ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تأثير إضافة معامل الزمن على أداء الشبكة العصبية الاصطناعية في تقدير التّبخر اليومي في المنطقة الجبلية من الساحل السوري

The Effect Of Adding Time Factor On The Artificial Neural Network Performance In Estimating Daily Evaporation In Mountainous Region From Syrian Coast

1453   0   98   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2016
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

تهدف هذه الدراسة إلى بناء أنموذج رياضي لتقدير التبخر من المنطقة الجبلية من الساحل السوري، باستخدام الشبكة العصبية الصنعيَّة و ذلك اعتماداً على أربعة بارمترات جوية، و هي درجة الحرارة، الرطوبة النسبية، سرعة الرياح و السطوع الشمسي، و من ثم دراسة تأثير إضافة معامل الزمن على تقدير التبخر. بني الأنموذج الرياضي باستخدام Neural Fitting Tool إحدى أدوات الماتلاب، و قد اعتمد على البيانات اليومية للبارامترات المذكورة في منطقة الدراسة بالإضافة إلى معامل الزمن، كما استُخدِمت بيانات التبخر اليومي المقيسة بوساطة حوض التبخر الأميركي صنف A كمخرجات مأمولة لغرض التحقق من صحة أداء الشبكة. و تظهر النتائج تفوق الشبكة المضاف لها معامل الزمن حيث بلغ معامل الارتباط فيها لمجموعة التحقق 0.8919 و متوسط مربع الخطأ 0.02166 بينما كانت قيمة معامل الارتباط للشبكة المستخدمة للتنبؤ بقيمة التبخر اعتماداً على المعطيات المناخية بدون إدخال معامل الزمن 0.8324 و متوسط مربع الخطأ 0.0327.


ملخص البحث
تلعب عملية التبخر دورًا حيويًا في الدورة الهيدرولوجية والتوازن المائي، حيث تعتبر تقدير كمية المياه المتبخرة من أهم المسائل في الدراسات الهيدرولوجية الحديثة. تهدف هذه الدراسة إلى بناء نموذج رياضي لتقدير التبخر اليومي في المنطقة الجبلية من الساحل السوري باستخدام الشبكة العصبية الاصطناعية. اعتمدت الدراسة على أربعة بارامترات جوية: درجة الحرارة، الرطوبة النسبية، سرعة الرياح، وساعات السطوع الشمسي، بالإضافة إلى معامل الزمن. استخدمت أداة Neural Fitting Tool من برنامج الماتلاب لبناء النموذج الرياضي، وتم التحقق من صحة أداء الشبكة باستخدام بيانات التبخر اليومية المقيسة بواسطة حوض التبخر الأمريكي صنف A. أظهرت النتائج تفوق الشبكة المضاف لها معامل الزمن، حيث بلغ معامل الارتباط لمجموعة التحقق 0.8919 ومتوسط مربع الخطأ 0.02166، مقارنة بمعامل الارتباط 0.8324 ومتوسط مربع الخطأ 0.0327 للشبكة بدون معامل الزمن. توصي الدراسة بتوسيع استخدام الشبكات العصبية لدراسة مسائل متنوعة تتعلق بالإدارة الكفوءة للموارد المائية في سوريا.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تقدم هذه الدراسة إسهامًا مهمًا في مجال تقدير التبخر باستخدام الشبكات العصبية الاصطناعية، وتحديدًا في المنطقة الجبلية من الساحل السوري. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض النقد البناء للدراسة. أولاً، قد يكون من المفيد تضمين المزيد من العوامل المناخية التي يمكن أن تؤثر على التبخر، مثل الضغط الجوي والتربة. ثانيًا، يمكن تحسين النموذج من خلال استخدام تقنيات تعلم الآلة الأخرى مثل الشبكات العصبية التلافيفية أو الشبكات العصبية المتكررة. أخيرًا، قد يكون من المفيد إجراء تجارب إضافية في مناطق جغرافية مختلفة للتحقق من عمومية النموذج وفعاليته في تقدير التبخر في بيئات متنوعة.
أسئلة حول البحث
  1. ما هو الهدف الرئيسي من هذه الدراسة؟

    الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو بناء نموذج رياضي لتقدير التبخر اليومي في المنطقة الجبلية من الساحل السوري باستخدام الشبكة العصبية الاصطناعية ودراسة تأثير إضافة معامل الزمن على تقدير التبخر.

  2. ما هي البارامترات الجوية التي اعتمدت عليها الدراسة؟

    اعتمدت الدراسة على أربعة بارامترات جوية: درجة الحرارة، الرطوبة النسبية، سرعة الرياح، وساعات السطوع الشمسي، بالإضافة إلى معامل الزمن.

  3. ما هي أداة البرمجيات المستخدمة في بناء النموذج الرياضي؟

    استخدمت أداة Neural Fitting Tool من برنامج الماتلاب لبناء النموذج الرياضي.

  4. ما هي النتائج الرئيسية التي توصلت إليها الدراسة؟

    أظهرت النتائج تفوق الشبكة المضاف لها معامل الزمن، حيث بلغ معامل الارتباط لمجموعة التحقق 0.8919 ومتوسط مربع الخطأ 0.02166، مقارنة بمعامل الارتباط 0.8324 ومتوسط مربع الخطأ 0.0327 للشبكة بدون معامل الزمن.


