حداقل و متوسط حوزه از سطح دریا، طول آبراهه اصلی، شیب آبراهه اصلی، شیب حوزه، ضریب شکل و تراکم زهکشی، فرسایش سالانه و فرسایش ویژه برحسب مترمکعب در کیلومتر مربع در سال و سیل با دوره بازگشت های 2، 5، 10، 25، 50 و 100 ساله به مترمکعب در ثانیه جمع آوری شد. سپس ارتباط بین هشت پارامتر برآورد شده سیلاب و رسوب و 10 پارامتر فیزیکی حوزه از طریق روش های تجزیه وتحلیل آماری رگرسیون چند متغیره و شبکه عصبی انجام پذیرفت. بررسی ورودی های موثر در روش رگرسیون چندمتغیره نشان داد که متغیرهای مساحت و شیب حوزه پارامترهای موثر در تولید سیلاب و متغیرهای مساحت، ارتفاع حداقل و متوسط حوزه و طول آبراهه اصلی پارامترهای موثر در تولید رسوب حوزه گرماب می باشند. همچنین شبکه تابع پایه شعاعی برای مقادیر پیش بینی شده فرسایش ویژه و شبکه پروسپترون چند لایه برای فرسایش تخمینی سالانه به ترتیب با حداکثر ضریب تبیین 0/98 و 0/99 و حداقل جذر میانگین مربعات خطایی برابر با 0/16 و 253/63 به عنوان کارآمدترین مدل انتخاب شد. اما برای مقادیر پیش بینی شده سیلاب با دوره بازگشت های 2، 5، 10، 25، 50 و 100 ساله، مدل رگرسیون چندمتغیره باتوجه به حداکثر ضریب تبیین، حداقل جذر میانگین مربعات خطا و قدر مطلق خطای نسبی به عنوان برترین مدل برگزیده شد.کلید واژگان: پروسپترون چندلایه، تابع پایه شعاعی، حوزه آبخیز گرماب، رگرسیون چند متغیره، شبکه عصبی مصنوعیAchieving the detailed information about flood and sediment, due to practical problems and the lack of hydrometric and sediment gaging stations is very costly and difficult. Therefore, the present research is sought to determine the significant relationships between the physical parameters of Garmab watershed and various components of flood and sediment. For this purpose, all input information such as area and perimeter of watershed, the watershed maximum, minimum and average altitudes of sea level, main stream length,main stream slope, watershed slope, form factor and drainage density variables, annual erosion and specia erosion (m3/km2/y) and flood with the return periods of 2, 5, 10, 25, 50 and 100 years (m3/s) collected. Then, the relationship between 8 estimated parameters of flood and sediment and 10 physical parameters of watershed performed using the multivariate regression analysis and neural network methods. The study of the effective inputs in the multivariate regression method showed that the area and slope variables of watershed are the effective parameters in flood production and the area, minimum and average height of watershed and the main stream length variables are the effective parameters in the sediment production at Garmab watershed. Also the radial basis function network (RBF) for the predicted values of specific erosion and multi-layer perceptron network (MLP) for the predicted values of the estimated annual erosion, respectively, with the maximum values in the coefficient of determination equal to 0.98 and 0.99 and the minimum values in the root mean squared error equal to 0.16 and 253.56, selected as the most efficient models. But for the predicted values of flood with the return periods of 2, 5, 10, 25, 50 and 100 years, the multivariate regression model according to the maximum value of the coefficient of determination, the minimum values in the root mean squared error and the absolute relative error, selected as the best model.Keywords: Artificial neural network, Garmab watershed, Multivariate regression, Multi-Layer perceptron, Radial basis function
-
