ارزیابی عملکرد شبکه های عصبی مصنوعی با تلفیق الگوریتم ژنتیک در برآورد سرعت نفوذ آب به خاک (مطالعه موردی: منطقه خداآفرین استان آذربایجان شرقی)

  • سال انتشار: 1398
  • محل انتشار: مجله تحقیقات آب و خاک ایران، دوره: 50، شماره: 5
  • کد COI اختصاصی: JR_IJSWR-50-5_008
  • زبان مقاله: فارسی
  • تعداد مشاهده: 140
دانلود فایل این مقاله

نویسندگان

محمد صادق علیائی

عضو هیات علمی وزارت علوم، تحقیقات و فناوری ( معاونت پژوهش و فناوری)

علی باریکلو

دانش آموخته کارشناسی ارشد علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

مسلم ثروتی

استادیار مرکزآموزش عالی شهید باکری میاندوآب، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

نفوذ، نقش حیاتی را در چرخه هیدرولوژیکی با میزان پراکندگی آب به اجزای سطحی و زیرسطحی ایفا می­کند. اندازه­گیری­ مستقیم سرعت نفوذ، معمولا کاربر، هزینه­بر و وقت گیر هستند. شبکه عصبی مصنوعی، برنامه­ریزی بیان ژن و الگوریتم ترکیبی شبکه عصبی مصنوعی-الگوریتم ژنتیک به­عنوان روش­های غیرمستقیم برای تخمین نفوذ آب به خاک استفاده شدند. هدف از این مطالعه، توسعه یک مدل مناسب­ برای تخمین نفوذ آب به خاک با استفاده از استوانه مضاعف در ۸۸ نقطه از منطقه خدآفرین استان آذربایجان شرقی می­باشد. آنالیز همبستگی پیرسون نشان داد که از بین ویژگی­های خاکی، شن، سیلت، تخلخل کل و کربن آلی بیشترین همبستگی را با نفوذ آب به خاک دارند. مقادیر ضریب تبیین و ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده برای مدل شبکه­های عصبی مصنوعی و برنامه­ریزی بیان ژن به­ترتیب برابر ۸۸/۰، ۹/۷ و ۷۵/۰، ۳/۱۱ محاسبه شد که هر دو روش در ارزیابی حداقل و حداکثر مقادیر نفوذ آب به خاک از دقت کافی برخوردار نبودند. در روش شبکه­های عصبی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک از توابع تانژانت سیگموئیدی در لایه میانی و محرک خطی در لایه خروجی با ۵ نرون در لایه فعال استفاده شد. این مدل از دقت و صحت بیشتری نسبت به مدل شبکه­های عصبی مصنوعی و برنامه­ریزی بیان ژن برخوردار می­باشد، به­طوری­که مقادیر R۲ و NRMSE برای مدل ترکیبی عصبی- ژنتیک به­ترتیب برابر ۹۳/۰ و ۱/۶ درصد بود. نهایتا الگوریتم ژنتیک با بهینه­سازی اوزان شبکه­های عصبی باعث بهبود مدل­سازی شد، لذا این روش به­عنوان روش کارا در تخمین نفوذ آب به خاک معرفی می­گردد.

کلیدواژه ها

برنامه ریزی بیان ژن, شبکه های عصبی مصنوعی, الگوریتم تلفیقی, ویژگی های زودیافت

اطلاعات 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.