سرفصل های دوره هوش مصنوعی عمران (سطح پیشرفته ویژه گرایش سازه های هیدرولیکی و آب)

روشهای یادگیری ماشین و یادگیری عمیق در مطالعات تغییر اقلیم و منابع آب
مدت دوره: ۳۰ ساعت
پیشنیاز: آشنایی مقدماتی با آمار و برنامهنویسی
آشنایی با تغییر اقلیم و منابع آب
- مفاهیم پایه تغییر اقلیم
- چرخه هیدرولوژی و اثرات تغییر اقلیم
- کاربرد هوش مصنوعی در منابع آب
- معرفی پروژههای موفق دنیا
- انواع دادههای هیدرولوژی و اقلیم
- معرفی پایگاههای داده
تمرین
دانلود و بررسی دادههای بارش، دما و رواناب
پیشپردازش دادههای اقلیمی و هیدرولوژی
- خواندن دادهها در Python
- پاکسازی دادهها
- دادههای گمشده
- تشخیص دادههای پرت
- نرمالسازی
- استانداردسازی
- Feature Engineering
- ساخت Lag Features
- Rolling Window
تمرین
آمادهسازی یک دیتاست واقعی بارش و رواناب
یادگیری ماشین (بخش اول)
- Linear Regression
- Ridge
- Lasso
- Elastic Net
- Decision Tree
- Random Forest
کاربردها
- پیشبینی رواناب
- پیشبینی دبی رودخانه
- پیشبینی تراز مخزن
یادگیری ماشین (بخش دوم)
- Gradient Boosting
- XGBoost
- LightGBM
- CatBoost
- HistGradientBoosting
تنظیم Hyperparameter
Feature Importance
کاربردها
- پیشبینی خشکسالی
- پیشبینی کیفیت آب
- پیشبینی تبخیر
مدلهای یادگیری عمیق
- شبکه عصبی مصنوعی
- MLP
- CNN
- RNN
- LSTM
- Bi-LSTM
- GRU
کاربردها
- پیشبینی سری زمانی منابع آب
مدلهای پیشرفته یادگیری عمیق
- Seq2Seq
- Attention
- Transformer
- CNN-LSTM
- Autoencoder-LSTM
کاربردها
- پیشبینی خشکسالی
- پیشبینی سیلاب
- پیشبینی کیفیت آب
ارزیابی مدلها
شاخصهای عملکرد
- MAE
- RMSE
- MSE
- NSE
- R²
- KGE
- IA
- PBIAS
روشهای اعتبارسنجی
- Hold-out
- Cross Validation
- Time Series Split
تحلیل خطا
هوش مصنوعی قابل تفسیر
- SHAP
- Permutation Importance
- Partial Dependence Plot
- ICE Plot
تحلیل اهمیت متغیرها
کاربرد در
- بارش
- دما
- رطوبت خاک
- رواناب
کاربردهای هوش مصنوعی در منابع آب
پیشبینی
- سیلاب
- خشکسالی
- رواناب
- تبخیر
- رطوبت خاک
- کیفیت آب
- رسوب
- آب زیرزمینی
استفاده از دادههای
- ERA5
- NASA POWER
- CHIRPS
- CMIP6
پروژه جامع
پیادهسازی کامل یک پروژه واقعی
مراحل
- ورود داده
- پیشپردازش
- انتخاب ویژگی
- آموزش مدل
- تنظیم Hyperparameter
- ارزیابی
- تفسیر نتایج
- تهیه نمودارهای علمی
- مقایسه مدلها
پروژههای عملی دوره
در طول دوره شرکتکنندگان حداقل با پنج پروژه واقعی کار خواهند کرد:
پیشبینی دبی رودخانه
پیشبینی وقوع سیلاب
پیشبینی شاخص خشکسالی (SPI/SPEI)
پیشبینی کیفیت آب (WQI)
پیشبینی رطوبت خاک