Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Reza Ashouri,Sayyed-Saeid Eslamian,Sayed farhad Mousavi
محمدرضا اشوری (استاد مشاور) سیدسعید اسلامیان (استاد راهنما) سیدفرهاد موسوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Abdolhosseini
محمد عبدالحسینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1385

TITLE

Application of Coupla in Multivariate Frequency Analysis of Low-Flows and Assessment of Copula-Based Regression for Analysis of Non-Independent Variables
Frequency analysis of low-flow has specific application in planning of water supply systems and determination of minimum available flow. As low-flows are characterized by several non-independent futures, univariate frequency analysis is usually not appropriat. Copulas have high capability in analysis of extreme events and modeling of dependence structures. In this study, using copula functions from Archimedean and meta-Elliptical families, the optimal procedure in copula application were presented. In addition, it was tried to decrease the difficulty of calculating return periods and design quantiles in a multivariate framework. Some case studies involving low-flow events in 5 selected hydrometry stations from Caspian Sea watershed were used to illustrate the new concepts outlined in this work. The results indicated the performance of meta-Elliptical copulas for representation of dependence structures of low-flow variables. In the second part of the study, using wood volume V , diameter D , and total height H data collected from 1,386 beech trees in Italy, copula regression were compared with four benchmark regression models for computing V given the values of D and H . The copula-based model with parametric marginals is definitely outperformed by its competitors, whereas the copula-based model with nonparametric marginals provides quite accurate point estimates but biased interval estimates of V . Keywords: Copula, Multivariate frequency analysis, Low-flow, Hydrological drought, Copula-based regression, Dependence
تحلیل فراوانی جریان کم به عنوان معیار خشکسالی هیدرولوژیک از کاربرد ویژه‌ای در برنامه‌ریزی و طراحی سیستم‌های تأمین آب و تخمین حداقل جریان قابل دسترس برای فعالیت‌های کشاورزی، صنعتی، زیست محیطی و... برخوردار است. از آنجا که جریان‌های کم نیز مانند بسیاری از وقایع هیدرولوژیک، بر حسب چندین مشخصه نامستقل تعریف می‌شوند، اطلاعات حاصل از تحلیل فراوانی یک متغیره در غالب اوقات نمی‌تواند برای اهداف بالا کافی باشد. به علاوه، کاربرد خانواده‌های کلاسیک توزیع‌های چند متغیره نیز شدیداً دچار محدودیت است. این در حالی است که مدل‌های کوپلا به واسطه وجود ویژگی‌هایی چون توانایی مدل‌سازی متغیرها بدون نیاز به فرض استقلال آماری از قابلیت کاربرد بالایی در تحلیل وقایع حدی و مدل‌سازی ساختار وابستگی برخوردار بوده و به ابزاری مؤثر در موضوعات هیدرولوژی تبدیل شده‌اند. در این پژوهش با هدف ارائه راهکار بهینه برای کاربرد کوپلا، از مهم‌ترین توابع کوپلای موجود شامل کوپلاهای ارشمیدسی و نیمه بیضوی با ترکیب‌های مختلف ماتریس همبستگی استفاده شده و توابع و پارامترهای آن‌ها با استفاده از کارآمدترین روش‌های موجود برآورد گردید. بر خلاف بسیاری از مطالعات قبلی، کوپلاهای مورد استفاده در این پژوهش از نظر برقراری فرض صفر طبعیت داده‌ها از تابع کوپلای مورد نظر مورد آزمون قرار گرفته و بر اساس آزمون نیکویی برازش، مناسب‌ترین نوع کوپلا برای بیان ساختار وابستگی بین متغیرها تعیین شد. به علاوه تلاش شد تا بتوان به راهکاری کارآمد در زمینه‌ی کاربردی‌تر کردن نتایج خروجی حاصل از کوپلا دست یافته و گامی در جهت کاهش پیچیدگی مربوط به مفهوم دوره‌ی بازگشت در چارچوب چند متغیره و نیز مقدار طراحی در فضای چندبعدی برداشته شود. این کار با استفاده از مفهوم دوره‌ی بازگشت کندال و به‌کارگیری توابع وزن‌دهی روی لایه بحرانی تعریف شده بر اساس دوره‌ی بازگشت مفروض انجام شد. به منظور دستیابی به نتایج خروجی نیز از شیوه‌های بهینه‌سازی سرتاسری استفاده گردید. راهکار به دست آمده از فرایند فوق بر روی داده‌های جریان کم مربوط به پنج ایستگاه هیدرومتری انتخاب شده از بین 400 ایستگاه هیدرومتری حوضه آبریز دریای خزر شامل ایستگاه‌های نیر، استور، هرات‌بر، شیرگاه و گالیکش که دارای آمار جریان روزانه بلند مدت با حداکثر صحت ممکن بودند اعمال گردیده و نتایج نهایی مربوط به مقدار طراحی حاصل گردید. نتایج این بخش نشان‌دهنده ارجحیت کامل کوپلاهای نیمه بیضوی برای مدل‌سازی ساختار وابستگی داخلی بین متغیرهای تشکیل‌دهنده جریان‌های کم به عنوان نمونه‌ای از وقایع هیدرولوژیک می‌باشد. در بخش دوم پژوهش، روش رگرسیون کوپلایی با بررسی تأثیر تبدیلات حاشیه‌ای روی برآوردهای فاصله‌ای و نقطه‌ای با استفاده از داده‌های حجم چوب تولیدی در برابر قطر ارتفاع سبنه و ارتفاع کل درخت از روی زمین تا نوک مربوط به 1386 درخت چنار جمع‌آوری شده در جنگل ناحیه آلتوملیس در مرکز ایتالیا مورد ارزیابی قرار گرفت. انتخاب مدل‌های مورد مقایسه بر اساس این منطق که آیا مدل جدید، قدرت توصیفی بیشتری نسبت به سایر تکنیک‌های معیار ساده‌تر دارد، به کمک فرآیندهای آزمون مدل انجام شد. نتایج نشان‌دهنده عدم کارایی بهتر روش رگرسیون کوپلایی در برابر روش‌های متداول ساده‌تر با توجه به فرضیات آماری بیشتر آن می‌باشد. واژه‌های کلیدی : کوپلا، تحلیل فراوانی چندمتغیره، جریان کم، خشکسالی هیدرولوژیک، رگرسیون کوپلایی، وابستگی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی