نویززدایی و پیش بینی سری زمانی بر پایه الگوریتم موجک و نظریه آشوب (مطالعه موردی: شاخص پایش خشکسالی SPI شهر تبریز)
- سال انتشار: 1391
- محل انتشار: فصلنامه تحقیقات منابع آب ایران، دوره: 8، شماره: 3
- کد COI اختصاصی: JR_IWRR-8-3_002
- زبان مقاله: فارسی
- تعداد مشاهده: 178
نویسندگان
استاد / دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
استاد / دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
کارشناس ارشد / سازه های دریایی، دانشکده عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
دانشجوی دکتری/ مهندسی آب، دانشکده عمران، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
دانشجوی کارشناس ارشد / مهندسی برق، دانشکده برق و کامپیوتر، دانشگاه تهران، تهران، ایران
چکیده
عملکرد پدیده های طبیعی در نگاه اول معمولا تصادفی به نظر می رسد، لیکن با تغییر مقیاس و حذف نویز می توانند به نوعی نظم دست یابند و امکان پیش بینی آن ها در آینده فراهم گردد. این ایده پایه اصلی نظریه آشوب (۱chaos) می باشد که به مطالعه رفتار ناپایدار و غیر پریودیک در سیستم های دینامیکی غیرخطی نوسانی می پردازد. خشکسالی از مهم ترین بلایای طبیعی است و طراحی سیستم های پایش آن به منظور مدیریت بهتر منابع آب از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. از میان شاخص های پالایش، شاخص بارندگی استاندارد (۲SPI) در حال حاضر در دنیا به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. از آن جا که سری زمانی این شاخص ماهیت دینامیکی دارد، نظریه آشوب می تواند نقش بی نظیری را در کسب اطلاعات از این تغییرات ایفا کند. اما داده های SPI دارای نویز می باشند که باعث می شود پیش بینی داده ها خیلی دقیق نباشد. از آنجا که الگوریتم موجک (۳wavelet) قادر به بیان سیگنال در محدوده زمان و فرکانس و همچنین تحلیل موضعی سیگنال می باشد، در این تحقیق به منظور نویززدایی SPI شهر تبریز در طول ۴۰ سال دوره آماری اخیر، استفاده شده است. سپس ماهیت آشوبناکی سری زمانی حاصل با استفاده از شاخص های بعد همبستگی و نمای لیاپانوف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشانگر رفتار کاملا آشوبناک سری زمانی تحت بررسی می باشد. بنابراین رفتار سیستم غیرتصادفی است و به عبارتی جزو فرآیند های استوکاستیکی و نویز دار مطرح نمی شود. جهت پیش بینی مقادیر SPI توسط نظریه آشوب، از الگوریتم نزدیک ترین همسایگی کاذب استفاده گردیده است. نتایج صحت سنجی حاکی از دقت بالای پیش بینی نظریه آشوب بوده و بر این اساس میزان SPI و شدت خشکسالی شهر تبریز برای ۳ سال آینده پیش بینی شده است.کلیدواژه ها
نویززدایی, پیش بینی, نظریه آشوب, موجک, سری زمانی SPI تبریزاطلاعات بیشتر در مورد COI
COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.
کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.