تحقیقات منابع آب ایران

تحقیقات منابع آب ایران

بررسی تاثیر شبکه‌بندی روی ضریب شکل توابع پایه شعاعی در نگاشت داده‌های ناقص بارندگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
حسن درخشان 1
ناصر طالب بیدختی 2
1 استادیار /بخش راه و ساختمان، دانشکده مهندسی دانشگاه زابل- زابل- ایران
2 استاد/ دانشکده مهندسی بخش راه و ساختمان دانشگاه شیراز- شیراز- ایران
چکیده
از طریق نگاشت داده‌های موجود بارندگی می‌توان به درونیابی و نگاشت داده‌های ناقص بارندگی که اطلاعات بارندگی بدلایلی در آنها ثبت نشده است پرداخت. در این مقاله برای تکمیل داده‌های ناقص ازپنج روش درونیابی مبتنی بر توابع پایه شعاعی در یک محدوده سطح واحد استفاده شده است. برای یافتن روش مناسب درونیابی، مقدار ضریب ثابت کمینه کننده خطا (ضریب شکلC ) طی یک روش اعتبار سنجی بهینه‌یابی از سه نمونه از توابع آزمون که در آن محدوده مورد مطالعه بصورت شبکه‌های مربعی 1/0 متری تا 5/0 متری در مربع با ابعاد واحد انتخاب شده‌اند و در اینجا حکم مشاهدات را دارند، استفاده شده است. با داشتن این ضریب شکل خاص میزان بدست آمده برای تداوم بارندگی محاسبه شده و با کارهای دیگر که در این زمینه انجام شده مقایسه به عمل آمده و به منظور بررسی دقت روش تخمین و انتخاب روش نهائی از روشهای کنترل آماری شامل خطای متوسط مربعی نرمال 1(NMSE)، درصد متوسط خطای تخمین 2(PAEE) و یا مربع ضریب همبستگی3(R2)، استفاده شده است. به صورت عددی نشان داده شده است که میزان بهینه ضریب شکل بستگی به توزیع تعداد ایستگاهها بر روی سطح واحد و نحوه شبکه بندی دارد. نتایج تحقیق نشان می‌دهد که با افزایش تعداد ایستگاه مشاهده‌ای در دامنه مورد نظر اختلاف محاسبات با مشاهدات ( توابع آزمون) بسیار کمتر می‌شود در ادامه مقدار بارندگی در یک ایستگاه خاص کاملا انتخابی در درون دامنه بغیر از ایستگاههای منظم موجود، یعنی ایستگاه واقع درنقطه (35/0,25/0) Z نیز از دو طریق توابع آزمون و محاسبات بدست آمد و نتایج بسیار رضایت بخشی حاصل گردید و پیشنهاداتی برای ادامه تحقیق داده شد. 
کلیدواژه‌ها
توابع پایه شعاعی
نگاشت بارندگی
ضریب شکل
شبکه‌بندی
نقاط همسایگی

عنوان مقاله English

SUPPORT DOMAIN EFFECTS ON SHAPE PARAMETER C IN MAPPING BY RADIAL BASIS FUNCTIONS (RBFs)

نویسندگان English

H Derakhshan 1
N Talebbeydokhti 2
1 Assistant Professor of Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Zabol University, Zabol, Iran
2 Professor of Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran
چکیده English

In many water engineering studies, there is a need to fill lost rain data using mapping tools. In this research this has been done by 5 types of RBFs; the data used were extracted by 3 test functions in which the support domain varied from 0.1 by 0.1 meter net to 0.5 by 0.5 meter net with different numbers of stations in a unit area domain. The c parameter was optimized by cross validation method and the Normalized Mean Square Error (NMSE), Percent Average Estimation Error (PAEE) and Coefficient of determination (R2) were the statistical controlling tools for choosing suitable RBF function type. Compared to other works in literature, this work had a better performance in mapping. It is also shown that the c parameter that optimizes the RBF function is highly dependent on the support domain size; the finer the resolutions of support domain, the better the results achieved. The attribute was also found for an arbitrary station point, Z (0.25, 0.35) to show the model capability for an irregular domain. This work may be compared with meshless methods for further research.

کلیدواژه‌ها English

RBFs
Mapping
Shape parameter
Support domain
Resolution
Borga, M. and Vizzaccaro A. (1997),  "On the interpolation of hydrologic variables: formal equivalence of multiquadratic surface fitting and kriging", Journal of Hydrology, 195, pp.160-171.
Carlson, R.E. and Foley, (1991).  T.A. The parameter R2 in multiquadric interpolation, Comput. Math. Appl. 21, pp. 29–42.
Foley, T.A. (1987). Interpolation and approximation of 3-D and 4-D scattered data, Comput. Math. Appl.13, pp. 711–740.
Foley, T.A. (1991). Near optimal parameter selection for multiquadric interpolation, J. Appl. Sci. Comput.1, pp. 54–69.
 Franke, R. (1982). Scattered data interpolation: tests of some methods, Math. Comp. 38, pp. 181–200.
 Hardy, R.L. (1971). Multiquadric equations of topography and other irregular surfaces, J. Geophys. Res.76, pp.1905–1915.
 Hardy, R.L. (1990), Theory and applications of the multiquadric-biharmonic method, Comput. Math. Appl. 19, pp. 163–208.
 Lyche, T. and Morken, K. (1987). Knot removal for parametric B-spline curves and surfaces, Comput. Aided Geom. Design 4, pp. 217–230.
Magness, A. L. G. and McCuen, R. H. (2004), "Accuracy evaluation of rainfall disaggregation methods", Journal of Hydrologic Engineering, 9(2), pp.71-77.
Myers, D. E. (1994), " Spatial interpolation: an overview", Geoderma, 62, pp. 17-28.
Poggio, T. and Girosi, F. (1990), Networks for approximation and learning, Proceedings of the IEEE 78, pp. 1481–1497.
 Powell, M.J.D. (1990), The theory of radial basis function approximation, Advances in Numerical Analysis, Vol. 2: Wavelets, Subdivision Algorithms and Radial Functions, ed. W. Light pp. 105–210.
Rippa, S. (1999), "An algorithm for selecting a good value for the parameter C in radial basis function interpolation", Advances in Computational Mathematics, 11, pp.193-210.
Shams, S., Abedini M. J. and Asghari K. (2003), "Rainfall disaggregation via artificial neural networks", Fourth Iranian hydraulic conference, Shiraz University, Iran, pp.1-8.
تحقیقات منابع آب ایران
دوره 7، شماره 4
زمستان 1390
صفحه 82-94

  • تاریخ دریافت 17 آذر 1386
  • تاریخ پذیرش 28 دی 1390