-
شماره ركورد
31316
-
پديد آورنده
رضا عموزاده
-
عنوان
تخمين نيمرخ شوري-دما در خليج فارس با استفاده از دادههاي دستگاه CTD به كمك محاسبات نرم
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي عمران- مهندسي سواحل، بنادر و سازههاي دريايي
-
سال تحصيل
1400
-
تاريخ دفاع
1403/6/20
-
استاد راهنما
سيدمصطفي سيادت موسوي
-
استاد مشاور
ناصر مزيني
-
دانشكده
دانشكده مهندسي عمران
-
چكيده
با توجه به اهميت پارامترهاي دما و شوري آب رودخانهها، درياها و سدها به علت تاثير آنها بر اكوسيستم و كيفيت منابع آب و همچنين پيشرفت و رواج بهكارگيري روشهاي محاسبات نرم در علوم مختلف از جمله اقيانوس شناسي و مزيت استفاده آن در مدلسازيها به دليل صرف وقت و هزينه كمتر با حفظ دقت در نتايج، استفاده آن براي پيشبيني مقادير شوري و دماي آب در خليج فارس با استفاده از داده هاي دستگاه شوري-دما-عمق به عنوان هدف تحقيق برگزيده شده است. در اين تحقيق دادههاي ميداني دستگاه شوري-دما-عمق به دست آمده از گشتهاي مختلف به عنوان خروجيهاي مدل و متناظر با موقعيت جغرافيايي و زمان برداشت دادهها، تركيبهاي مختلفي از اطلاعات عمق آب، سرعت باد در تراز 10 متر، بارش، تبخير، شار خالص حرارتي، دما و شوري سطح آب، سرعت جريان و تراز جزرومد به عنوان وروديهاي مدل انتخاب شدهاند. دو روش درك چندلايه (از الگوريتمهاي يادگيري ماشين) و كتابخانهH2O AutoML (حاوي مجموعهاي از الگوريتمهاي يادگيري ماشين) بر وروديها و خروجيهاي مجموعه دادهها به منظور تخمين خواص ذكر شده به كار برده شدند. در پژوهشي كه انجام شد، از ميان حالات مختلف فرض شده براي موارد موثر در وضعيت نيمرخ دما و شوري در خليج فارس، بررسي نتايج نشان داد متغيرهاي طول و عرض جغرافيايي، روزِ سال، دماي سطح آب و سرعت باد در تراز 10 متر در تخمين نيمرخ دما و همچنين متغيرهاي فوق به علاوهي سرعت جريان جزرومد در تخمين نيمرخ شوري در خليج فارس تاثير بيشتري نسبت به ساير رقبا داشتهاند (ضرايب همبستگي 0.93 و 0.94 و خطاي جذرميانگين مربعات 0.35℃ و 0.11 psu ميان مقادير واقعي و پيشبيني شده در دادههاي آزمايش به ترتيب براي دما و شوري در 15 تراز از سطح تا عمق 50 متر). همچنين به دليل عدم وجود شوري سطحي به عنوان يك متغير ورودي براي برخي از دادهها، دو دسته داده براي تخمين نيمرخ شوري در نظر گرفته شد (دسته اول داراي شوري سطحي-331 داده و دسته دوم فاقد شوري سطحي 925 داده). نتايج مدلسازي شوري نشان ميدهد دسته دوم عملكرد بهتري در تخمين نيمرخها داشت كه نشان دهنده تاثير حجم مجموعه دادهها در عموميسازي مدل است. بررسي ضرايب همبستگي مدلهاي برتر در موقعيتهاي زماني مختلف نشان ميدهد تخمين نيمرخ دما و شوري در فصل زمستان با دقت بيشتري صورت گرفته است. همچنين با مقايسه از ديدگاه موقعيت مكاني چنين برداشت شده است هردو نيمرخ دما و شوري در محدوده طول جغرافيايي 52-57°E (شرق خليج فارس و تنگه هرمز) دقت بيشتري در مقايسه با درياي عمان و غرب خليج فارس داشتهاند. بررسي دقتها و خطاها نشان داد كتابخانه H2O AutoML ابزاري توانمند در حل مسائل با حجم داده نه چندان زياد در برابر روشهاي يادگيري عميق است كه غالباً نيازمند به مجموعه دادههاي زيادي است.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1403/07/23
-
عنوان به انگليسي
Soft-computing estimation of Salinity-Temperature profiles in the Persian Gulf using historical CTD casts
-
تاريخ بهره برداري
9/10/2025 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
رضا عموزاده
-
چكيده به لاتين
Due to the importance of temperature and salinity parameters of rivers, seas and dams due to their impact on the ecosystem and the quality of water resources, as well as the progress and prevalence of using soft computing methods in various sciences, including oceanography, and the advantage of using it in modeling due to time consumption and lower cost while maintaining accuracy in the results, using machine learning algorithms for predicting salinity and water temperature in the Persian Gulf using the data of the salinity-temperature-depth device have been chosen as the goal of the research. In this research, the field data of the salinity-temperature-depth device obtained from different cruises as model outputs and according to the geographic location and time of data collection, various combinations of information on water depth, wind speed, precipitation, evaporation, net heat flux, temperature and water surface salinity, tidal velocity and amplitude are selected as model inputs. Two methods of multilayer perceptron (a type of machine learning algorithm) and H2O autoML framework (containing a set of machine learning algorithms) were applied to the inputs and outputs of the dataset in order to estimate the mentioned properties. In the research that was conducted, among the different conditions assumed for the effective cases in the temperature profile and salinity in the Persian Gulf, the analysis of the results showed that the variables of latitude and longitude, day of the year, water surface temperature and wind speed in the estimation of the temperature profile and also the above variables plus tidal velocity have had a greater impact on the estimation of the salinity profile in the Persian Gulf than other competitors (correlation coefficients of 0.93 and 0.94 and the root mean square error of 0.35℃ and 0.11 psu between the actual and predicted values in the test data, respectively, for temperature and Salinity at 15 levels from the surface to a depth of 50 meters). Among the scenarios that were considered for the estimation of the salinity profile, the modeling results of 925 data sets without considering surface salinity as one of the inputs are better than the modeling of 331 data sets with the same inputs plus considering surface salinity as one of the inputs, which shows the effect of the dataset volume in the generalization of the model. Examining the correlation coefficients of the top models in different time situations shows that the temperature and salinity profiles are estimated more accurately in the winter season. Also, by comparing from the point of view of location, it has been concluded that both temperature and salinity profiles in the longitude range of 52-57°E (east of the Persian Gulf and Strait of Hormuz) have been more accurate compared to the Gulf of Oman and the west of the Persian Gulf. Examining the accuracy and errors showed that the H2O autoML framework is a powerful tool in solving problems with a small amount of data compared to deep learning methods that often require large datasets.
-
كليدواژه هاي فارسي
نيمرخ شوري-دما , خليج فارس , دستگاه شوري-دما-عمق , محاسبات نرم , هوش مصنوعي
-
كليدواژه هاي لاتين
Temperature , persian gulf , conductivity-temperature-depth (CTD) , soft-computing , Artificial Intelligence (AI)
-
Author
Reza Amoozade
-
SuperVisor
Dr. Mostafa Siyadat
-
لينک به اين مدرک :