دانلود پروژه:ارزیابی کیفیت آب با استفاده از رگرسیون چند متغیره وزندار مکاني- زماني

تعداد179صفحه در فایل word

کارشناسي ارشد

مهندسی عمران- سیستم­های اطلاعات مکانی

ارزیابی کیفیت آب با استفاده از

رگرسیون چند متغیره وزندار مکاني- زماني

چکیده

آلودگی آب به عنوان یکی از عللمرگ و میر در سراسر جهان نیازمند ارزیابی مداوم منابع آب است. در این میان، آب­های سطحی بعنوان منبع حیاتی بشمار می­آیند که کیفیت، کمیت و میزان دسترسی آن بطور نامنظمی توزیع یافته است.

آلودگی آب تحت تاثیر عوامل انسانی و طبیعی متعددی شکل می­گیرد. آلودگی­ آب ناشی از تغییرات چشم­انداز مناطق زیست محیطی بدلیل خاصیت دینامیکی و تغییر پذیری پارامترهای کیفیت آب منجر به پردازش­های پیچیده­ای می­گردد. به بیان دقیق­تر، پارامترهای کیفی آب دارای تغییرات مکانی در سطح محلی بدلیل خودهمبستگی و ناایستایی مکانی و همچنین دارای روند و وابستگی زمانی، تغییرات فصلی، چرخه­ای و نامنظم می­باشند. در نتیجه، تجزیه و تحلیل داده­های موجود به منظور بررسی روابط میان 3 پارامتر مرسوم کیفیت آب و 5 طبقه کاربری/ پوشش زمین در23 ایستگاه­­ سنجش کیفیت آب و در طول 11 سال (1996-2006) نمونه­برداری طی فصول چهارگانه،در شهر سیاتل واقع در ایالت واشنگتن آمریکا، انجام شد.

در این راستا، به منظور مواجهه علمیبا پدیده فوق، در ارزیابی ارتباط میان کاربری/پوشش زمین به عنوان متغیر پیش­بین و پارامتر کیفیت آب به عنوان متغیر پاسخ، عدم توانایی مدل­های رگرسیون پیشین از جمله رگرسیونکمترین مربعات معمولی در برآورد تغییرات مکانی بدلیل فرض استقلال خطی داده­های مشاهداتی کیفی آب، و نقص رگرسیون وزندار مکانی در برآورد بعد زمانبدلیل نادیده گرفتن تغییرات زمانی، لزوم معرفی مدل رگرسیون وزندار مکانی- زمانی را ایجاب نمود.

از طرف دیگر، بررسی تاثیر همزمان چندین طبقه کاربری/ پوشش زمین بر پارامترهای مرسوم کیفیت آب، بدلیل مدلسازی ساده­تر، بار محاسباتی کمتر و مؤلفه­های مورد استفاده آسان­تر با در نظر گرفتن استقلال طبقات از یکدیگر به عنوان پیش­فرض اساسی در صحت روش مدلسازی جهت پیشگیری از بروز هم­خطی چندگانه سراسری، محلی و هم­خطی چندگانه مکانی- زمانی با استفاده از تحلیل مقادیر ضریب همبستگی وزندار مکانی- زمانی پیرسون، در پیاده­سازی لحاظ گردید.

در مدل رگرسیون چند متغیره وزندار مکانی- زمانی، تغییرات مکانی با استفاده از تخمین محلی بر مبنای پهنای باند حاصل از پروسه اعتبارسنجی ضربدری به منظور کمینه نمودن واریانس­ها بصورت محلی و رفع ناهم­وریانسی در برآورد ضرایب، و تغییرات زمانی با تعریف یک چند جمله­ای زمانی شامل تغییرات فصلی و روند سالیانه به منظور برآورد ناایستایی زمانی اعمال گردید.چرا که دست­یابی به نتایج بهینه و معتبر نیازمند در نظر گرفتن همزمان هر دو بعد مکانی و زمانی می­باشد تا بتوان انحراف نتایج و کاهش درجه اعتماد مقادیر برآورد شده را به حداقلرساند.

به عنوان نمونه، در مورد پارامتر کیفی نیترات/نیتریت، در مقایسه مقادیر ضریب تعیین حاصل از مدل رگرسیونوزندار مکانی به میزان 679/0 در مقابل مدل رگرسیون پیشنهادی به میزان 939/0، می­توان به بهبود و ارتقای کیفیت مدل در صورت در نظر گرفتن بعد زمان در کنار بعد مکان و اهمیت بررسی هم­خطی چندگانه مکانی- زمانی، هنگام استفاده از رگرسیون چند متغیره پی برد.

کلمات کلیدی:آلودگی آب­های سطحی، خودهمبستگی و ناایستایی مکانی، روند زمانی، تغییرات فصلی، رگرسیون چند متغیره وزندار مکانی- زمانی، هم­خطی چندگانه، هم­خطی چندگانه مکانی، هم­خطی چندگانه مکانی- زمانی