امكان سنجي بهبود توان تفكيك مكاني نقشه‌هاي پتانسيل انرژي خورشيدي حاصل از مدل‌هاي رقومي ارتفاعي جهاني با استفاده از روش يادگيري عميق

كارشناسي ارشد

در پي مشكلات زيست محيطي ناشي از سوزاندن سوخت‌هاي فسيلي، استفاده از منابع انرژيتجديدپذير مانند؛ پتانسيل انرژي خورشيدي، بسيار مورد توجه قرار گرفته است. به منظور مكان‌يابي محل مناسب براي نصب صفحات خورشيدي، نقشه‌هاي پتانسيل انرژي خورشيدي با توان تفكيك مكاني مناسب در مناطق با كاربري‌هاي مختلف شهري، غير شهري و حاشيه بزرگراه‌ها مورد نياز است. توليد نقشه‌هاي دقيق پتانسيل انرژي خورشيدي توسط مدل‌هاي تخمين ميزان تابش خورشيدي، نيازمند مدل‌هاي رقومي سطح (DSM) با توان تفكيك مكاني بالاست. دستيابي به مدل‌هاي رقومي سطحدقيق با توان تفكيك مكاني بالا نظير؛ مدل رقومي سطح لايدار براي تمام مناطق جهان امكان‌پذير نيست و اگر هم باشد هزينه مالي و محاسباتي بسياري به دنبال دارد. در اين تحقيق، از مدل‌هاي رقومي سطحجهاني با توان تفكيك مكاني حدوداً 30 متر كه تقريباً براي تمام مناطق جهان در دسترس هستند، به منظور توليد نقشه‌هاي ميانگين ساليانه پتانسيل انرژي خورشيدي توسط مدل‌هاي تخمين ميزان تابش خورشيدي، در منطقه مطالعاتي كشور هلند، استفاده شده است. سپس توان تفكيك مكاني نقشه‌هاي پتانسيل انرژي خورشيدي حاصل از مدل‌هاي رقومي سطح جهاني توسط تكنيك‌هاي بهبود توان تفكيك مكاني مبتني بر يادگيري عميق مانند EDSRو مدل بهبود توان تفكيك مكاني بر پايهU-Net با ساختارهاي پايه مختلف Resnet 18, 34, 50,101، 5 مرتبه بهبود يافته است. پس از ارزيابي دقت نقشه‌هاي پتانسيل انرژي خورشيدي حاصل از مدل‌هاي رقومي سطح جهاني نسبت به نقشه پتانسيل انرژي خورشيدي حاصل از مدل رقومي سطح لايدار، نقشه پتانسيل انرژي خورشيدي حاصل از مدل رقومي سطح Copernicus، انتخاب شد. مدل‌هايبهبود توان تفكيك مكاني بر اساس داده‌هاينقشه پتانسيل انرژي خورشيدي حاصل از مدل رقومي سطح لايدار آموزش و تست شدند. پس از ارزيابي دقت مدل‌هايبهبود توان تفكيك مكاني،مدل EDSR به عنوان مدل دقيق‌تر و پايدارتر (Test-rRMSE = 0.1331 KWh/m2, Test-rMAE = 0.0283 KWh/m2) در امر بهبود توان تفكيك مكاني نقشه پتانسيل انرژي خورشيدي حاصل از مدل رقومي سطحلايدار انتخاب شد.در مرحله پيش‌بيني مدل EDSR، از نقشه پتانسيل انرژي خورشيدي حاصل از مدل رقومي سطح Copernicusاستفاده شد. ارزيابي نتايج بهبود توان تفكيك مكاني نقشه پتانسيل انرژي خورشيدي حاصل از مدل رقومي سطح Copernicusتوسط مدل EDSR، نشان داد كه نقشه‌هاي پتانسيل انرژي خورشيدي حاصل از مدل رقومي سطح Copernicusبا توان تفكيك مكاني 6 متر نه تنها توان تفكيك مكاني بالاتري در مقايسه با نقشه پتانسيل انرژي خورشيدي حاصل از مدل رقومي سطح Copernicus با توان تفكيك مكاني 30 متر دارند، بلكه دقت بيشتري، به ويژه در مناطق شهري و حاشيه بزرگراه‌ها، نسبت به نقشه پتانسيل انرژي خورشيدي حاصل از مدل رقومي سطح لايداربه دست مي‌دهند. همچنين، نقشه مكان‌يابي ساختمان‌هاي مناسب جهت نصب پنل خورشيدي كه مبتني بر نقشه پتانسيل انرژي خورشيدي حاصل از مدل رقومي سطح Copernicusبا توان تفكيك مكاني 6 متر (پيش‌بيني شده توسط مدل EDSR) دقت بيشتر و همبستگي بيشتري، در مقايسه با نقشه مكان‌يابي مبتني بر نقشه پتانسيل انرژي خورشيدي حاصل ازمدل رقومي سطح Copernicusبا توان تفكيك مكاني 30 متر، به نقشه حاصل از مدل رقومي سطح لايداردارد.

227460

دانشگاه اصفهان

مهندسي نقشه برداري- سيستم هاي اطلاعات مكاني

حسين باقري