پهنه‌بندی دمای ایران با استفاده از روش نگاشت تجزیه به مقادیر منفرد (SVD) و خوشه‌بندی فازی

نوع مقاله : علمی -پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه مازندران

چکیده

اقلیم یکی از مهم­ترین عوامل محیطی است که بر زندگی و فعالیت انسان­ها موثر است. لذا شناخت پهنه­های  اقلیمی جهت برنامه­ریزی و توسعه فضایی نواحی مختلف ضروری می­باشد. هدف این تحقیق پهنه­بندی دما در ایران با روش خوشه‌بندی فازی است. داده‌های میانگین روزانه درجه حرارت خشک، بیشینه درجه حرارت، کمینه درجه حرارت، دمای نقطه شبنم و درجه حرارت تر ۶۳ ایستگاه سینوپتیک ایران در بازه زمانی ۱۹۸۵ تا ۲۰۱۳ از سازمان هواشناسی اخذ شد. با توجه به عدم قطعیت، داده‌های اقلیمی، در جهت به حداقل رساندن عدم قطعیت داده‌های موجود با روش نگاشت تجزیه به مقادیر منفرد (SVD) فشرده و کاهش بعد داده شد و با روش خوشه‌بندی فازی (Fcm)، خوشه‌بندی گردید. نتایج نشان داد که روش خوشه‌بندی فازی به خوبی قادر است طبقه‌بندی دمایی قابل قبول و مناسبی را برای ایران ارائه دهد. نتایج این تحقیق ۶ خوشه دمایی را در ایران نشان می­دهد. پهنه­های دمایی ایران از دریای خزر، خلیج­فارس و دریای عمان و رشته کوه البرز و زاگرس و نواحی داخلی ایران تبعیت می­کند. از نتایج این پژوهش می­توان در جهت مقاصد کشاورزی و مدیریت منابع آبی کشور و هم­چنین گردشگری استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Zoning of Iran Temperature using modern method based on SVD and fuzzy clustering

چکیده [English]

