روش های درون یابی

امروزه مدل های ارتفاعی در زمینه های مختلف کاربرد وسیعی پیدا نموده است. به طوری که بسیاری از پژوهش های کاربردی و توسعه ای بر اساس آن انجام می شود. چون هدف مدل های ارتفاعی ساخت روی? زمین می باشد و روی? زمین را پستی و بلندی ها تشکیل می دهد، لذا ساخت مدل های ارتفاعی بدون توجه به شرایط ژئومرفولوژیکی بر طبیعت زمین منطبق نمی شود. از طرف دیگر چون متغیر ارتفاع از یکپارچگی و پیوستگی برخوردار است و تغییرات آن تابع جهت و فاصله می باشد، لذا انتخاب مدل ساخت پوست? زمین با روش های آمار کلاسیک غیر دقیق می باشد. در نتیجه برای ساخت مدل های ارتفاعی توجه به شرایط مرفولوژیکی و روش های آمار زمین در درون یابی و روش های اصلاح مدل های ارتفاعی ضروری می باشد. این پژوهش روش های تولید مدل های ارتفاعی را در حوض? سد گلستان2 اجرا نموده و نتایجی ارزشمند کسب نموده است که از جمله استفاده از روش های نمونه گیری نامنظم در مسیر عوارض ژئومرفولوژیکی، عدم استفاده از منحنی های میزان در مدل ارتفاعی، کاربرد بهتر روش مثلث بندی نسبت به درون یابی برای نمایش عوارض زمین، استفاده از روند یابی و واریوگرافی برای درون یابی دقیق تر ارتفاع، ارزیابی مدل ارتفاعی توسط تصاویر ماهواره ای و عکس های هوایی و . . . می باشند.

نقشه های هم بارش یک منطقه، پیش نیاز بسیاری از مطالعات هیدرولوژی و هواشناسی است. دقّت نقشه های هم بارش، به روش درون یابی داده های بارندگی وابسته است. با توجّه به توپوگرافی پیچیده ی استان خوزستان و فقدان ایستگاه های هواشناسی مرتفع با آمار درازمدّت در آن، تعیین روش مناسب درون یابی داده های بارندگی ماهانه و سالانه در این استان ضروری به نظر می رسد. به این منظور، هفت روش درون یابی شامل کریجینگ عمومی، کوکریجینگ، کریجینگ با روند خارجی، رگرسیون کریجینگ، وزنی عکس فاصله، اسپلاین و گرادیان خطّی سه بُعدی با یکدیگر مقایسه شدند. در تحلیل واریوگرافی داده های بارندگی، پنج مدل نیم تغییرنما بر داده های بارندگی برازش داده شد. ارزیابی روش ها با استفاده از روش اعتبارسنجی حذفی انجام شد و انتخاب روش مناسب درون یابی براساس تحلیل رگرسیونی، محاسبه ی ریشه ی میانگین مربّعات خطا و میانگین خطای اریب انجام گرفت. نتایج تحلیل واریوگرافی نشان داد مدل کروی، به عنوان بهترین مدل نظری نیم تغییرنما است. همچنین داده های بارندگی این منطقه در تمامی ماه ها، به جز ماه های کم بارش دارای ساختار مکانی قوی بودند. تحلیل نتایج نشان داد که تمامی روش ها به جز روش رگرسیون کریجینگ، در برآورد مقادیر زیاد بارندگی دچار خطای کم برآوردی هستند. با مقایسه روش های درون یابی مورد بررسی، روش رگرسیون کریجینگ، به عنوان مناسب ترین روش درون یابی داده های بارندگی ماهانه و سالانه تشخیص داده شد. همچنین با روش منتخب، نقشه ی هم بارش سالانه ی استان ترسیم و از روی آن، میانگین بارندگی سالانه ی منطقه 391 میلی متر به دست آمد که این مقدار به اندازه ی 41 میلی متر بیشتر از مقدار ارائه شده از سوی سازمان هواشناسی کشور است که دلیل آن، استفاده از ارتفاع، به عنوان متغیّر کمکی است که تا حدودی توانست مشکل کمبود ایستگاه های مرتفع در منطقه را رفع کند. به علاوه نتایج پژوهش نشان داد، روش هایی که از متغیّر ارتفاع به عنوان متغیّر کمکی برای برآورد بارندگی استفاده می کنند، نسبت به روش های دیگر از دقّت بالاتری برخوردارند.

به کارگیری فن های نو برای شناخت عوامل مؤثر در فرسایش به ویژه فرسایش آبی و اندازه گیری مقدار آن در حوضه های آبریز جهت بهره گیری از آن در توسعه پایدار امری ضروری است. در این پژوهش از مدل تجربی RUSLE برای برآورد فرسایش استفاده شده است. هدف از این پژوهش بررسی نقش روش های درون یابی های جبری (رگرسیون خطی) و زمین آمار (کریجینگ معمولی) برای تولید عامل R و نتایج آن در برآورد فرسایش و رسوب حوضه آبریز رودخانه بالارود واقع در استان خوزستان به روش RUSLE است. یکی از عوامل تأثیرگذار در این مدل، عامل فرسایندگی باران (R) است که از داده های 12 ایستگاه هواشناسی تهیه شده است. با استفاده از روش های درون یابی مختلفی می توان این عامل را برای منطقه موردمطالعه محاسبه نمود. روش شناسی این پژوهش بر مبنای استفاده از روش درون یابی رگرسیون خطی (جبری) و کریجینگ معمولی برای تعیین عامل R است. نتایج این پژوهش نشان داد که عامل R درون یابی شده از هر دو روش درون یابی جبری و کریجینگ معمولی دارای ضریب تعیین خودهمبستگی به ترتیب R2=0.985 و R2=0.964 هستند و گرچه اختلاف کمی در ضریب تعیین خودهمبستگی مکانی دارند اما استفاده از عامل R درون یابی شده توسط روش جبری منجر به بیش برآورد فرسایش (19315/135 t.ha-1.yr-1) می شود. همچنین نتایج نشان داد که هر دو نقشه فرسایش برآورد شده کم ترین و بیش ترین رابطه همبستگی را به ترتیب با عامل های R و LS خود دارند.

