عنوان پایان‌نامه
پیش بینی الو دگی هوای تهران با استفاده از داده کاوی مکانی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران-سیستمهای اطلاعات جغرافیایی(GIS)
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1572;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 41614;کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1572;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 41614
- تاریخ دفاع
- ۰۳ اسفند ۱۳۸۷
- استاد راهنما
- غلامرضا شیران, محمودرضا دلاور
- دانشجو
- اسماعیل هاتفی افشار
- چکیده
- رشد جمعیت و توسعه کلان شهرها و تاثیر آن بر روی ترافیک شهری که منجر به آلودگی هوا می شود، یکی از مهمترین مسائل روز کلان شهرها و بویژه تهران می باشد. هوای پاک مایه شادمانی زندگی بشری است که نیاز به آن بیش از نیاز به غذا و آب می باشد. تاثیرات ناشی از آلودگی هوا بر روی سلامت انسان ، اهمیت این مسئله را واضحتر می نماید. در حال حاضر در کلانشهر تهران آلودگی هوا در حد بحران می باشد که این امر سلامت انسانها را به شدت تهدید می نماید. یکی از راهکارهایی که می توان آلودگی هوا را کنترل نمود، پیش بینی نمودن آن است. بنابراین در صورتی که مدلی برای پیش بینی وجود داشته باشد می توان راهکارهای عدیده ای برای جلوگیری از این رخداد به کار برد. در سالهای اخیر سیستم اطلاعات مکانی تحولات وسیعی را در زمینه مطالعات مکانی و انجام تجزیه و تحلیل های پیچیده مکانی و توانایی مدلسازی و شبیه سازی فرایندها، فراهم نموده است. بنابراین در این تحقیق با تلفیق این سیستم با فراینده داده کاوی ، مدلی ساخته شد که بتوان آلودگی هوا را در کل سطح شهر تهران پیش بینی نمود. برای این منظور ابتدا پیش بینی برای یک ایستگاه مشخص در طی روزهای آینده انجام شد و سپس با استفاده از روشهای درونیابی، پیش بینی آلودگی در کل سطح شهر تهران انجام گرفت که با توجه به مطالعات تئوری و تحقیقات پیشین روش کریجینگ نتایج بهتری را نسبت به روش وزن دهی بر اساس فاصله معکوس و میانگین وزندار در بر داشت. همچنین جهت مدلسازی آلودگی هوا از ورونوی دیاگرام وزندار (بر اساس داده های هواشناسی ، توپوگرافی و غلظت CO) استفاده شد. به علت اینکه قسمت عمده آلودگی هوای تهران به دلیل آلاینده منوکسید کربن می باشد, بنابراین داده های مورد استفاده در این تحقیق نیز شامل داده های ساعتی آلاینده منوکسید کربن می باشد که از ایستگاه های سنجش آلودگی در سطح شهر تهران ، برای شش سال متوالی (80 تا 86) جمع آوری شده است. جهت شناسایی و حذف اشتباهات در داده های منوکسید کربن نیز از تبدیل موجک Daubechies استفاده شد. تحقیقات مشابهی در زمینه پیش بینی آلودگی هوا در داخل و خارج کشور نیز انجام گرفته با این تفاوت که در اکثر موارد پیش بینی برای حداکثر تا 48 ساعت آینده انجام گرفته است. در حالی که در این تحقیق مدل ارائه شده قادر به پیش بینی میزان آلاینده منوکسید کربن تا چهار روز آتی با دقت قابل قبولی می باشد. جهت تعیین اینکه پیش بینی تا چه حدی به داده های واقعی نزدیک است از معیاری به نام شاخص توافق استفاده شد که این شاخص برای پیش بینی وضعیت آلودگی هوا در چهار روز آتی بین 79 ? تا 87? متغیر بود. همچنین دراین تحقیق از توصیف داده های آلودگی هوا جهت تحلیل ارتباط و همبستگی آن با پارامترهای هواشناسی، موقعیت مکانی ایستگاههای سنجش آلودگی هوا در تهران طی زمانهای مختلف در طول سال و وجود آلاینده های ثابت و متحرک در شهر نیز استفاده شده است. در نهایت نتایج حاصله نشانگر آن است که سیستم اطلاعات مکانی و داده کاوی می توانند در مدیریت و پیش بینی میزان آلودگی هوا و روند تغییرات آن در سطح شهر تهران، به عنوان یک سیستم قابل اعتماد, استفاده شده و برای اعلام هشدارهای زیست محیطی مورد استفاده قرار گیرد.
- Abstract
- Population growth and development of mega cities and its effect on urban traffic that due to air pollution is one of their most important problems. Clean air make human happy and healthy whose necessity is more than that of for food and water. Bad affects of air pollution make this problem more important in mega cities. Nowadays, Tehran air pollution is in a critical limit so this problem threats humans and plants. One of the solutions to control air pollution, is its proper prediction. Therefore, if a model can be used to predict air pollution, more solutions be can used to prevent its occurrence to some extent. Geospatial information system (GIS) in recent years has provided a wide range of developments in the field of spatial studies and is employed for spatial analysis to undertake complex simulation and modeling process. Therefore, this research integrated this system with data mining process to predict the total level of air pollution in Tehran. For this purpose, first of all, air pollution is predicted for a specific station during next four days and then various interpolation methods to predict total pollution levels in Tehran have been employed. Considering the previous research, kriging interpolation method has been selected. Data used in this study including hourly data of carbon monoxide pollution level measured at twelve stations in Tehran for six consecutive years have been collected. Because the major portion of air pollution in Tehran due to air pollutants is carbon Monoxide so this research is merely has been concentrated on the prediction of this pollutant. Similar researches in this field have also been taken place with the difference that in most cases the prediction has been limited to 48 hours. While the model proposed in this study to predict the amount of the pollutants has been extended the prediction interval to four days with accuracy of 79% to 87%. Finally, the results indicate that the GIS and data mining system can be used to manage and predict the environmental process and change rate of pollution levels in Tehran, as an applied system for environmental alarm.