زمین لغزش ها از مهمترین خطرات طبیعی هستند که نه تنها زندگی انسان را به خطر می اندازند، بلکه باعث ایجاد بار اقتصادی برای جامعه می شوند. با توجه به اهمیت تشخیص مناسب ترین روش برآورد صحیح خطر زمین لغزش، در این پژوهش میزان کارایی دو روش شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون چندمتغیره مقایسه شد. بدین منظور ابتدا با استفاده از عکس های هوایی، تصاویر ماهواره ای، نقشه های زمین شناسی و بررسی های میدانی نقشه پراکنش زمین لغزش ها تهیه شد. همچنین، با استفاده از بررسی های میدانی و مرور مطالعات انجام شده اقدام به بررسی و تعیین نه پارامتر موثر در رخداد زمین لغزش شامل لیتولوژی، کاربری اراضی، شیب، جهت شیب، ارتفاع، بارش، فاصله از گسل، فاصله از جاده و تراکم شبکه زه کشی شد. پس از تهیه لایه های اطلاعاتی با استفاده از GIS و وزن دهی به عوامل موثر، با استفاده از نقشه پراکنش زمین لغزش، اقدام به تهیه نقشه های پهنه بندی خطر زمین لغزش با استفاده از روش های شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون چند متغیره شده و نتایج مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به اینکه برای ارزیابی مدل نمی توان از همان لغزش هایی استفاده نمود که در پهنه بندی استفاده شده اند، لذا، از بین نقاط لغزشی، 70 درصد (140 عدد) برای اجرای مدل و 30 درصد (60 عدد) برای ارزیابی مدل ها مورد استفاده قرار گرفت. مقادیر شاخص های مجموع کیفیت (QS) و دقت (P) به ترتیب برای روش شبکه عصبی (0.15 و 0.08) و برای روش رگرسیون چند متغیره (0.14 و 0.05) بوده که این نتایج بیانگر تناسب بیشتر نتایج مدل شبکه عصبی در پهنه بندی منطقه مورد مطالعه می باشد. بدین ترتیب با انتخاب بهترین روش پهنه بندی، می توان به نقشه پهنه بندی خطر قابل اعتماد و نتایج مطلوب تری دست یافت.کلید واژگان: پهنه بندی، زمین لغزش، شبکه عصبی مصنوعی، رگرسیون چندمتغیره، حوضه ونکLandslides are major natural hazards which not only cause damages to human life but also provide economic losses on infrastructures. In order to determination of the most important method of estimation recognizing appropriate method to estimate landslide, in this research, the efficiency of two methods of landslide hazard zonation including methods of Artificial Neural Network and Multivariate regression were compared. Therefore, in this research, first, landslide inventory map was obtained using aerial photos interpretation, satellite images processing, geology maps review and field surveying. Also, the 9 important effective factors are in occurrence of landslide including lithology, land use, slope angle, slope aspect, elevation, precipitation, distance to fault, distance to road, density of drainage were determined using inspect of field and literature review. After producing of layers and weighting to effective factors using inventory map, landslide hazard zonation was made by Artificial Neural Network and Multivariate regression models. From 200 landslides identified, 140 (≈70%) locations were used for the landslide susceptibility maps, while the remaining 60 (≈30%) cases were used for the model validation. The quality sum (Qs) and precision (P) indices for Artificial Neural Network model are 0.15, 0.08 and for Multivariate regression model are 0.14, 0.05 respectively. This results show that artificial Neural Network is the better model in landslide hazard zonation in this area, therefore an accurate landslide hazard zonation map can be prepared by selecting and applying the proper method.Keywords: zonation, landslide, Artificial Neural Network method, Multivariate regression, Vanak Basin
-
