شماره ركورد
31935
پديد آورنده
شكيبا قرباني اميراباد
عنوان
تخمين كيفيت آب مخزن سد وادي الضيغه با به كارگيري تصاوير ماهوارهاي و مدلهاي يادگيري ماشين
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي عمران
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1403/8/9
استاد راهنما
سيد مصطفي سيادت موسوي
استاد مشاور
ندارد
دانشكده
عمران
چكيده
"پايش كيفيت آب يكي از مهمترين فعاليتها در مديريت منابع آبي است. اين عمل به منظور ارزيابي وضعيت كنوني آب، شناسايي تغييرات در طول زمان و پيشبيني روندهاي آتي انجام ميشود. با توجه به اهميت پايش آب در خصوص تامين آبهاي آشاميدني بر سلامت انسان اهميت پايش مخازن بسيار حائز اهميت است. با هدف ارزيابي كيفيت آب سد وادي الضيغه عمان، پارامترهاي كليدي همچون كلروفيل-آ، اكسيژن محلول، دما و كدورت در بازه زماني ژانويه تا دسامبر 2023 تخمين زده شدند. با به كارگيري فناوريهاي نوين امكان جمعآوري دادههاي بينظيري از محيط زيست فراهم شده است. با بهرهگيري از اين فناوري همچون سنجش از دور و يادگيري ماشين امكان دسترسي به اطلاعات دقيق در مورد پارامترهاي مختلف محيطي مانند دما، رطوبت، آلودگي هوا و كيفيت آب ايجاد ميشود. ماهوارهها با قابليت تصويربرداري با وضوح بالا و پوشش گسترده، امكان رصد تغييرات محيطي در مقياس بزرگ را فراهم ميكند. درنهايت تركيب آنها با يادگيري ماشين كه شاخهاي از هوش مصنوعي به سيستمها اين امكان را ميدهد تا از دادهها ياد بگيرند و پيشبينيهاي دقيق انجام دهند. با استفاده از الگوريتمهاي يادگيري ماشين(Ada Boost، Bagging Regressor، Extra Tree ،Random Forest، Gradient Boost، KNN، LGBM و Decision Tree) ميتوان دادههاي جمعآوري شده از ماهوارهها را تحليل كرده و الگوهاي پنهان در دادهها را كشف كرد. اين الگوها ميتوانند براي پيشبيني مورد استفاده قرار گيرند.دادههاي ماهوارهاي سنجنده سنتينل2 به عنوان منبع اصلي اطلاعات در اين مطالعه به كار گرفته شد. با بهرهگيري از الگوريتمهاي يادگيري ماشينمقادير پارامترهاي كيفي در سطح آب و همچنين عمق مخزن تخمين زده شد. در ادامه، با استفاده از روشهاي تصميمگيري چندمعياره، بهترين زمان و مكان براي برداشت آب از سد مشخص گرديد. نتايج اين تحقيق نشان داد كه استفاده از دادههاي ماهوارهاي و يادگيري ماشين ميتواند روشي كارآمد و دقيق براي پايش مستمر كيفيت آب منابع آبي باشدنتايج نشان داده شد كه پارامتر كيفي دما با مدل انفرادي در سطح و بقيه پارامترهاي كيفي با مدل تركيبي به نتايج خوبي دست يافتهاند. بالاترين ميزان ضرايب همبستگي در تخمين براي پارامترها به ترتيب: 0.84، 0.77، 0.99 و 0.98 بوده است. همچنين در عمق مخزن پارامتركيفي دما و اكسيژن محلول با مدلهاي انفرادي و كلروفيل-آ و كدورت با مدلهاي تركيبي تخمين مناسب ضريب همبستگي بالا به ترتيب 0.97، 0.93، 0.89 و0.97 داشته است. در تصميمگيري براي برداشت آب از برج آبگير مستقر در مخزن، با استفاده از روشهاي COPRAS ، CODASو MABACتصميمگيري چندمعياره نتايجي براي تعيين تراز مناسب انجام پذيرفت."
تاريخ ورود اطلاعات
1403/11/01
عنوان به انگليسي
Estimating the water quality of the Wadi Al-Dhiyagh Reservoir using satellite images and machine learning models
تاريخ بهره برداري
10/31/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
شكيبا قرباني اميراباد
چكيده به لاتين
Water quality monitoring is one of the most important activities in managing water resources. This process is conducted to assess the current state of water, identify changes over time, and predict future trends. Given the importance of water monitoring for providing drinking water, monitoring reservoirs is of great significance. To evaluate the water quality of the Wadi Al-Dhiyagh Dam in Oman, key parameters such as chlorophyll-a, dissolved oxygen, temperature, and turbidity were estimated over the period from January to December 2023. The use of modern technologies has enabled the collection of unprecedented environmental data. Utilizing technologies such as remote sensing and machine learning allows access to accurate information regarding various environmental parameters such as temperature, humidity, air pollution, and water quality. Satellites with high-resolution imaging capabilities and extensive coverage facilitate the monitoring of environmental changes on a large scale. Ultimately, combining these technologies with machine learning, a branch of artificial intelligence, enables systems to learn from data and make accurate predictions.
Using machine learning algorithms (Ada Boost, Bagging Regressor, Extra Tree, Random Forest, Gradient Boost, KNN, LGBM, and Decision Tree), the data collected from satellites can be analyzed to uncover hidden patterns. These patterns can be utilized for predictions. Satellite data from the Sentinel-2 sensor was used as the primary source of information in this study. By leveraging machine learning algorithms, the values of quality parameters at the water surface and the depth of the reservoir were estimated. Subsequently, using multicriteria decision-making methods, the best time and place for water extraction from the dam were determined.
The results of this research showed that the use of satellite data and machine learning can provide an efficient and accurate method for continuous monitoring of water quality in water resources. The results indicated that the temperature quality parameter achieved good results with individual models at the surface, while the other quality parameters performed well with combined models. The highest correlation coefficients for the estimates of the parameters were 0.84, 0.77, 0.99, and 0.98, respectively. Additionally, at the depth of the reservoir, the quality parameters of temperature and dissolved oxygen were estimated with individual models, while chlorophyll-a and turbidity were estimated with combined models, achieving high correlation coefficients of 0.97, 0.93, 0.89, and 0.97, respectively. In decision-making for water extraction from the intake tower located in the reservoir, multicriteria decision-making methods such as COPRAS, CODAS, and MABAC were used to determine the appropriate level
كليدواژه هاي فارسي
كيفيت آب، سنجش از دور، يادگيري ماشين، تصميمگيري چندمعياره
كليدواژه هاي لاتين
Water Quality; Remote Sensing; Machine Learning; Multi-Criteria Decision Making.
Author
shakiba Ghorbani
SuperVisor
Dr.seyed Mostafa Siyadat Mosauvi