برآورد تبخیر و تعرق با استفاده از سنجش از دور، شبکه های عصبی مصنوعی و مقایسه نتایج آن با روش پنمن- مانتیث- فائو در باغات مرکبات شمال خوزستان

Abstract

تبخیر و تعرق یکی از مهمترین عوامل اتلاف آب می­باشد. تبخیر و تعرق یک پدیده پیچیده­ای است که به عوامل و داده­های زیادی بستگی دارد، بنابراین برآورد دقیق میزان تبخیر و تعرق، بسیار مشکل و پرهزینه می­باشد. هدف از این مطالعه برآورد تبخیر و تعرق با استفاده از الگوریتم توازن انرژی سطحی برای زمین (سبال) و همچنین ارزیابی عملکرد شبکه­های عصبی مصنوعی در برآورد تبخیر و تعرق می­باشد. جهت محاسبه میزان سبال تبخیر و تعرق، روش الگوریتم سبال بوسیله تصاویر ماهواره­ای مورد استفاده قرار گردید. در این تحقیق از چهار تصویر لندست 8 استفاده شد که مقایسه نتایج بدست آمده از دو روش، سنجش از دور و معادله پنمن- مانتیث- فائو، نشان می‌دهد که میانگین مربعات خطا (MSE) 54/1 و میانگین خطای مطلق (MAE) 04/1 میلیمتر در روز می‌باشد. برای حل پیچیدگی فرآیند تبخیر، از شبکه‌های عصبی مصنوعی برای پیش­بینی تبخیر از تشت بر اساس داده‌های هواشناسی استفاده گردید. در این تحقیق شبکه پرسپترون با الگوریتم پس انتشار خطا برای آموزش آن استفاده شد. برای آموزش شبکه از داده­های اقلیمی روزانة 13 ساله ایستگاه صفی­آباد دزفول استفاده شد. نتایج حاصل از محاسبات نشان داد بهترین شبکه، شبکه‌ای با همه ورودی‌ها، با یک لایه پنهان و 28 نرون در لایه میانی می‌باشد. نتایج پیاده­سازی این شبکه نشان­دهنده، شاخص­های آماری معیارهای میانگین مربعات خطا (MSE) 0032/0، میانگین خطای مطلق (MAE) 0445/0 و ضریب تبین (R²) 9609/0 می‌باشد. مقایسه نتایج بدست آمده از روش شبکه­های عصبی مصنوعی با روش پنمن- مانتیث- فائو نشان می‌دهد که میانگین مربعات خطا (MSE) 11/1 و میانگین خطای مطلق (MAE) 52/0 میلی­متر در روز می‌باشد. این نتایج، بیانگرعملکرد بهتر شبکه‌های عصبی مصنوعی نسبت به روش سنجش از دور در برآورد میزان تبخیر و تعرق می‌باشد.