ارزیابی رویکردهای ساختاری فضای حالت نسبت به کلاسیک در پیش بینی سری زمانی بارش ( حوضه آبریز دز)

Abstract

در این مقاله، مطالعه‌ای در مورد استفاده از تکنیک‌های پیش‌بینی بارش با داده‌های سری زمانی ارائه شد. سری‌های زمانی ابزاری کارآمد برای شناخت ماهیت پدیده‌های هیدرولوژیکی هستند که با داشتن شناخت کافی از آن‌ها می‌توان تغییرات آینده را مدل‌‌سازی و پیش‌بینی کرد. مدل‌های مختلف آماری با هدف کاهش خطا و بالا بردن دقت پیش‌بینی، درنظر گرفته شده است. فضای حالت به‌واسطه ساختاری بودن و انعطاف‌پذیربودن آن، امکان مدل‌بندی هر یک از مؤلفه‌های تشکیل‌دهنده متغیر، شامل سطح، فصلی و تصادفی را به‌طور مجزا دارد. از این‌رو با شناسایی سیستم در نحوه مدل‌سازی متغیر مورد مطالعه، امکان کنترل و حداقل نمودن خطای برآورد، به‌طور هوشمندانه‌تری در مقایسه با مدل‌های کلاسیک را دارد. در تحقیق حاضر به‌منظور ارزیابی قابلیت مدل‌سازی فضای حالت و مقایسه با مدل‌های کلاسیک، اقدام به مدل‌سازی بارش ماهانه در سه ایستگاه باران‌سنجی، در حوضه آبریز دز، با چهار مدل ساختاری فضای حالت شامل فیلتر کالمن، مدل هموارسازی نمایی ETS و مدل‌های هموار‌سازی نمایی اصلاح شده BATS و TBATS و مدل کلاسیک ARIMA گردید. نتایج نشان داد در ایستگاه سپیددشت سزار بر اساس معیار RMSE و MAE مدل TBATS و در ایستگاه تنگ پنج بختیاری بر اساس معیار RMSE و MAE مدل فیلتر کالمن و در ایستگاه تله زنگ بر اساس معیار RMSE و MAE مدل TBATS بهترین مدل‌ها انتخاب شدند.

Keywords

• باکس-جنکینز
• فضای حالت
• فیلترکالمن
• هموارسازی نمایی