تراز سطح آب زیرزمینی عاملی است که امکان قضاوت صحیح در مورد روند تغییرات آبخوان و مدیریت لازم در حوزه آبخیز را ایجاد می کند. در این تحقیق از اطلاعات ماهانه 18 چاه مشاهده ای در دشت شهرکرد طی سال های 1379 تا 1389 به منظور شبیه سازی و پیش بینی سطح آب زیرزمینی با مدل های رگرسیون خطی چند متغیره (MLR)، شبکه عصبی پرسپترون چند لایه (MLP) و دو مدل رگرسیونی ماشین بردار پشتیبان (SVR) با توابع کرنل پایه شعاعی (RBF) و خطی (Linear) استفاده شده است. با توجه به معیارهای خطای ضریب راندمان (NS) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، مدل MLP در 56 درصد و مدل SVR نیز در 44 درصد موارد عملکرد بهتری نسبت به نتایج کل سایر مدل ها داشته اند. به عنوان نمونه در چاه شماره 1 (بخش مرکزی دشت)، مدل SVR-RBF با ترکیب ورودی پارامترهای متشکل از تراز سطح آب زیرزمینی، دما، تبخیر و بارش بر سایر مدل ها برتری داشته است. همچنین مقایسه کلی نتایج دو روش SVR، حاکی از برتری تابع کرنل RBF بر حالت خطی بوده است. عملکرد کلی مدل های MLP، SVR-RBF و SVR-Linear برای معیار NS به ترتیب برابر با 703/0، 656/0 و 655/0 و در شاخص RMSE نیز به ترتیب برابر با 857/0، 905/0 و 914/0 متر به دست آمده است.کلید واژگان: پیش بینی سطح آب زیرزمینی، رگرسیون بردار پشتیبان، شبکه عصبی پرسپترون، رگرسیون چند متغیره، دشت شهرکردAccurate and reliable simulation and prediction of the groundwater level variation is significant and essential in water resources management of a basin. Models such as ANNs and Support Vector Regression (SVR) have proved to be effective in modeling nonlinear function with a greater degree of accuracy. In this respect, an attempt is made to predict monthly groundwater level fluctuations using Multivariate Linear Regression, Multi-Layer Perceptron neural network models and two SVRs with RBF and linear function. In the present study, monthly data (from 2000 to 2010) of 18 observational wells in Shahrekord Plain were used for simulating and predicting the groundwater level. Regarding to NS efficiency and RMSE criteria, MLP model in 56% and SVR in 44%, have the best performance in comparison with other models. For an instance, in well No. 1, SVR-RBF using input parameters of groundwater level, temperature, evaporation and precipitation is superior to other models. General efficiency of MLP, SVR-RBF, and SVR-Linear for NS criteria is 0.703, 0.656 and 0.655, respectively; and for RMSE criteria is 0.857, 0.905 and 0.914 meter, respectively. Results indicate that MLP and SVR models give better accuracy in predicting groundwater levels in the study area when compared to the linear model.Keywords: Groundwater level prediction, Multivariate regression, Perceptron neural network, Shahrekord Plain, Support Vector Regression
-
شناسایی عوامل موثر در وقوع زمین لغزش های موجود در یک حوزه و پهنه بندی خطر آن یکی از ابزارهای اساس جهت دستیابی به راه هکارهای کنترل این پدیده و انتخاب مناسب ترین و کاربردی ترین گزینه موثر می باشد. در این مطالعه مدل پیش بینی مکانی خطر زمین لغزش در حوزه آق مشهد چوب و کاغذ مازندران، بر پایه زمین لغزش های رخ داده در گذشته ارائه شد. این مدل براساس رگرسیون چند متغیره در محیط GIS، نقشه پهنه بندی خطر زمین لغزش را نشان می دهد. پس از بررسی های میدانی و مرور مطالعات در مناطق مشابه، نقشه 8 عامل ارتفاع از سطح دریا، شیب، جهت جغرافیایی، زمین شناسی، خاک شناسی، فاصله از آبراهه، فاصله از جاده و نقشه کاربری اراضی در محیط GIS تهیه گردید و نقشه زمین لغزش های موجود نیز از طریق عمیات میدانی با استفاده از دستگاه موقعیت یاب جهانی (GPS)، ثبت و در محیط GIS تهیه گردید. 8 لایه آماده شده در محیط GIS با لایه اطلاعاتی پراکنش زمین لغزش تطابق داده و نقشه پهنه بندی خطر زمین لغزش با مدل رگرسیون چند متغیره با به کارگیری تکنیک سیستم اطلاعات جغرافیایی و تلفیق لایه ها در محیط نرم افزارArc GIS 9.3 تهیه شد. مدل ارائه شده برای منطقه با نرم افزار SPSSنشان داد که فاصله از آبراهه بیشترین تاثیر را روی زمین لغزش های رخ داده داشته است. مزیت این مدل این است که امکان ارزیابی سریع مکان های وقوع زمین لغزش در یک منطقه وسیع امکان پذیر است. نتایج تحقیق نشان داد که بین اعداد و کلاسه های خطر این مدل با مساحت زمین لغزش های موجود همبستگی و ارتباط معنی داری در سطح یک درصد (P< 0.01) برقرار است.
