ارزیابی مدل‌های سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی در برآورد عملکرد زعفران با استفاده از داده‌های هواشناسی

زعفران یکی از باارزش‌ترین گیاهان کشاورزی و دارویی جهان است و جایگاه ویژه‌ای در صادرات محصولات ایران دارد. در حال حاضر، ایران بزرگ‌ترین تولیدکننده و صادرکننده زعفران در جهان است و بیش از ۹۳٫۷٪ از تولید جهانی متعلق به ایران می‌باشد. با این حال، با وجود سابقه طولانی کشت زعفران و ارزش افزوده آن در مقایسه با بسیاری از سایر محصولات کشور، سهم تکنولوژی‌های نوین در آن کمتر است و تولید آن عمدتاً مبتنی بر دانش محلی است.

این مطالعه با هدف توسعه و ارزیابی عملکرد مدل سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی (ANFIS) در محاسبه عملکرد زعفران با استفاده از داده‌های هواشناسی از ۲۰ ایستگاه سینوپتیک استان انجام شد، شامل تبخیر و تعرق، دما (حداکثر، حداقل)، میانگین رطوبت نسبی و میزان بارش. برای این منظور، با استفاده از نرم‌افزار Wingamma، داده‌ها و پارامترها تحلیل شد و بهترین ترکیب‌های ورودی برای مدل تعیین گردید.به منظور ارزیابی مدل‌ها، از پارامترهای آماری ضریب همبستگی، میانگین خطای مطلق و میانگین خطای مربع برای پیش‌بینی عملکرد گیاه استفاده شد. مدل ANFIS زمانی که داده‌های دمای حداقل کل، بارش، تبخیر و تراکم نسبی رطوبت پاییز به‌عنوان متغیرهای مستقل برای پیش‌بینی عملکرد استفاده شدند، بیشترین مؤثریت را داشت (R2= 0.5627، RMSE= 2.051 کیلوگرم در هکتار، و MAE = 1.7274 کیلوگرم در هکتار).

Saffron is one of the most valuable agricultural and medicinal plants of the world and has a special place in Iranchr(’39’)s export of products. Presently, Iran is the worldchr(’39’)s largest producer and exporter of saffron and more than 93/7% of the world production belongs to Iran. However, despite the long history of saffron cultivation and its value-added in comparison to many of the other crops in the country, a lower share of new technologies is assigned to it, and its production is mainly based on local knowledge.

This study aimed to develop and evaluate the performance of Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System model (ANFIS) in calculating the yield of saffron using meteorological data from 20 synoptic stations in the province, including evapotranspiration, temperature (maximum, minimum), the mean relative humidity, and rainfall. To this end, by using software Wingamma, data and parameters were analyzed and the best combinations of inputs to the model were determined. In order to assess the models, statistical parameters of correlation coefficient, the mean absolute error, and mean square error were used to predict the performance of the plant. ANFIS model was most effective when the data of total minimum temperature, precipitation, evapotranspiration, and relative humidity of autumn were used as independent variables for forecasting yield (R2= 0.5627, RMSE= 2.051 kg ha-1, and MAE = 1.7274 kg ha-1).