ارزیابی سه روش داده‌کاوی برای تخمین تبخیرتعرق مرجع در استان زنجان

نویسندگان

1 گروه خاکشناسی دانشکده کشاورزی دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 استادیار، بخش آبیاری و فیزیک خاک، موسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

3 محقق، بخش آبیاری و فیزیک خاک، موسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

4 دانشیار بخش آبیاری و فیزیک خاک، مؤسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

doi
10.22059/ijswr.2023.352890.669419
چکیده

تبخیرتعرق مرجع (ET0) یک متغیر هیدرولوژیکی پیچیده است که براساس متغیرهای هواشناسی مختلف که بر تعادل آب و انرژی تأثیر می‌گذارند، تعریف می‌شود. به‌‌طور معمولET0  با روش‌‌های تجربی مختلف برمبنای داده‌‌های اقلیمی دقیق محاسبه می‌‌شود. هدف از این مطالعه ارزیابی روش‌های مختلف داده کاوی که شامل شبکه‌های عصبی مصنوعی (ANNs)، جنگل تصادفی (RF) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) می‌‌باشد جهت تخمین ET0 با حداقل ورودی‌های هواشناسی است. در این مطالعه، مدل FAO-56 Penman-Monteith (FPM) به‌‌عنوان مدل استاندارد در نظر گرفته شد. داده‌‌های هواشناسی استفاده شده در این پژوهش از 13 ایستگاه استان زنجان در دوره زمانه ده ساله (1399-1389) می‌‌باشد. نتایج نشان داد که روشANNs  بهتر از دو روش SVM و RF عمل کرد. میانگین مقادیر آماره-های RMSE، EF  و NRMSE برای روش ANNs در هر دو مرحله آموزش و آزمون برابر و به‌‌ترتیب برابر است با 49/0، 94/0 و 14/0 به دست آمد. مقادیر میانگین آماره‌‌های مذکور برای روش RF در مرحله آموزش برابر با 49/0، 94/0 و 14/0 و در مرحله آزمون برابر با 52/0، 94/0 و 15/0 بود. همچنین مقادیر میانگین این آماره‌‌ها برای روشSVM  در هر دو مرحله آموزش و آزمون برابر و به‌‌ترتیب برابر است با 52/0، 94/0 و 15/0 شد. بیش از 92 درصد (12 ایستگاه) نتایج بدست آمده از دو روش ANNs و RF نشان دادند که میانگین دما مهم‌‌ترین و موثرترین پارامتر در تخمین  ET0می‌‌باشد. همچنین بیش از 84 درصد (11 ایستگاه) نتایج نشان دادند که ساعت آفتابی دومین ورودی مهم و موثر در در تخمین  ET0می‌‌باشد. بنابراین می‌‌توان عملکرد عالی را با استفاده از چهار متغیرهواشناسی (میانگین دما، میانگین رطوبت نسبی، سرعت باد و ساعت آفتابی) به‌‌عنوان ورودی با روش‌‌های ANNs، RF  و SVM به‌‌دست آورد. نتایچ پژوهش حاضر می‌‌تواند به تخمین ET0 برای مناطقی که مدیریت آب کشاورزی در آنجا ضروری می‌‌باشد، کمک کند.