برآورد آب معادل برف در استان کرمان جهت مدیریت منابع آب با استفاده از داده های سنجش از دور مایکروویو غیر فعال به روش شبکه های عصبی مصنوعی و تکنیک های رگرسیون چندگانه (مقاله علمی وزارت علوم)

چکیده

پوشش برف معرف میزان آب ذخیره شده است و درنتیجه آب حاصل از ذوب برف نقش مهمی را درایجاد رواناب های سطحی و آب های زیرزمینی در حوضه های آبریز کشور ایفا می کند. آشکارسازی و تعیین ویژگی های مختلف برف و یخ با استفاده از داده های سنجش ازدور، که در هیدرولوژی کاربرد وسیعی دارد، روش نوینی را در به دست آوردن پارامترهای مورد نیاز هیدرولوژی پدید آورده است. در این تحقیق با استفاده از دمای روشنایی واحد گمانه زن مایکروویو پیشرفته A ( AMSU-A )، روی ماهواره های NOAA ، و الگوریتم های مختلف بازیابی (رگرسیون، شبکه های عصبی مصنوعی و...) آب معادل برف در حوضه های آبریز استان کرمان در فصل زمستان طی یک دوره 10 ساله (2015-2006) محاسبه و صحت سنجی شده است. به دلیل عدم همزمانی اخذ داده های ایستگاهی و گذر ماهواره، طی دوره مورد مطالعه، درمجموع اطلاعات دیده بانی شده برای 104 روز از پنج ایستگاه برف سنجی که تقریباً با اطلاعات مایکروویو ماهواره ای همزمان بوده اند از منطقه تحت بررسی گردآوری شده است. براساس نتایج به دست آمده، روش شبکه های عصبی مصنوعی با مقادیر شاخص های خطا (11/0= MSE و05/0= RMSE ) و حجم آب معادل برف (459270000 مترمکعب) و پوشش برف 83/10 درصد روزانه برای 104 روز انتخابی، برآورد بهتری نسبت به روش رگرسیون چندگانه با مقادیر شاخص های (51/7= MSE و 74/2= RMSE ) و حجم آب معادل برف (530347500 مترمکعب) و الگوریتم بازیابی آب معادل برفِ سنجنده ی AMSU-A با برآوردهای مقادیر شاخص های خطا (66/90= MSE و 52/9= RMSE ) و حجم آب معادل برف (338985000 مترمکعب) داشت. این نتایج همچنین نشان می دهند که مشاهدات این گمانه زن پتانسیل بالایی را برای آشکارسازی پوشش برف دارد و استفاده از اطلاعات آن برای محاسبه آب معادل برف در مناطقی نظیر استان کرمان که با محدودیت ایستگاه های زمینی برف سنجی مواجه است پیشنهاد می شود. ازآنجایی که این منطقه قابلیت ریزش برف را در فصل زمستان دارا می باشد بنابراین اطلاعات درباره آب معادل برف در این منطقه برای بسیاری از کاربردهای هیدرولوژی، هواشناسی، اقلیم شناسی و همچنین تولید برق آبی و پیش بینی سیلاب ضروری است.