کلید واژگان: زمین لغزش، پهنه بندی خطر، رگرسیون چند متغیره، حوزه آق مشهدIdentification of factors affecting on existing of landslide as well as its zonation in the given watershed is one of the basic tools for landslide control and selection of approach and effective solution as well. In this study landslide hazard mapping provided using previous landslide distribution and multivariate regression model in GIS environment in Aghmashhad. With reviewing previous resources and studying of Aghmashahd watershed, the eight factors of altitude, slope, aspect, geology, soil, land use, distance from river and distance from road were selected. With a field observation of the whole watershed, the local information and GPS were listed and landslide preparation map was prepared with stepwise multivariate regression in the statistical software SPSS. The distance from the river factor was selected as major factor affecting the landslide. The benefit of this model is to assess the expansive areas in short time. Research result showed that there is a significant correlation at the 0.01 level (P< 0.01) between potential hazard values, classes and current land slide area.Keywords: Landslide, Zonation, Multivariate Regression, Aghmashhad Watershed -
اندازه گیری و پایش درصد پوشش گیاهی در بسیاری از مطالعات زیست محیطی از اهمیت خاصی برخوردار است. با آنکه تکنیک های سنجش از دوری در اندازه گیری این پارامتر موفق نشان داده اند، ولی هنوز هم سنجش از راه دور این پارامتر در نواحی بیابانی با مشکلات خاصی روبرو می باشد. در این تحقیق سعی شده است، با اندازه گیری های میدانی درصد پوشش گیاهی در یک ناحیه بیابانی، رابطه بازتاب در باندهای مختلف سنجنده LISSIII، TM و درصد پوشش گیاهی مورد بررسی قرار گیرد. مطابق با یافته های این تحقیق در صورت خطی در نظر گرفتن این رابطه، درصد پوشش گیاهی تنها با باند مادون قرمز نزدیک آنهم در سطح 5 درصد دو طرفه رابطه معنی داری نشان می دهد. در حالیکه در صورت غیرخطی فرض کردن این رابطه، تمامی باندها با درصد پوشش گیاهی رابطه معنی داری در سطح 1 درصد نشان خواهد داد. همچنین با توجه به نتایج حاصله مشخص گردید در صورت استفاده از یک معادله رگرسیونی چند متغیره خطی، می توان این رابطه را در تمامی سطوح معنی دار نمود و تا اندازه ی زیادی دقت مدل پیش بینی را بهبود بخشید. حتی مشاهده گردید با تغییر در نوع مدل رگرسیونی مورد استفاده و تبدیل آن به یک مدل رگرسیونی چند متغیره غیر خطی، می توان ضریب تعیین و ضریب همبستگی میان برآوردهای حاصله و اندازه گیری های میدانی درصد پوشش گیاهی را به طور محسوسی افزایش داد، به گونه ای که در این تحقیق در بهترین حالت ضریب همبستگی 917/0 و ضریب تعیین 841/0 میان برآوردهای پوشش گیاهی و مقادیر اندازه گیری شده آن بدست آمد. بر اساس نتایج حاصله در این تحقیق برای افزایش دقت مدلسازی و غیر خطی نمودن رابطه درصد پوشش گیاهی و بازتاب در باندهای ماهواره ای بهترین روش استفاده از شبکه عصبی مصنوعی می باشد. در این تحقیق با ورود داده ها در ساختار شبکه عصبی در دقت مدل سازی بهبود قابل ملاحظه ای ایجاد شد به گونه ای که ضریب تعیین در بهترین حالت حتی از 9/0 هم عبور کرد. همچنین بر اساس یکصد تکرار مدلسازی شبکه عصبی در این پژوهش می توانیم اشاره نماییم مدل شبکه عصبی با تابع شعاعی محور توان بهتری از شبکه عصبی با حسگر چند لایه ای در تعیین درصد پوشش گیاهی مناطق خشک به کمک تصاویر ماهواره ای دارد.