برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع خاک با استفاده از برنامه‌ریزی بیان ژنی و رگرسیون ریج (مطالعه موردی در استان آذربایجان شرقی)

هدایت هیدرولیکی خاک از ویژگی های مهم فیزیکی خاک است که در مدل‌سازی انتقال آب، املاح و آلاینده‌ها کاربرد دارد. اندازه‎گیری مستقیم هدایت هیدرولیکی خاک وقت‌گیر و پرهزینه بوده و گاهی اوقات به دلیل خطاهای آزمایشی و عدم یکنواختی خاک نتایج بدست آمده چندان قابل اعتماد نمی‌باشد. از طرف دیگر این پارامتر می‌تواند با استفاده از پارامتر‌های زودیافت خاک برآورد شود. هدف از این پژوهش، ارائه مدل‌های برنامه‌ریزی بیان ژنی و رگرسیون خطی بر اساس ویژگی‌های زودیافت هست. برای این منظور 160 نمونه خاک با خصوصیات متفاوت از مناطق مختلف استان آذربایجان‌شرقی برداشته شد. سپس برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن‌ها همانند درصد شن، سیلت، رس و مواد آلی، جرم مخصوص ظاهری، ph و ec اندازه‌گیری شد. سپس داده‌ها بطور تصادفی به دو دسته داده‌های سری آموزش (75 درصد) و داده‌های سری آزمون (25 درصد) تقسیم شدند. شش تابع انتقالی (ptfs) با ترکیبی از عملگرهای ریاضی متفاوت توسط برنامه‌ریزی بیان ژنی طراحی شد. در نهایت یکی از توابع که از دقت و صحت بیشتری نسبت به بقیه برخوردار بود، انتخاب گردید. همچنین از رگرسیون ریج برای ارائه تابع انتقالی رگرسیونی استفاده شد. دقت و صحت توابع با معیارهای آماری r2، rmse و mae ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که تابع انتقالی ارائه شده با روش برنامه‎ریزی بیان ژنی از دقت و صحت بیشتری نسبت به مدل رگرسیونی برخوردار می‌باشد. به‌طوری‌که مقادیر r2، rmse (cm h1) و mae (cm h1) برای تابع انتقالی برنامه‌ریزی بیان‎ژنی در داده‌های سری آموزش به‌ترتیب برابر 0.91، 1.82 و 1.23 و برای داده‌های سری اعتبار‌سنجی برابر 0.92، 2.27 و 1.59 بود. در حالی که مقادیر معیارهای فوق در مدل رگرسیونی، برای داده‌های سری آموزش به‎ترتیب برابر 0.70، 3.48 و 2.07 و برای داده‌های سری اعتبار‌سنجی برابر 0.76، 3.11 و 1.88 بود.