ارائه مدلهای عصبی فازی برای دمای خاک با استفاده از داده‌های هواشناسی در دو اقلیم متفاوت

Abstract

هدف تحقیق حاضر ارائه مدلی جهت تعیین دمای خاک در عمق‌های 5، 10، 20، 30، 50 و 100 سانتی‌متری توسط روش شبکه فازی عصبی در شهرهای اراک و رشت می‌باشد. در این تحقیق تلاش شده است دمای عمق‌های مختلف خاک با استفاده از داده‌های هواشناسی مدل‌سازی شود. یکی از مشکلات حوزه کشاورزی اندازه‌گیری دمای عمق‌های مختلف خاک به منظور استفاده در تصمیم‌ها و بررسی های کشاورزی، هواشناسی و خاکشناسی می باشد. متغیرهای مستقل شامل دمای هوای خشک، دمای هوای مرطوب، رطوبت، نقطه شبنم، فشار بخار، فشار، روز و ساعت نمونه‌برداری، میزان بارش، انرژی تابشی و دمای هوای سطح زمین بود. بعد از تعیین داده‌ها برای هر عمق خاک، در هر شهرستان به‌صورت جداگانه نوع موتور استنتاج و پارامترهای آن مشخص شده و موتور ساخته شد. مقایسه میزان خطای مدل با تلاش‌های مشابه و همچنین روش رگرسیون نشان از کاهش خطای مدل‌سازی دارد. میزان خطای مدل در عمق‌های 5، 10، 20، 30، 50 و 100 سانتی‌متری در شهر رشت به ترتیب 36/1، 19/1، 22/1، 17/1، 60/1 و 33/1 درجه سانتی‌گراد و در شهر اراک به ترتیب 02/3، 90/1، 61/1، 53/1، 44/1 و 06/1 درجه سانتی‌گراد بود. نتایج نشان داد که اقلیم به ویژه در سطوح ابتدایی خاک می‌تواند بر خطای شبیه‌سازی مدل فازی عصبی تأثیرگذار باشد و همچنین مدل‌های ساخته شده دمای سطح خاک برای عمق‌های 5 تا 30 سانتی‌متر در شهر رشت دقیق‌تر از شهر اراک است. توجیه این نتیجه این است که اقلیم رشت، مرطوب است در نتیجه سرعت بیشتر انتقال دما در خاک مرطوب، پارامترهای هواشناسی سریع‌تر و مؤثرتر در دمای خاک تأثیر می‌گذارند؛ اما در عمق‌های 50 و 100 سانتی‌متری در هر دو شهر با اختلاف کمی دقت مشابه‌ا‌ی دارند. این امر نشان می‌دهد که اعماق خاک کمتر تحت تأثیر اقلیم سطحی زمین قرار می‌گیرد و نوع اقلیم بر شبیه‌سازی خاک در اعماق بیشتر تأثیرگذار نبوده است.