المراجع المستخدمة
Jadeja, V, Artificial neural network estimation of Reference Evapotranspiration from pan evaporation in a semi-arid environment. National Conference on Recent Trends in Engineering & Technology, 13-14 May 2011
Kumar,P. et al, Evaporation Estimation Using Artificial Neural Networks and Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System Techniques , Pakistan Journal of Meteorology, Vol. 8, Issue 16: Jan 2012, 81-88
SAMMEN, S. Forecasting of evaporation from Hemeren reservoir by using artificial neural networks. College of Engineering, Diyala University, Iraq. 2012
قيم البحث

اقرأ أيضاً

يشكّل التبخر أحد عناصر الدورة الهيدرولوجية، الذي يصعب قياس كمياته الفعلية في الشروط الحقلية، لذلك يجري تقديره اعتماداً على الحسابات بعلاقات تجريبية تعتمد على بيانات عناصر المناخ. يهدف البحث إلى بناء أنموذج رياضي لتقدير التبخر الشهري في المنطقة السهلي ة من الساحل السوري، و ذلك باستخدام الشبكات العصبية الصنعيَّة اعتماداً على درجة الحرارة فقط. و إجراء دراسة مقارنة بين نتائج أنموذج الشبكة و نتائج نماذج أخرى معروفة. بُني الأنموذج الرياضي باستخدام NN-tool box إحدى أدوات MATLAB حيث شكلت شبكة عصبية صنعيَّة متعددة الطبقات لخوارزمية الانتشار العكسي للخطأ، و حُددت خوارزمية التعلم الملائمة، و عدد الطبقات الخفية المستخدمة، بالإضافةً إلى عدد العصبونات و نوع دوال التفعيل المستخدمة في كل طبقة. و قد أظهرت النتائج أن الشبكة العصبية الصنعيَّة ذات الهيكلية (1-9-1) تعطي أقل قيمة لمربع متوسط الخطأ لمجموعة التحقق و يساوي 0.0032، مع استخدام دالتي التفعيل Logsigmoid و Linear على الترتيب في الطبقة الخفية و طبقة الإخراج. كما طُوِّر أنموذج المحاكاة للنتائج المستحصلة من الشبكة العصبية الصنعيَّة المقترحة مع نماذج أخرى مثل معادلة إيفانوف و ذلك باستخدام تقانة (Simulink). تبين أن الشبكة العصبية الصنعيَّة المعتمدة على درجة الحرارة فقط تعطي نتائج أكثر دقة من معادلة إيفانوف في تقدير التبخر.
تعتبر الأمطار من الظواهر غير الخطية المعقدة، و التي تتطلب النمذجة الرياضية غير الخطية لغرض التنبؤ بها. هذه الدراسة تقارن أداء التنبؤ بالأمطار ليوم مقدماً، حيث وضعت اثنين من نماذج الشبكات العصبونية (ذات التغذية الأمامية) للتنبؤ بأمطار يومية متتالية لثلاثة أشهر (كانون الأول، كانون الثاني، شباط) و هذه النماذج هي: نموذج الشبكات العصبية الاصطناعية التقليدية (ANN) و نموذج عصبوني مع تقنية التحويل المويجي وفق (wavelet- neural) طريقتين مختلفتين لبناء النماذج و باستخدام نوعين من المويجات من عائلة دوبغنز (db2, db5) و من أجل المقارنة بين أداء النماذج في قدرتها على التنبؤ بالأمطار على المدى القصير (ليوم و يومين و ثلاثة أيام مقدماً) للأشهر الأخيرة من فترة الدراسة، فقد استخدمت بعض المعايير الإحصائية، التي اشتملت على جذر متوسط مربعات الأخطاء (RMSE) و معامل الارتباط (R).
تعد دراسة استقرار المنشآت البحرية من المواضيع الهامة جداً و ذلك لأنها تتضمن الأخذ بعين الاعتبار الكثير من البارامترات من أجل الوصول إلى التصميم الهندسي الآمن و الاقتصادي لمثل هذه المنشآت. تتضمن الدراسة الحالية تقنية شبكة عصبية اصطناعية لتوقع عدد الا ستقرار للمكاسر الركامية, حيث تم بناء شبكة عصبية اعتماداً على البارامترات المؤثرة على استقرار المكسر, و من ثم استخدمت خوارزمية الانتشار العكسي للخطأ في تدريب الشبكة. تبين نتيجة الدراسة أن هناك ارتباطاً كبيراً بين القيم المحسوبة من الشبكة و القيم المأمولة (المحسوبة من علاقة van der meer) حيث بلغ معامل الارتباط 0.88.
يشكّل التبخر-نتح أحد عناصر الدورة الهيدرولوجية، الذي يصعب قياس كمياته الفعلية في الشروط الحقلية، لذلك يجري تقديره انطلاقاً من علاقات تجريبية تعتمد على بيانات عناصر المناخ، و تتضمن تلك التقديرات أخطاء متنوّعة بسبب عمليات التقريب. و يهدف البحث إلى تقدي ر دقيق لكمية التبخر الشهري في منطقة صافيتا, و يعتمد البحث على تقانة الشبكة العصبية الصنعية، حيث بُني الأنموذج الرياضي باستخدام Neural Fitting Tool (nftool) إحدى أدوات الماتلاب، و اعتمد الأنموذج على البيانات الشهرية لدرجة حرارة الهواء و الرطوبة النسبية في محطة صافيتا، كما استُخدِمت بيانات التبخر الشهري من حوض التبخر الأميركي صنف A لغرض التحقق من صحة أداء الشبكة، بعد تحويل الأنموذج إلى شكل قالب جاهز باستخدام تقانة Simulink المتاحة في حزمة برمجيات الماتلاب. أثبتت نتائج الدراسة أنَّ الشبكة العصبية الصنعيَّة متعددة الطبقات، و ذات الانتشار العكسي للخطأ تعطي نتائج جيدة في تقويم التبخر الشهري، اعتماداً على مجموعة البيانات المستخدَمة.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا