شناسایی ویژگی‌های مؤثر بر هزینه سامانه‌های آبیاری قطره‌ای با استفاده از روش‌های انتخاب ویژگی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

2 استادیار گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 استاد، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

doi
10.22092/jwra.2023.360821.961
چکیده

این پژوهش با هدف انتخاب ویژگی­های مهم برای مدل‌سازی هزینه سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار با استفاده از داده‌های 515 پروژه آبیاری قطره­ای در چهار بخش شامل هزینه ایستگاه پمپاژ و سامانه کنترل مرکزی (TCP)، هزینه لوازم داخل مزرعه (TCF)، هزینه نصب و اجرای داخل مزرعه و ایستگاه پمپاژ (TCI) و هزینه کل (TCT) انجام شد. در مرحله اول بانک اطلاعاتی شامل 39 متغیر تأثیرگذار در هزینه بخش­های یادشده، تهیه و قیمت تمام پروژه‌ها (1385 تا 1398) برای سال پایه 1400 به‌روزرسانی شد. سپس انتخاب ویژگی با الگوریتم­های مختلف در محیط MATLAB و در دو بخش شامل (1) کل ویژگی‌ها (ویژگی­های قبل از طراحی و ویژگی­های بعد از آن شامل 39 ویژگی) و (2) ویژگی‌های قبل از مرحله طراحی (شامل 18 ویژگی) انجام شد. نتایج انتخاب ویژگی نشان داد که مقادیر RMSE و R2 برای بخش کل ویژگی‌ها به‌ترتیب برابر با 0/007 و 0/92 و برای بخش ویژگی­های قبل از طرحی به‌ترتیب برابر 0/003 و 0/89 است. از بین الگوریتم­های مختلف برای انتخاب ویژگی، ماشین بردار پشتیبان (SVM) و الگوریتم‌های بهینه‌سازی (Wrapper) به‌ترتیب عنوان بهترین یادگیرنده و روش انتخاب ویژگی شناسایی شدند. نتایج معیارهای ارزیابی نشان داد که دو الگوریتم LCA و FOA برآورد مناسبی را به دست دادند و معیار خطای آن در بخش کل ویژگی‌ها به‌ترتیب 0/0020و 0/0018 و همبستگی آن 0/94 و 0/94 به دست آمد. در بخش ویژگی‌های قبل از طراحی نیز این معیارها به‌ترتیب 0/0006 و 0/95 برای هر دو الگوریتم بود. در نهایت در بخش کل ویژگی‌ها، 10 مورد از 39 ویژگی و در بخش ویژگی‌های قبل از طراحی، 8 مورد از 18 ویژگی به‌عنوان مؤثرترین ویژگی­ها انتخاب شد. نتایج انتخاب مؤثرترین ویژگی‌ها که بر هزینه بخش‌های مختلف سامانه آبیاری قطره‌ای اثرگذارند، می­تواند مدل‌سازی هزینه سامانه‌ها را ساده­تر و سریع‌تر کرده و ضمن کاربرد در کارهای پژوهشی، در عمل نیز برآورد و مدیریت هزینه‌ها را قبل از طراحی و اجرای این طرح­ها ممکن کند.