مدل‌سازي غلظت ذرات PM2.5 و PM10 با تلفيق روش بهينه‌سازي و هوش مصنوعي (مطالعه موردي: دشت يزد- اردكان)

علوم و مهندسي محيط زيست گرايش آلودگيهاي محيط زيست

4/23/2020 12:00:00 AM

مسئله اساسي در حل سيستماتيك مشكل گردوغبار نيازمند بررسي عامل¬هاي موثر در ايجاد گردوغبار، تكنيك دريافت اطلاعات و مدل¬سازي گردوغبار براي تشخيص و پيش¬بيني آن مي¬باشد. استفاده از علم سنجش از دور همراه با مدل‌سازي از طريق روش‌هاي هوش مصنوعي پيشرفت شگرفي در مطالعه و پيش¬بيني و مدل‌سازي روند تغييرات پديد¬ه¬هاي جوي از جمله ريزگردها داشته است. هدف اين مطالعه، مدل¬سازي غلظت ذرات PM10 و PM2.5 با تلفيق روش بهينه‌سازي و هوش مصنوعي و استفاده از تصاوير ماهواره¬اي سنجنده موديس دربازه¬ي زماني يك سال (1397-1396) در محدوده دشت يزد- اردكان در سه ايستگاه مطالعاتي اردكان، ميبد و يزد مي¬باشد. براي اين منظور، شاخص عمق بصري ذرات معلق (AOD) سنجنده موديس، پارامترهاي هواشناسي شامل سرعت باد، رطوبت و دما و همچنين داده¬هاي ايستگاه سنجش آلاينده¬ها جهت مدل¬سازي غلظت ذرات PM10 و PM2.5 بصورت ساعتي و روزانه با مدل SVRو SVR PSO-، استفاده شده است. در ادامه آناليز تحليل حساسيت جهت تعيين مهم¬ترين متغير موثر در فرآيند مدل¬سازي صورت پذيرفت. نتايج خروجي مدلSVR و SVR بهينه¬شده توسطPSO نشان داد كه مدل PSO-SVR در پيش¬بيني متغير غلظت PM10 و PM2.5 ايستگاه يزد در حالت ساعتي نسبت به مدل SVR داراي دقت بسيار نزديك بهم مي¬باشد. نتايج خروجي مدلSVR و SVR بهينه¬شده توسطPSO نشان داد كه مدل SVR در پيش¬بيني متغير غلظت PM2.5 ايستگاه ميبد در حالت ساعتي نسبت به مدلPSO-SVR داراي 02/0 بهبود عملكرد داشته است و در حالت روزانه هر دو نوع مدل داراي دقت¬هاي نزديك بهم بودند. نتايج خروجي مدلSVR و SVR بهينه¬شده توسطPSO نشان داد كه مدل PSO-SVR در پيش¬بيني متغير غلظت PM10 ايستگاه اردكان در حالت روزانه نسبت به مدل SVR داراي برتري يكساني مي باشند. بر اساس نتايج اين بررسي مشخص شد كه هردو مدلPSO-SVR و مدل SVR جزو روش‌هاي يادگيري ماشين بسيار كارآمد به منظور پيش‌بيني ميزان غلظت آلاينده‌ها است و تفاوت قابل توجهي بين اين دو مدل در مدل¬سازي گردوغبار مشاهده نشد. نتايج حاصل از آزمون تحليل حساسيت نشان داد كه كه بيشترين عامل تاثيرگذار بر روي PM2.5 ايستگاه يزد عوامل AOD و CO و در مورد PM10، رطوبت و سرعت باد و تركيب NO بوده است. سرعت باد، رطوبت و AOD بيشترين تاثير را بر روي PM2.5 ميبد و سرعت، رطوبت و PM10 ايستگاه اردكان تاثيرگذارترين عوامل بر روي PM10 ايستگاه ميبد مي¬باشند. نتايح نشان داد كه ازن تروپوسفري (O3) عامل موثر بر روي PM10 ايستگاه اردكان مي¬باشد. با در نظر گرفتن نتايج اين مطالعه استفاده از مدل¬هاي جغرافيايي و مكاني براي مدل‌سازي و پيش¬بيني روند تغييرات پديده گردوغبار مي‌تواند گام مؤثري در شناسايي روند تغييرات، عوامل موثر بر ايجاد يا افزايش آن¬ها و همچنين ارائه اقدامات مديريتي در جهت مقابله با آن داشته باشد

76951

دانشگاه اردکان

بماني خرانق اكرم bemanikharanagh akram , موسوي وحيد moosavi vahid