مقایسه روش رگرسیون چند متغیره و شبکه‌ی عصبی مصنوعی در مدل‌سازی دمای خاک با استفاده از عناصر هواشناسی (مطالعه موردی: ایستگاه سینوپتیک بندرعباس)

نویسندگان
1 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد رشته هواشناسی، دانشگاه هرمزگان
2 دانشیار، گروه مهندسی منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان
چکیده
دمای خاک به عنوان یک عنصر مهم و تأثیر‌گذار در رشد گیاهان مطرح است، که در ایستگاه‌­های هواشناسی به صورت منظم و پیوسته اندازه‌گیری نمی‌شود، ازاین روی داده‌های دمای خاک با کمبود آماری مواجه است. دمای خاک در اعماق مختلف متفاوت و متاثر از دمای محیط بیرون و دیگر عوامل است. در این تحقیق سعی شده است تا دمای اعماق مختلف خاک رسی- شنی (5،10،20،30،50 و100 سانتی‌متری) را به کمک پارامترهای روزانه‌ی هواشناسی موجود در ایستگاه هواشناسی بندرعباس به روش رگرسیون چند متغیره و شبکه‌ی عصبی مصنوعی برای دوره آماری سال­‌های 1372 تا 1396 مدل سازی شود. پس از محاسبه‌ی ضریب همبستگی بین دمای اعماق خاک با پارامترهای هواشناسی مشخص گردید، دمای خشک، مقدار تبخیر و دمای نقطه‌ی شبنم بیش­ترین همبستگی را با دمای خاک در اعماق مختلف دارد. میزان قدر مطلق خطای محاسبه شده در روش رگرسیون بین 09/1 درجه (برای عمق 10 سانتی­‌متری) و 88/1 درجه (برای عمق 100 سانتی‌متری) و در روش شبکه‌ی عصبی بین 17/1 و 85/1 درجه می‌باشد. بنابراین با توجه به ساده بودن رگرسیون چندمتغیره و عدم تفاوت زیاد با نتایج شبکه عصبی مصنوعی، از مدل فوق در مناطق مشابه برای پیش‌بینی دمای خاک می‌توان بهره برد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Modeling of Soil Temperature Using Meteorological Factors, Multivariable Regression and Artificial Neural Networks (Case Study: Bandar- Abbas Synoptic Station)

نویسندگان English

S. Khoshahl 1
O. Bazrafshan 2
چکیده English

Soil temperature is an important and influential parameter on plant growth that is not measured regularly and continuously at all weather stations. Thus, soil temperature data is lacking. Soil temperature differs in depth and is affected by ambient. The aim of this study is modeling soil temperature in the different depths (5, 40, 20, 30, 50 and 100 cm) and clay- sandy texture using meteorological factors, multivariate regression and artificial neural network in the Bandar Abbas synoptic station during 1993-2017. Result showed that the air temperature, pan evaporation and dew point have the highest correlation coefficient with soil temperature. The mean absolute error (MAE) is 1.09-1.88°C (from 10 to 100 cm of soil depth) in the multivariate regression model while it is 1.17-1.85 °C in the artificial neural networks. Thus, multivariate regression model is proposed due to the simplicity and the lack of significant difference with artificial neural network model. This model can be used in similar regions to predict soil temperature in different depth.

کلیدواژه‌ها English

Multivariate Regression
Artificial Neural Networks
Soil Temperature
Meteorological Factors
Modeling