واسنجي (calibration)و صحت يابي(verification)مدل
1- واسنجي مدل: براي طراحي مدل بايد از فرايندها، معادلات رياضي و الگوريتمهايي كه فرايندها را توصيف ميكنند شــناخت نسبتاً كاملي داشته باشيم زيرا اكثر مدلهاي هيدرولوژي نياز به تطبيق و تعديل پارامترهاي كنترل كننده فرايندها دارند)بطور مثال نفوذ، تلفات اوليه، ذخيره رطوبت خاك و(....عمليات تطبيق پارامترها را جهت هماهنگي و سازگاري مدل در توليد دادههايي همانند پاسخ حوضه يا نمونه اصلي سيستم، تنظيم مدل يا كاليبره كردن آن ميگويند.
بعبارت ديگر هدف از كاليبراسيون حداقل كردن اختلاف بين خروجي پيشبيني شده و مشاهده شده است و اين كار ممكن است بوسيله اندازهگيري دقيق پارامترها و يا بوسيله روشهاي بهينه سازي انجامشود.معمولاً رابطه خاص بين شكل عمومي مدل و سيستم فيزيكي مورد مطالعه از طريق پارامترهاي مدل وجود دارد كه اين رابطه، دقت مقادير پارامترها را براي خوبي برازش، بين خروجي مدل و خروجي ثبت شده تعيين ميكند. ايدهآل، آن است كه مدل تا حد امكان واقعيت را منعكس كند. چنانچه مدل براي يك محل ناشناخته بكار رود)بطور مثال يك حوضه آبخيز بدون ايستگاه) مقادير پارامترها بايد از طريق اندازهگيري خواص فيزيكي سيستم تعيين شود. چنين پارامترهايي را پارامترهاي فرايندي مينامند . و ممكن است از پارامترهاي بهينه شده ((Optimized كه معمولاً بطور خود كار با استفاده از برنامههاي كامپيوتري تعيين ميشوند تفاوت داشته باشند. بنابراين براي كاليبره كردن مدل روشهاي متفاوتي وجود دارد كــه مــيتـوان از آنـها اســتفاده نمود و يا در خود مدل اين روشها تعبيه شده است. اگر مدل فيزيكي باشد (physically based) مــقادير پــارامـترها را مــيتوان از طريق اندازهگيريهاي صحرايي و يا نقشههاي موجود و يا با استفاده از امكانات GIS تعيين كرد. در اين حالت پارامترهاي فرايند براساس مشخصات واقعي قابل اندازهگيري در صحرا و يا نقشه بوده و مفهوم واقعي فيزيكي دارند و چه بسا نيازي به كاليبره كــردن مــدل هــم نـــباشد. بـــطور معــمول سه روش عمومي كاليبره كردن كه در اكثر مدلها بكا رميرود به شرح زير است:
1- كاليبره كردن مدل بوسيله آزمون و خطا)روش دستي)
2- كاليبره كردن مدل به صورت خودكار)اتوماتيك(
3- كاليبره مدل به صورت تركيبي از دو حالت فوق
-در روش اول، كاربر تمام پارامترهايي را كه ميتواند براساس مشاهدات فيزيكي انجام دهد وارد كرده و تخميني از پارامترهاي نا شناخته را بعنوان برآورد اوليه انجام ميدهد. سپس مدل اجرا ميشود و خروجي آن با خروجي مشاهده شده در نمونه اصلي مقايسه ميگردد. اين كار تا بهترين تطبيق اين دو خروجي ادامه مييابد.
- در روش دوم، كاليبره كردن اتوماتيك مدل توسط يك برنامهريزي داخلي انجام ميشود و پارامترهاي مورد آزمون را مرحله به مرحله تطبيق ميكند تا بطور خودكار تعديل و تنظيم شود. اجراي برنامه آزمون تا بدست آوردن بهترين مقدار پارامترها تكرار ميشود.
- روش سوم كاليبره كردن، تلفيقي از دو روش فوقالذكر است و از طريق آزمون و خطا و تطبيق پارامترها تا تنظيم تقريبي مدل پيگيري مــيشود و بعد با اجراي روش پيگيري و جستجوي خودكار كه با دقت بيشتري انجام ميگيرد بهترين برازش پارامترهاي مدل بدست ميآيد.
بايد توجه داشت كه در طول كاليبراسيون، بعضي از پارامترها نسبت به بقيه حساسترند. يك پارامتر ²حساس²Sensible پارامتري است كه تأثير بيشتري روي خروجي مدل دارد بنابراين اگر مقدار يك پارامتر حساس به آرامي تغيير كند تأثير زيادتري در پيشگويي مدل خواهد داشت. در آناليز حساسيت تخمين دقيق يك پارامتر حساس از اهميت بالايي برخوردار است .
2-ارزيابي دقت مدل )اعتباريابي(: از آنجا كه نتايج حاصل از مدلها در تصميمگيريها و طرحهاي منابع آب و خاك و همچنين مسايل مربوط به سيل و امثال آن كاربرد فراواني دارد. همواره درجه اعتبار و صحت آنها مورد سؤال است. البته از هيچ مدل كامپيوتري نميتوان پيشبينيهاي كامل و دقيقي را انتظار داشت و هميشه بصورت نسبي مطرح است. بنابراين براي رسيدن به نتايج مورد انتظار و اينكه آيا مدل رضايت بخش است يا خير روشهاي توسعه و بهبود ارزيابي دقت مدل ضروري است و اين مرحله از آزمون مدل بعنوان اعتباريابي شناخته ميشود.
محمدخسروشاهی هستم، دکتری اقلیم-هیدرولوژی از دانشگاه تربیت مدرس و کارشناسی ارشد مهندسی آبخیزداری از دانشگاه تهران، نیمی از عمر خدمتی خود را در سازمان جنگلها, مراتع و آبخیزداری کشور ( در زمینه مهار بیابانزایی, آبخیزداری و آموزش منابع طبیعی) سپری کرده ام و از سال 1374 در موسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع كشور به عنوان یک عضو هیات علمی مشغول بکارم. هدف از راه اندازی این وبلاگ، انتشار آموخته های علمی و عملی در طول چهار دهه کار اجرایی-آموزشی و تحقیقاتی برای استفاده کارشناسان، محققان و دانشجویان عزیز دانشگاه ها است