آلودگی صوتی یکی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی در شهرهاست که در ابعاد مختلف، سلامتی انسان را به مخاطره می اندازد. هدف از انجام این تحقیق، تعیین آلودگی صوتی در شهر سنندج و ارتباط آن با سطح اضطراب افراد است. در این مطالعه، 50 ایستگاه با کاربری های مسکونی، تجاری، مسکونی _ تجاری و فضای سبز  انتخاب و  تراز معادل صدا به وسیله دستگاه صوت سنج اندازه گیری و با میزان استاندارد آلودگی صوتی مقایسه شد. در مرحله بعد داده های یاد شده با استفاده از روش زمین آمار IDW به دلیل خطای کمتر، توسط نرم افزار ARCGIS10.4 درونیابی شدند. سپس برای بررسی نقش آلودگی صوتی در سطح اضطراب شهروندان از پرسشنامه هامیلتون استفاده شد. تعداد پرسشنامه های توزیع شده 400 عدد بود که از بین آنها 351 پرسشنامه قابل استناد بود. نتایج مبین این مطلب است که میانگین تراز معادل صوت در کل ایستگاه های اندازه گیری شده 71/621 دسی بل مشخص گردید. در این تحقیق به طور میانگین بیشترین آلودگی صوتی متعلق به کاربری تجاری و سپس مسکونی _ تجاری با تراز معادل صوت به ترتیب 73.70  و 71.32 دسیبل بود که در مقایسه با استاندارد سازمان حفاظت محیط زیست ایران (60 دسی بل)، بالاتر از حد مجاز است. نتایج پهنه بندی نشان داد که قسمت های مرکزی شهر دارای میزان بالایی از آلودگی هستند. نتایج آماری نشان داد که بین کلیه کاربری ها اختلاف معنادار بین تراز معادل صدا دیده شد. نتایج حاصل از توزیع پرسشنامه نشان داد که ارتباط معناداری بین متغیرهای جمعیت شناسی و سطح اضطراب وجود دارد. افرادی که در معرض آلودگی صوتی قرار داشتند، از نظر افزایش سطح اضطراب بالاترین گروه آسیب پذیر بودند. پاسخگویان 54.42درصد میانگین سطح اضطراب شهروندان را بالا، ۲۱٫۴۶درصد متوسط و ۲۶٫۸۲درصد پایین گزارش نموده اند. نتایج نشان داد که رابطه معناداری بین این متغیرها وجود دارد؛ به طوری که هرچه آلودگی صوتی ناشی از ترافیک افزایش پیدا کند، میزان سطح اضطراب افراد بیشتر می شود. این مطالعه نشان داد که میانگین تراز فشار صوت بالاتر از حد مجاز است بنابراین ضرورت برنامه ریزی به منظور کاهش تراز آلودگی صوتی و به تبع آن کاهش سطح اضطراب شهروندان و افزایش سلامت پیشنهاد می گردد.

در بسیاری از تحقیقات علمی، استفاده از آماره های سنجش خطا در انتخاب یک مدل و یا روش در تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، بدون در نظرگرفتن ملاحظاتی انجام می شود. در این پژوهش، سنجش دقت روش های درون یابی بارش در استان فارس با هدف ارزیابی عملکرد آماره های پرکاربرد اندازه گیری خطا و ارائه توصیه هایی برای استفاده صحیح از آنها بوده است. درون یابی بارش به کمک 161 ایستگاه هواشناسی (22 ایستگاه همدیدی و 139 ایستگاه باران سنجی) برای سال 1398 به عنوان یک سال پربارش با روش های وزنی عکس فاصله، کریجینگ، کوکریجینگ و تابع پایه شعاعی انجام شد. نتایج ارزیابی آماره MBE نشان می دهد در مواردی به دلیل صفر شدن حاصل جمع مقادیر مثبت و منفی، محقق در انتخاب روش درون یابی دچار اشتباه شده و این آماره تنها بیش برآوردی و یا کم برآوردی را نشان داده و نمی توان از آن برای ارزیابی دقت و انتخاب روش های درون یابی استفاده نمود. در خصوص ضریب تبیین (r 2 )، نتایج نشان داد که به دلیل عدم سنخیت بزرگی دامنه تغییرات این ضریب (صفر تا 1) با مقادیر خطا (100 تا 400 میلی متر برای درون یابی بارش استان فارس)، استفاده از آن در ارزیابی دقت یک روش صحیح نمی باشد. درخصوص NRMSE نتایج نشان داد که در نمونه های با تعداد افراد کم (n=3, NRMSE=0.35) در مقایسه با نمونه های با تعداد زیاد (n=20, NRMSE=0.097)، مقدار آن بیش از اندازه افزایش یافته و استفاده از این آماره پیشنهاد نمی شود. در یک نتیجه گیری کلی، استفاده از آماره های MAE و RMSE برای ارزیابی خطای روش های درون یابی به دلیل واقعی تر نشان دادن مقدار خطا پیشنهاد می شوند. واژگان کلیدی: بارش، آماره های ارزیابی خطا، روش های درون یابی، استان فارس