کلید واژگان: درصد پوشش گیاهی، سنجش از دور، رگرسیون چند متغیره، LISSIII، TM، شبکه عصبی مصنوعیMeasurement and monitoring of vegetation cover fraction is very important in many environmental studies. Although remote sensing techniques have shown successful to estimate the parameter, but still remote sensed measurements of it encounter to special problems in desert areas. In this research has tried, the relationship between reflections in the different bands of LISSIII and TM sensors and percentage of vegetation cover be investigated using field measurements of vegetation cover fraction in a desert area. Accordance with the findings of this research, if we consider the relationship linear, only correlation between the percentage of vegetation and the near-infrared band has shown significant at the 0.05 level (2-tailed). While if we consider it nonlinear, correlation between reflections of all bands and the percentage of vegetation cover have shown significant at the 0.01 level (2-tailed). Also according to the results was determined using a linear multivariate regression equation and using all the bands, it is possible to make the relationship significant at all levels and to improve accuracy of estimations of the model. Even was observed with the change in the type of used regression model and covert it to a non-linear multivariate regression model, it is possible to improve the correlation coefficient and the coefficient of determination between the observed and estimated vegetation cover percentage significantly, In a way that correlation coefficient and the coefficient of determination between the observed and estimated vegetation cover percentage at best condition is calculated 0.917 and 0.841 respectively. Based on the results obtained in this study to increase the accuracy of modeling the nonlinear relationship between percent vegetation cover and the band satellite reflections using artificial neural network is the best way. In this research using artificial neural networks increase the accuracy of modeling significantly, so that the the coefficient of determination was passed 0.9 at best. Also based on neural network modeling hundred repetitions of this research can be refer to a neural network with radial function has better accuracy of modeling than multi-layered neural network to determine the percentage of vegetation using satellite data in drylands.Keywords: Vegetation cover percentage, remote sensing, Multivariate regression, LISSIII. TM, Artificial Neural
-
شناخت نواحی مستعد وقوع زمین لغزش یکی از اقدامات اولیه در مدیریت منابع طبیعی و برنامه ریزی های توسعه ای و عمرانی است. با توجه به اهمیت تشخیص مناسب ترین روش برآورد صحیح خطر زمین لغزش، در این تحقیق میزان کارایی دو روش پهنه بندی خطر زمین لغزش شامل روش مورا و وارسون و روش رگرسیون چند متغیره مقایسه گردید. بدین منظور ابتدا محدوده های لغزشی با استفاده از عکسهای هوائی با مقیاس 1:20000 و 1:50000 و برداشت های صحرایی صورت گرفته توسط GPS در محیط نرم افزاری ARCGIS ترسیم گردید. در این تحقیق، به منظور پهنه بندی خطر زمین لغزش منطقه ی مورد مطالعه با کاربرد روش های مورا و وارسون و رگرسیون چندمتغیره، اقدام به تهیه ی لایه های اطلاعاتی موثر در هر روش و سپس اقدام به وزن دهی لایه ها و پهنه بندی منطقه ی تحقیق گردید. ارزیابی نتایج حاصل از مدل های پهنه بندی خطر زمین لغزش با بهره گیری از نمایه جمع کیفی (Qs) و معیار ضریب همبستگی، حکایت از تناسب بیشتر نتایج مدل رگرسیون چندمتغیره در پهنه بندی خطر زمین لغزش منطقه مورد مطالعه دارد. بر این اساس منطقه ی مورد مطالعه مشتمل بر شش طبقه خطر زمین لغزش می باشد. بدین ترتیب با انتخاب بهترین روش پهنه بندی، می توان برای مدیریت پهنه های آبخیز و مقابله با خطر زمین لغزش با صرف هزینه و زمان کمتر به نتایج مطلوب تری دست یافت.