Climate is one of the most important environmental factors that impact human life and activities. Therefore, it is important to know about climate zones for planning and spatial development of different reigns. The main purpose of this research is zoning the temperature of Iran using fuzzy clustering. Data about mean of daily dry temperature, maximum temperature, minimum temperature, dew point temperature and wet temperature of 63 synoptic stations in Iran were collected from meteorology office during 1989 to 2013. Data were reduced in MATLAB software using SVD method and clustered using fuzzy clustering. Results indicate 6 temperature clusters in Iran. Temperature zoning of Iran is affected by the Caspian Sea, Persian Gulf, Oman Sea, Alborz and Zagros mountain ridges, and internal areas of Iran.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fuzzy clustering (Fcm)-Singular value Decomposition (SVD)- temperature areas of Iran
-افراخته، ح. و بستانی املشی، ی.، 1389. روشی جدید به منظور خوشه‌بندی داده‌های سرعت باد در نیروگاه‌های بادی با استفاده از الگوریتم های FCM وPSO، نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران، سال 8، شماره 3، ص 210-214.
-جهانبخش، س.، زینالی، ب. و اصغری سراسکانرود، ص.، 1393. تحلیل و پهنه‌بندی فراوانی توفان‌های گرد و غباری ایران با استفاده از خوشه‌بندی فازی(fcm)، فصلنامه پژوهش‌های بوم-شناسی شهری، پاییز و زمستان ۱۳۹۳، شماره ۱۰، ص 85-98.
-چنگایی، ح.، محمودی، م. و موسوی، س.ع.، 1393. بهبود سیگنال گفتار با استفاده از ترکیب الگوریتم تجزیه مقادیر منفرد و آنالیز LPC، اولین همایش مهندسی برق و کامپیوتر در شمال کشور، ص 1-14.
-خسروی، م.، دوستکامیان، م.، میرموسوی، س.ح.، بیات، ع. و بیگ رضایی، ا.، 1393. طبقه‌بندی دما و بارش در ایران زمین با استفاده از روش‌های زمین آمار و تحلیل خوشه‌ای، فصلنامه برنامه‌ریزی منطقه‌ای، سال چهارم، شماره ۱۳، بهار ۱۳۹۳، ص 121-132.
-رحیمیان، م.، 1392. کاربرد تجزیه مقدار تکین در پردازش تصویر، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد رشته ریاضی کاربردی دانشگاه فردوسی مشهد، اساتید راهنما دکتر اصغر کرایه چیان و دکتر فائزه توتونیان.
-شکوئی، ح.، ۱۳۸۸. فلسفه جغرافیا، انتشارات گیتاشناسی، چاپ چهاردهم، تهران، 313 ص.
-عطایی، ه. و رحیمی ح.پ.، 2016. پهنه‌بندی دمایی آغاز و خاتمه فصول استان کردستان با استفاده از روش‌های نوین آماری، کنفرانس بین-المللی معماری، شهرسازی، مهندسی عمران، هنر و محیط، ص 1-19.
-علیجانی، ب.، 1374. آب و هوای ایران، انتشارات دانشگاه پیام نور، چاپ دوم، 183 ص.
-مسعودیان، ا. و کاویانی، م.، 1386. اقلیم شناسی ایران، چاپ اول، اصفهان، دانشگاه اصفهان، ۱۷۹ ص.‌
-مرتضوی، س.ا. و جواهریان، ع.، 1392. کاربرد تجزیه مقدار منفرد در تضعیف نوفه تصادفی در داده‌های مصنوعی و واقعی لرزه ای، پژوهش نفت، دوره 24، شماره 80، ص 123-134.
-مزیدی، ا.، شفیعی، ش. و ابراهیمی، ر.، ۱۳۹۱. تعیین نواحی اقلیمی استان‌های کردستان و همدان با استفاده از روش‌های آماری نوین و GIS. اندیشه جغرافیایی، سال ششم، دوره 6، شماره 12، ص 51-67.
-منتظری، م.، 1390. شناسایی فصول دمایی ایران به روش تحلیل خوشه‌ای، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، سال ۲۶، شماره دوم، شماره پیاپی۱۰۱، ص 173-198.
-نیک نژاد، س.ا.، نبی بیدهندی، م. و جمالی، ج.، 1389. مقایسه دو روش fk و SVD برای جداسازی امواج بالارونده و پایین رونده در داده‌های پروفیل لرزه‌ای قائم. دوره 5، شماره 3؛ ص 25-32.
-Bharath, R., Srinivas, V.V. and Basu, B., 2015. Delineation of homogeneous temperature regions: a two‐stage clustering approach, International Journal of Climatology,‏ v. 35, Issue 15, p. 4707-4727
-Ghasemi, J., Ghaderi, R., Mollaei, M.K. and Hojjatoleslami, S.A., 2013. A novel fuzzy Dempster–Shafer inference system for brain MRI segmentation, Information Sciences, v. 223, p. 205-220.‏
-Hathaway, R.J. and Bezdek, J.C., 1988. "Recent convergence result for fuzzy c-means clustering algorithms," J. of Classification, v. 5(2), p. 237-247.
-Ramos, M.C., 2001. Divisive and hierarchical clustering techniques to analyse variability of rainfall distribution patterns in a Mediterranean region, Atmospheric Research, v. 57(2), p. 123-138.‏
-Romero, R., Sumner, G., Ramis, C. and Genoves, A., 1999. A classification of the atmospheric circulation patterns producing significant daily rainfall in the Spanish Mediterranean area, International Journal of Climatology, v. 19(7), p. 765-785.‏
-Zhou, D., Khan, S., Abbas, A., Rana, T., Zhang, H. and Chen, Y., 2009. Climatic regionalization mapping of the Murrumbidgee Irrigation Area, Australia, Progress in Natural Science, v. 19(12), p. 1773-1779.‏
-Unal, Y., Kindap, T. and Karaca, M., 2003. Redefining the climate zones of Turkey using cluster analysis, International Journal of Climatology, v. 23(9), p. 1045-1055.‏