application of artificial neural networks in simulating and forecasting of meteorological drought decile percentage index (case study: sistan & balouchestan province)

[ ' c o n s e c u t i v e d r o u g h t s i n s i s t a n a n d b a l o o c h e s t a n p r o v i n c e c a u s e w a t e r r e s o u r c e s r e s t r i c t i o n a n d t h i s i s a v e r y s i g n i f i c a n t p r o b l e m f o r t h i s r e g i o n . i n t h i s s t u d y ' , ' i n o r d e r t o f o r e c a s t t h e d r o u g h t c y c l e i n 9 c l i m a t o l o g i c a l s t a t i o n s i n t h e p r o v i n c e ' , ' w e u s e d a r t i f i c i a l n e u r a l n e t w o r k s . t h e i n p u t d a t a w e r e a v e r a g e o f a n n u a l r a i n f a l l d a t a i n a l l s t a t i o n s a n d a l s o d e c i l e s p r e c i p i t a t i o n i n d e x ' , ' w h i c h t h e f i r s t 3 0 y e a r s f r o m 1 9 7 1 t o 2 0 0 0 u s e d f o r t r a i n i n g t h e n e t w o r k a n d t h e l a s t 8 y e a r s f r o m 2 0 0 1 t o 2 0 0 8 f o r s i m u l a t i n g i t . t h e n e t w o r k c o n s i s t s o f m u l t i l a y e r p e r c e p t r o n ( m l p ) a n d b a c k p r o p a g a t i o n a l g o r i t h m ( b p ) a n d a l s o s i g m o i d t r a n s f e r f u n c t i o n . n u m b e r o f n e u r o n s i n h i d d e n l a y e r w a s 1 0 w i t h 1 ' , 1 0 , ' 1 s t r u c t u r e a n d w a s c a l c u l a t e d b a s e d o n t h e l o w e s t r m s e . t h e n d r o u g h t p r e d i c t i o n w a s d o n e i n n e u r a l n e t w o r k w i t h t h e t r a i n e d a l g o r i t h m a n d w i t h o u t u s i n g a c t u a l a n d o b s e r v e d d a t a i n 2 0 0 9 t o 2 0 1 2 . r e s u l t s s h o w e d t h a t ' , ' t h e n e t w o r k w a s a b l e t o s i m u l a t e a n d f o r e c a s t d p i i n d e x w i t h 9 7 % r e g r e s s i o n a n d a v e r a g e r m s e e r r o r l e s s t h a n 5 % . a c c o r d i n g t o d r o u g h t i n d i c e s ' , ' r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e d r o u g h t w i l l h a v e a n i n c r e a s i n g t r e n d i n a l l s t a t i o n s i n t h i s r e g i o n i n 2 0 0 9 t o 2 0 1 1 . t h e r e f o r e ' , ' b y u s i n g t h i s m e t h o d ' , ' d r o u g h t c a n b e p r e d i c t e d i n l a t e r y e a r s w i t h o u t a n y n e e d t o h a v e a c t u a l m e t e o r o l o g i c a l d a t a a n d a l s o c a n b e u s e d i n w a t e r r e s o u r c e s m a n a g e m e n t ' , ' d r o u g h t m a n a g e m e n t a n d c l i m a t e c h a n g e s . ' ]