برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از برنامه ریزی بیان ژنی و رگرسیون ریج (مطالعه موردی در استان آذربایجان شرقی)

هدایت هیدرولیکی خاک از ویژگی­های مهم فیزیکی خاک است که در مدل سازی انتقال آب، املاح و آلاینده ها کاربرد دارد. اندازه‎گیری مستقیم هدایت هیدرولیکی خاک وقت گیر و پرهزینه بوده و گاهی اوقات به دلیل خطاهای آزمایشی و عدم یکنواختی خاک نتایج بدست آمده چندان قابل اعتماد نمی باشد. از طرف دیگر این پارامتر می تواند با استفاده از پارامتر های زودیافت خاک برآورد شود. هدف از این پژوهش، ارائه مدل های برنامه ریزی بیان ژنی و رگرسیون خطی بر اساس ویژگی های زودیافت هست. برای این منظور ۱۶۰ نمونه خاک با خصوصیات متفاوت از مناطق مختلف استان آذربایجان شرقی برداشته شد. سپس برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن ها همانند درصد شن، سیلت، رس و مواد آلی، جرم مخصوص ظاهری، pH و EC اندازه گیری شد. سپس داده ها بطور تصادفی به دو دسته داده های سری آموزش (۷۵ درصد) و داده های سری آزمون (۲۵ درصد) تقسیم شدند. شش تابع انتقالی (PTFs) با ترکیبی از عملگرهای ریاضی متفاوت توسط برنامه ریزی بیان ژنی طراحی شد. در نهایت یکی از توابع که از دقت و صحت بیشتری نسبت به بقیه برخوردار بود، انتخاب گردید. همچنین از رگرسیون ریج برای ارائه تابع انتقالی رگرسیونی استفاده شد. دقت و صحت توابع با معیارهای آماری R۲، RMSE و MAE ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که تابع انتقالی ارائه شده با روش برنامه‎ریزی بیان ژنی از دقت و صحت بیشتری نسبت به مدل رگرسیونی برخوردار می باشد. به طوری که مقادیر R۲، RMSE (Cm h-۱) و MAE (Cm h-۱) برای تابع انتقالی برنامه ریزی بیان‎ژنی در داده های سری آموزش به ترتیب برابر ۹۱/۰، ۸۲/۱ و ۲۳/۱ و برای داده های سری اعتبار سنجی برابر ۹۲/۰، ۲۷/۲ و ۵۹/۱ بود. در حالی که مقادیر معیارهای فوق در مدل رگرسیونی، برای داده های سری آموزش به‎ترتیب برابر ۷۰/۰، ۴۸/۳ و ۰۷/۲ و برای داده های سری اعتبار سنجی برابر ۷۶/۰، ۱۱/۳ و ۸۸/۱ بود.

کلیدواژه ها:

برنامه ریزی ژنتیک ، توابع انتقالی ، مدل‎سازی