استفاده از روش ترکیبی موجک-ماشین بردار پشتیبان برای پیش‌بینی وقوع امواج غیرعادی

Abstract

امواج غیرعادی یا سهمگین به امواجی گفته می­شود که با ارتفاع خیلی زیاد، ولی بطور ناگهانی و غیر قابل پیش‌بینی و به ندرت رخ می­دهند. عوامل مختلفی مثل طوفان­های شدید، توپوگرافی خاص بستر، تلاقی جریان­های کرانه­ای و امواج و برهم‌کنش امواج با طول موج­ها و فرکانس­های مختلف با یکدیگر، ممکن است سبب بروز آن­ها شوند. اما همه اینها هنوز در حد فرضیه هستند. هدف از این تحقیق ارائه یک روش ترکیبی برای پیش‌بینی وقوع امواج غیرعادی از روی متغیرهای هواشناسی با استفاده از روش ترکیبی تبدیل موجک و ماشین بردار پشتیبان دسته ­بندی کننده است. برای بررسی کارایی مدل ارائه شده از داده ­های تاریخی متغیرهای هواشناسی برداشت شده طی سه سال از ایستگاه­های شماره 41041 و 41004 در دو طوفان مشهور Dean (2007) و Irene (2011) استفاده شده است. ابتدا با استفاده از تبدیل موجک امواج غیرعادی شناسایی شده، سپس از خروجی­های این روش برای آموزش ماشین بردار پشتیبان استفاده شده است. تبدیل موجک روی داده‌های ارتفاع مشخصه اعمال می­شود. در این روش امواج غیرعادی نواحی از طیف تبدیل موجک را تشکیل می­دهند که در آن­ها انرژی زیاد است. از داده­ های تاریخی هواشناسی پارامترهایی مانند جهت باد، سرعت باد، ارتفاع موج مشخصه، فشار سطح دریا، دمای هوا و دمای سطح دریا که در طول سه سال بصورت ساعتی ثبت شده، برای آموزش و آزمون مدل­های ماشین بردار پشتیبان استفاده شده است. نتایج نشان داد که روش ارائه شده از دقت قابل قبولی برای پیش‌بینی وقوع امواج غیرعادی برخوردار است.