Dergiler / Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi / 2020 / Cilt: 25 - Sayı: 3

Dağlık Havzalarda Uydu Kar Verisi ve Dalgacık Sinir Ağı Tabanlı Olasılıklı Akım Modelleme Yaklaşımı

PROBABILISTIC RUNOFF MODELING APPROACH IN MOUNTAINOUS BASINS BASED ON SATELLITE SNOW DATA AND WAVELET NEURAL NETWORK

Sayfa
1139–1154
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Sonuçlara göre, DSA yaklaşımı ilgi alanındaki kar dağılımını tespit ederek olasılıklı akım tahminleri üretme imkânı sağlamaktadır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Kar baskın havzalardaki akarsu akım tahminleri, uygun arazi kar verilerinin sınırlı oluşu ve kar fiziğinin oldukça karmaşık olması nedeniyle genellikle zorlayıcı bir konudur.
📊
Temel Bulgular & Veri:Yaklaşım, Fırat Nehri'nin ana kolu olarak büyük önem taşıyan Murat Nehri'nin kar baskın üst havzasında (1559 ila 3508 m yükseklikte) test edilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Sonuçlara göre, DSA yaklaşımı ilgi alanındaki kar dağılımını tespit ederek olasılıklı akım tahminleri üretme imkânı sağlamaktadır.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Kar erimesi modelleme · Dalgacık Sinir Ağı · Fırat Nehri havzası

Özet

Kar baskın havzalardaki akarsu akım tahminleri, uygun arazi kar verilerinin sınırlı oluşu ve kar fiziğinin oldukça karmaşık olması nedeniyle genellikle zorlayıcı bir konudur. Bu çalışmanın temel amacı hem girdilerin erişilebilirliğini hem de model yapısının basitliğini göz önünde bulundurarak alternatif bir modelleme çözümü önermektir. Önerilen Dalgacık Sinir Ağı (DSA) modeli yaklaşımı, nehir akımları üretmek için olasılıklı karla kaplı alanları girdi alarak dağlık havzalarda olasılıklı akım tahminleri üretebilmektedir. Girdi verilerinin erişilebilirliği adına, MODIS'in bulutsuz görüntülerinden kar olasılığı haritaları üretilmektedir. DSA modeli, gözlenmiş hidro-meteorolojik verilerle eğitilmiş ve test edilmiştir. Ayrıca, Çok-Katmanlı Perseptron Modeli (ÇKPM) de kıyaslama modeli olarak kullanılmıştır. Yaklaşım, Fırat Nehri'nin ana kolu olarak büyük önem taşıyan Murat Nehri'nin kar baskın üst havzasında (1559 ila 3508 m yükseklikte) test edilmiştir. Sonuçlara göre, DSA yaklaşımı ilgi alanındaki kar dağılımını tespit ederek olasılıklı akım tahminleri üretme imkânı sağlamaktadır.

Abstract

Streamflow prediction is often a challenging issue for snow dominated basins where proper in-situ snow data might be limited and the snow physics is highly complex. The main aim of this study is to propose an alternative modeling solution by considering both accessibility of the inputs and simplicity of the model structure. We propose Wavelet Neural Network (WNN) model approach which takes probabilistic snow cover area in order to produce probabilistic streamflow in the mountainous basins. For the sake of the accessibility of the input data, snow probability maps are produced from cloud-free images of MODIS. The WNN model is trained and tested with observed hydro-meteorological data. Also, MultiLayer Perceptron Model (MLP) is used as a benchmark model. The approach is tested in a snow-dominated headwater (in altitude from 1559 to 3508 m) of Murat River which has a great importance as being one of the main tributaries of Euphrates River. According to the results, the approach is capable of detecting snow distribution in the area of interest and WNN is promising to generate probabilistic streamflow predictions.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

UYSAL, G., SENSOY, A. (2020). Dağlık Havzalarda Uydu Kar Verisi ve Dalgacık Sinir Ağı Tabanlı Olasılıklı Akım Modelleme Yaklaşımı. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, Cilt: 25 - Sayı: 3, 1139–1154. https://ajindex.com/articles/329773

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (1)

  1. Adamowski, J., Chan, H.F. (2011) A wavelet neural network conjunction model for groundwater level forecasting. Journal of Hydrology, 407(1-4), 28-40. doi:10.1016/j.jhydrol.2011.06.013 2. Adeli, H., Jiang, X. (2006) Dynamic fuzzy wavelet neural network model for structural system identification. Journal of Structural Engineering, 132(1), 102-111. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9445(2006)132:1(102) 3. Al-geelani, N.A., Piah, M.A.M., Shaddad, R.Q. (2012) Characterization of acoustic signals due to surface discharges on HV glass insulators using wavelet radial basis function neural networks, Applied Soft Computing, 12(4), 1239-1246. doi:10.1016/j.asoc.2011.12.018 4. ASCE Task Committee on Application of Artificial Neural Networks in Hydrology. (2000) Artificial neural networks in hydrology. I: Preliminary concepts, Journal of Hydrologic Engineering, 5(2), 115-123. doi:10.1061/(ASCE)1084-0699(2000)5:2(115) 5. Chen, Y., Yang, B., Dong, J. (2006). Time-series prediction using a local linear wavelet neural network. Neurocomputing, 69(4-6), 449-465. doi:10.1016/j.neucom.2005.02.006 6. Dale, M., Wicks, J., Mylne, K., Pappenberger, F., Laeger, S., Taylor, S. (2014) Probabilistic flood forecasting and decision-making: an innovative risk-based approach, Natural Hazards, 70(1), 159-172. doi:10.1007/s11069-012-0483-z 7. Daliakopoulos, I.N., Tsanis, I.K. (2016) Comparison of an artificial neural network and a conceptual rainfall–runoff model in the simulation of ephemeral streamflow, Hydrological Sciences Journal, 61(15), 2763-2774. doi:10.1080/02626667.2016.1154151 8. Daubechies, I. (1992) Ten lectures on wavelets. Society for Industrial and Applied Mathematics, Philadelphia, Pennsylvania. 9. Jiang, X., Adeli, H. (2005) Dynamic wavelet neural network model for traffic flow forecasting. Journal of Transportation Engineering, 131(10), 771-779. doi:10.1061/(ASCE)0733-947X(2005)131:10(771) 10. Graf, R., Zhu, S., Sivakumar, B. (2019) Forecasting river water temperature time series using a wavelet–neural network hybrid modelling approach. Journal of Hydrology, 578, 124115. doi:10.1016/j.jhydrol.2019.124115 11. Fahimi, F., Yaseen, Z.M., El-shafie, A. (2017) Application of soft computing based hybrid models in hydrological variables modeling: a comprehensive review, Theoretical and Applied Climatology, 128(3-4), 875-903. doi: 10.1007/s00704-016-1735-8 12. Finger, D., Vis, M., Huss, M., Seibert, J. (2015) The value of multiple data set calibration versus model complexity for improvin