ارزیابی مدل‌های هوشمندGPR-PSO و KNN-PSO در برآورد توزیع غلظت رسوبات معلق

Abstract

توزیع عمودی غلظت رسوبات معلق یکی از اساسی‌ترین پارامترها در هیدرولیک انتقال رسوبات در رودخانه‌ها محسوب‌ می‌شود. این پارامتر نقش مهمی در محاسبه دبی کل رسوبات در کانال‌ها و رودخانه‌ها دارد. به همین دلیل اندازه‌گیری دقیق این پارامتر همواره یکی از اهداف پژوهشگران بوده است. یکی از راه‌های برآورد دقیق این پارامتر، استفاده از مدل‌های هوشمند است. برای این منظور، در این تحقیق برای پیش‌بینی توزیع غلظت رسوبات (C/Ca)، چهار مدل داده‌کاوی KNN، KNN-PSO، GPR، GPR-PSO استفاده شده است. تمامی مدل‌ها در محیط نرم‌افزار MATLAB کدنویسی شدند. با توجه به نتایج مشخص شد که بهینه‌‌سازی انجام ‌شده بر روی مدل KNN و GPR تاثیر‌گذار بوده و سبب افزایش عملکرد (دقت) این مدل‌ها شده است. با مقایسه بین مدل‌ها، نشان داده شد که مدل GPR-PSO دقت بیشتری نسبت به سایر مدل‌ها دارد. دقت این مدل در مرحله آموزش برابر با 0297/0 = RMSE، 9878/0 = R2 و 9776/0 = KGE بوده و در مرحله آزمون برابر با 0226/0 = RMSE، 9907/0 = R2 و 9715/0 = KGE است. از لحاظ دقت، بعد از GPR-PSO، مدل KNN-PSO با 0295/0 = RMSE، 9870/0 = R2 و 9864/0 = KGE در مرحله آموزش و 0374/0 = RMSE، 9808/0 = R2 و 9569/0 = KGE در مرحله آزمون قرار گرفت. پس از مدل‌های یادشده، GPR و KNN قرار گرفتند. همچنین با تحلیل نتایج مشخص شد که دو پارامتر y/D و y/a، مهم‌ترین پارامترها در تعیین نتایج دقیق‌تر هستند.