نام مجله: Atmospheric Research انتشارات: Elsevier سال: ۲۰۲۰
نویسندگان: حمید غلامی، علی اکبر محمدی فر، آدریان کالینز
چکیده
مدلسازی مکانی منشا طوفان های ریزگرد به منظور کاهش اثرات درون منطقه ای و برون منطقه ای در محیط های خشک و نیمه خشک دنیا ضروری می باشد. بنابراین، هدف اصلی این تحقیق، کاربرد ۸ مدل داده کاوی (شامل RF، SVM، BART، RBF، XGBoost، RTA، Cubist و BRT) و یک رویکرد مدسازی ترکیبی به منظور تهیه نقشه های مکانی منشأ ریزگرد در استان خوزستان می باشد. این تحقیق اولین تلاش برای پیش بینی منشا ریزگرد از طریق مدل های داده کاوی و مدلسازی ترکیبی می باشد. بدین منظور، ۱۲ فاکتور موثر بر انتشار ریزگرد شامل دو فاکتور اقلیمی (سرعت باد و بارش)، ۵ خصوصیات خاک (شامل بافت، وزن مخصوص، هدایت الکتریکی، ماده آلی و ظرفیت آب قابل دسترس)، NDVI، کاربری اراضی، زمین شناسی و DEM مورد بررسی قرار گرفتند و از MDAM به منظور تعیین نمره اهمیت برای هر فاکتور استفاده گردید. به منظور بررسی روابط بین فاکتورهای موثر بر انتشار ریزگرد، از دو آزمون آماری شامل VIF و TC استفاده گردید و به منظور ساخت مدلها، به ترتیب ۳۰ و ۷۰ درصد مناطق منشا کنونی ریزگرد به عنوان آموزش و اعتبارسنجی مورد استفاده قرار گرفتند. بر اساس TC و VIF، هیچ هم خطی بین فاکتورهای موثر مشاهده نشد. بر اساس معیار AUC، دقت مدلها در پیش بینی منشا ریزگرد به ترتیب عبارتند از:
EM > XGBoost > RBF > Cubist > RF > BART > SVM > BRT > RTA. در میان همه ی مدلها، مدل EM بالاترین دقت در پیش بینی منشا ریزگرد فراهم نمود. بر طبق مدل EM، حدود ۳۶، ۱۳، ۲۳ و ۲۸ درصد از مساحت منطقه مورد مطالعه از نظر حساسیت به انتشار ریزگرد به ترتیب در کلاس های حساسیت پایین، متوسط، بالا و خیلی بالا قرار میگیرند. بر اساس MDAM، بالاترین و پایین ترین نمره اهمیت به فاکتورهای سرعت باد و زمین شناسی تعلق گرفت. به طور کلی، تکنیک های مدلسازی مورد استفاده در این تحقیق برای پیش بینی منشا ریزگرد و کاهش اثرات آن مفید می باشند. بنابراین، کاربرد رویکردهای ترکیبی داده کاوی برای مدلسازی مکانی منشا ریزگرد در سرتاسر دنیا توصیه میشود.
کلمات کلیدی: منشا ریزگرد؛ مدلسازی مکانی؛ الگوریتم های داده کاوی؛ همخطی؛ مدلسازی ترکیبی؛ نرم افزار R.