کلید واژگان: زمین لغزش، روش مورا و وارسون، رگرسیون چند متغیره، حوزه آبخیز کنIdentifying areas with different potential to landslide occurrence is one of the primitive actions in natural resources management. In view of importance of recognizing appropriate method to estimate landslide, in this research, the efficiency of two methods of landslide hazard zonation including methods of Mora and Varson and Multivariate regression were compared. In this research, first, layer of landslide was created in Arc GIS using aerial photographs with scales of 1:20000 and 1:50000, field monitoring and GPS. To zone landslide hazard in research area using methods of Mora and Varson and Multivariate regression, efficient layers for each method were created. After creating and weighting each layer, research area zonation to be done. Assessment of results of different models using quality sum index (Qs) and correlation coefficient shows that Multivariate regression is the best model in zonation of research area from the view point of the landslide hazard. According to the Multivariate regression, research area was separated to six classes of landslide hazard. Therefore we can manage the basins and fighting with landslide hazard by less cost and time By selecting the best method.
Keywords: Landslide, Mora, Varson s method, Multivariate regression, Kan Watershed -
راهکار مناسب برای پیش بینی سیلاب ها بهره گیری از آمار دبی بیشینه لحظه ای ایستگاه های هیدرومتری در هر منطقه می باشد ولی به دلیل نبود این ایستگاه ها و یا آمار ناقص و کوتاه مدت در بیشتر مناطق کشور می بایست با بهره گیری از روش هایی، نسبت به برآورد مناسب دبی سیلابی در آن مناطق اقدام نمود. یکی از این راهکارها روش های تحلیل منطقه ای سیلاب می باشد که در یک منطقه با بهره گیری از آمار دبی های قابل دید نقطه ای، روابط منطقه ای سیل را ارائه میکند. این روش این امکان را می دهد تا در مناطق همانند و همگن از نظر هیدرولوژیکی ولی بدون ایستگاه های اندازه گیری، دبی سیلابی با دوره بازگشت های مختلف را با دقت مناسب برآورد نماییم. در این تحقیق سه روش تحلیل منطقه ای شامل سیل شاخص، رگرسیون چندمتغیره و هیبرید در 20 حوزه قابل دید در منطقه البرز مرکزی پس از در نظر گرفتن فرضیه ها و محدودیت های آن بررسی شد و نتایج آن با دبی های سیلابی قابل دید با بهره گیری از آزمون مجذور میانگین مربع خطاها (RMSE) و میانگین انحراف خطاها (MBE) مقایسه شد. بررسی ها نشان می دهد روابط برقرار شده در مناطق همگن به مراتب دارای خطای کمتری نسبت به مناطق همگن بندی نشده است. با توجه به در نظر گرفتن فرضیه ها و اعتبار سنجی، مدل رگرسیون چندمتغیره مناسب تشخیص داده نشد و در نهایت مشخص شد روش سیل شاخص با تفاوتی جزیی در همه دوره های بازگشت نسبت به روش هیبرید دارای دقت بیشتری در کل منطقه مورد بررسی می باشد.
کلید واژگان: رگرسیون چندمتغیره، البرز مرکزی، تحلیل منطقه ای سیلاب، سیل شاخص، هیبریدOne of the most appropriate approaches for flood forecasting is using peak discharge data of hydrometric stations in each region. However, lack of such stations or short duration of data in most parts of the country, make it necessary to use some alternative methods in order to estimate the flood discharge properly. One of these approaches is regional flood analysis method that in a region using observation discharge data in separate points, it calculates relevant regional flood models. These approaches give us possibility at a region without gauging station with similar and homogenous hydrological condition to estimate flood discharge for different return periods with acceptable accuracy. In this research three methods of regional flood analysis including index flood, multivariate regression and hybrid method were considered in 20 watersheds of central Alborz region. After taking into account, the hypothesis and limitations of each method, the results were compared with observed flood discharges using RMSE and MBE. Considering the hypothesis and validation of multiple regression model indicated it is not appropriate. Finally Index Flood method in return periods of 2, 5 and 10 years and hybrid method in return periods of 50 and 100 years proved higher accuracy in the whole region and no difference between these two methods in return period of 25 were shown.Keywords: Hybrid method, Multivariate regression, Central Alborz, Index flood, Regional flood analysis
- 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.