تعیین بهترین چاههای مشاهده ای جهت پیش بینی عمق آب زیرزمینی با استفاده از سیستم استنتاج فازی-عصبی بر اساس الگوریتم های مختلف یادگیری

افزایش بیش از حد سطح زیر کشت محصولات کشاورزی برای تامین هر چه بیشتر غذا و یا افزایش صادرات این  محصولات بخصوص در مناطق خشک در کنار عواملی چون تغییرات اقلیمی، منجر به تحمیل فشاری شدید بر منابع آب زیرزمینی و افت تراز آب زیرزمینی در بسیاری از آبخوان های کشور شده است. لذا جهت مدیریت موثر و بهینه این منابع، ضروری است تا نسبت به جمیع شرایط حاکم بر این آبخوان ها و در راس آن نوسانات دقیق عمق و تراز آب زیرزمینی پیش بینی های لازم صورت پذیرد. هدف از انجام این مطالعه که در محدوده قطب آباد از توابع شهرستان جهرم واقع در استان فارس انجام شده است، شناسایی چاههایی است که بهترین پیش بینی را برای عمق آب زیرزمینی در چاههای دیگر ممکن می سازند. به این منظور از سیستم استنتاج فازی – عصبی تطبیقی (ANFIS) به همراه الگوریتم های یادگیری مختلف (Hybrid, GA, PSO) استفاده شده است. جهت سنجش دقت مدل ها از شاخص های جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین درصد مطلق خطا (MAPE) و میانگین قدر مطلق خطا (MAE) استفاده گردیده است. بر این اساس، چاه مشاهده ای شماره ۲ بعنوان قوی ترین تخمینگر بترتیب برای چاههای مشاهده ای شماره ۱ و ۲ و چاه مشاهده ای شماره ۵ بعنوان ضعیف ترین تخمینگر بترتیب برای چاههای ۳ و ۶  انتخاب شده اند. همچنین در خصوص چاه مشاهده ای شماره ۴ بعنوان یک تخمینگر متوسط، عنوان بهترین تخمینگر برای چاههای شماره ۲، ۵ و ۷ و دومین بهترین تخمینگر را برای چاههای ۱، ۳ و ۶ کسب نموده است، لذا بعنوان یک وجه تمایز با سایر چاهها، این چاه همواره رتبه اول و یا دوم را در تخمین عمق آب زیرزمینی برای سایر چاههای مشاهده ای بدست آورده است. در این میان قوی ترین رابطه خطی برای چاه مشاهده ای شماره ۴ بدست آمده است. بهترین تخمینگر این چاه، چاه مشاهده ای شماره ۲ می باشد که بر اساس آن متوسط ضریب تعیین بدست آمده برای سه روش یادگیری Hybrid ، GA و PSO برابر با ۹۹۴۵/۰ بدست می آید. همچنین ضعیفترین رابطه خطی نیز برای چاه مشاهده ای شماره ۳ حاصل گردیده است. بهترین چاه تخمین زننده این چاه، چاه مشاهده ای شماره ۵ می باشد که متوسط ضریب تعیین ۷۴۳۵/۰ را برای سه روش یادگیری  مذکور ارائه داده است.

کلیدواژه ها:

Groundwater ، Adaptive Neouro- Fuzzy Inference System ، Training Algorithme ، precies Index ، آب زیرزمینی ، مدل فازی عصبی تطبیقی ، الگوریتم یادگیری ، شاخص دقت