افزایش دقت پهنه‌بندی تابش خورشیدی با تلفیق داده‌ها در روش کوکریجینگ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی نقشه‌برداری، دانشکده مهندسی علوم زمین، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران

2 گروه مهندسی نقشه‌برداری، دانشکده مهندسی علوم زمین، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران

3 کارشناسی مهندسی عمران نقشه‌برداری، دانشکده مهندسی علوم زمین دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران

10.22111/j10.22111.2022.7009

چکیده

محاسبه‌‌ی دقیق مقدار تابش خورشیدی در یک گستره‌ی مکانی نقش مؤثری در اقلیم‌شناسی و کشاورزی منطقه، برآورد میزان تبخیر و تعرق، مکان‌یابی نیروگاه خورشیدی و به‌کارگیری سیستم‌های فتوولتائیک دارد. دقیق‌ترین روش برآورد تابش خورشیدی برداشت نقطه‌ای در ایستگاه‌های زمینی با استفاده از دستگاه‌های آفتاب‌نگار است که در آن اندازه‌گیری‌ها با استفاده از روش‌های درون‌یابی به یک سطح پیوسته تعمیم داده می‌شوند. هدف اصلی این تحقیق افزایش دقت پهنه‌بندی تابش خورشیدی در گستره‌ی کشور ایران در قالب روش کوکریجینگ است. بدین منظور ابتدا میزان تابش خورشیدی با استفاده از مدل ارتفاع رقومی (DEM) و ابزار مکانیSolar Radiation در نرم‌افزار ArcGIS محاسبه گردید. در ادامه ضریب همبستگی (R) بین مقادیر به‌دست‌آمده از نرم‌افزار با مقادیر تابش خورشیدی اندازه-گیری شده در ایستگاه‌های زمینی محاسبه شد. با توجه به 713/0R= بین این دو داده، با روش کوکریجینگ داده‌ها با هم تلفیق‌شده و سطح پیوسته‌ی تابش خورشیدی برای کل کشور محاسبه گردید. نتایج نشان داد که محاسبه‌ی تابش خورشیدی با استفاده از ابزار Area Solar GIS در مقایسه با داده‌های زمینی دقت کافی ندارند، ولی تلفیق این دو داده ضمن تاثیر دادن توپوگرافی در محاسبه‌ی تابش خورشیدی، موجب افزایش دقت درون‌یابی به اندازه‌ی %11 می‌شود. لذا اگرچه ممکن است مدل‌های موجود برای برآورد تابش خورشیدی در مقایسه با داده‌های زمینی در مقیاس کشوری دقت کافی را نداشته باشند، اما می‌توان از آن‌ها برای بهبود دقت درون‌یابی داده‌های زمینی استفاده نمود. بر اساس نقشه‌ی نهایی اکثر مناطق کشور به غیر از مناطق شمالی و شمال‌غربی بالاتر از متوسط جهانی (w/m2340) تابش خورشیدی دریافت می‌کنند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Increasing the accuracy of solar radiation interpolation by combining data in the cokriging method

نویسندگان [English]

  • Navid Hooshangi 1
  • S. reza Ghaffari razin 2
  • Mohammad sajad Karimi 3
1 Department of Surveying Engineering, College of Earth Sciences Engineering, Arak University of Technology, Arak, Iran
2 Department of Surveying Engineering, College of Earth Sciences Engineering, Arak University of Technology, Arak, Iran
3 B.S. of Surveying Engineering, College of Earth Sciences Engineering, Arak University of Technology, Arak, Iran
چکیده [English]

Accurate calculation of the amount of solar radiation in an area has an effective role in the climatology and agriculture of the region. Point measurements at ground stations using pyranometers are the most accurate method of estimating solar radiation, in which measurements are extended to a continuous surface using spatial interpolation methods. The main purpose of this study is to increase the accuracy of solar radiation zoning in Iran using Cokriging method. For this purpose, the amount of solar radiation was first calculated using the Digital Elevation Model (DEM) and the Solar Radiation spatial toolbox in ArcGIS software. Then the correlation coefficient(R) between the obtained values from the software with the values of solar radiation measured at ground stations was calculated. According to R = 0.713 between these two data, by Cokriging method, these two data were combined and the continuous surface of solar radiation for the whole of the country was calculated. The results showed that the calculation of solar radiation using Area Solar GIS tool is not accurate enough compared to ground data, but the combination of the two data, while affecting the topography in the calculation of solar radiation, increases the interpolation accuracy by 11%. Therefore, although existing models may not be accurate enough to estimate solar radiation on a national scale compared to terrestrial data, they can be used to improve the accuracy of terrestrial data zoning. According to the final map, most regions of the country receive solar radiation above the global average (340 w/m2).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Solar radiation
  • Geospatial Information System (GIS)
  • Spatial interpolation
  • Corkriging
  • Solar Radiation tool