• شماره ركورد
    23501
  • شماره راهنما
    MAP2 111
  • عنوان

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

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي نقشه برداري- سيستم هاي اطلاعات مكاني
  • دانشكده
    مهندسي عمران و حمل و نقل
  • تاريخ دفاع
    اذرماه 1402
  • صفحه شمار
    72 ص.
  • استاد راهنما
    حسين باقري
  • كليدواژه فارسي
    مدل رقومي سطح , نقشه پتانسيل انرژي خورشيدي , مدل سوپررزولوشن , يادگيري عميق , صفحات خورشيدي
  • چكيده فارسي
    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.
  • كليدواژه لاتين
    Solar Panels , Super Resolution , Digital Surface Model , Solar Energy Potential Map , Deep Learning
  • عنوان لاتين
    Feasibility of Super-Resolution of Solar Potential Energy Maps Obtained from Global Digital Elevation Models using Deep Learning
  • گروه آموزشي
    مهندسي نقشه برداري
  • چكيده لاتين
    In response to the environmental issues caused by the burning of fossil fuels, there has been a significant focus on utilizing renewable energy sources such as solar energy. To identify suitable locations for installing solar panels, maps of solar energy potential with appropriate spatial resolution are required for various urban, non-urban, and highway fringe areas. Generating accurate maps of solar energy potential relies on models that estimate solar radiation levels, which necessitate high-resolution Digital Surface Models (DSMs). However, obtaining highly-resolved DSMs, such as LiDAR-derived digital elevation models, for all regions worldwide is not feasible, and even if available, it entails significant financial and computational costs.In this study, globally available DSMs with an approximate spatial resolution of 30 meters were used to generate maps of annual average solar energy potential using solar radiation estimation models in the study area of the Netherlands. Subsequently, the spatial resolution of the solar energy potential maps derived from the global DSM models was improved using deep learning-based super resolution techniques such as EDSR (Enhanced Deep Super-Resolution) and U-Net-based super resolution models with different backbones like Resnet 18, 34, 50, and 101. The spatial resolution of the solar energy potential maps was improved five times. After eva‎luating the accuracy of the solar energy potential maps derived from the global DSM models compared to the solar energy potential map obtained from the LiDAR-derived DSM model, the solar energy potential map from the Copernicus DSM was selected. The super resolution models were trained and tested based on the solar energy potential maps obtained from the Copernicus DSM. After eva‎luating the accuracy of the super resolution models, the EDSR model was chosen as the more accurate and stable model (Test-rRMSE = 0.1331 KWh/m2, Test-rMAE = 0.0283 KWh/m2) for improving the spatial resolution of the solar energy potential map derived from the Copernicus DSM.In the prediction stage of the EDSR model, the solar energy potential map derived from the Copernicus DSM was utilized. The eva‎luation of the results of the super resolution of the solar energy potential map derived from the Copernicus DSM using the EDSR model indicated that the solar energy potential maps with a spatial resolution of 6 meters not only had a higher spatial resolution compared to the solar energy potential map from the Copernicus DSM with a spatial resolution of 30 meters but also exhibited higher accuracy, particularly in urban areas and highway fringes, compared to the solar energy potential map derived from the LiDAR-derived DSM model. Furthermore, the solar panel placement mapping based on the solar energy potential map derived from the Copernicus DSM with a spatial resolution of 6 meters (predicted by the EDSR model) demonstrated higher accuracy and correlation compared to the mapping based on the solar energy potential map derived from the Copernicus DSM with a spatial resolution of 30 meters in comparison to the mapping based on the LiDAR-derived DSM model.
  • تعداد فصل ها
    5
  • فهرست مطالب pdf
    31698
  • نويسنده

    حسيني، مريم