Original Title: Enhancing Evapotranspiration Estimation: A Bibliometric and Systematic Review of Hybrid Neural Networks in Water Resource Management
Source: doi.org/10.32604/cmes.2025.058595
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការលើកកម្ពស់ការប៉ាន់ស្មានការរំហួតទឹក (Evapotranspiration): ការវិភាគគន្ថនិទ្ទេស និងការត្រួតពិនិត្យជាប្រព័ន្ធនៃបណ្ដាញសរសៃប្រសាទកូនកាត់ក្នុងការគ្រប់គ្រងធនធានទឹក

ចំណងជើងដើម៖ Enhancing Evapotranspiration Estimation: A Bibliometric and Systematic Review of Hybrid Neural Networks in Water Resource Management

អ្នកនិពន្ធ៖ Moein Tosan (University of Birjand, Iran), Mohammad Reza Gharib (University of Torbat Heydarieh, Iran), Nasrin Fathollahzadeh Attar (Urmia University, Iran), Ali Maroosi (University of Torbat Heydarieh, Iran)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2025, Computer Modeling in Engineering & Sciences

វិស័យសិក្សា៖ Water Resource Management and Artificial Intelligence

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការប៉ាន់ស្មានការរំហួតទឹក (Evapotranspiration - ET) ប្រកបដោយភាពត្រឹមត្រូវ គឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការគ្រប់គ្រងធនធានទឹកប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព ជាពិសេសក្នុងការប្រឈមមុខនឹងការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ និងកង្វះខាតទឹកទូទាំងសកលលោក។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រចម្រុះរួមមានការវិភាគគន្ថនិទ្ទេស និងការត្រួតពិនិត្យឯកសារជាប្រព័ន្ធ ដើម្បីវាយតម្លៃប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ូដែលបណ្ដាញសរសៃប្រសាទសិប្បនិម្មិតកូនកាត់ (HANNs) ក្នុងការប៉ាន់ស្មាន ET។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Traditional Empirical Methods (e.g., FAO-56 Penman-Monteith)
វិធីសាស្ត្រគណនាបែបប្រពៃណី (ឧទាហរណ៍៖ សមីការ FAO-56 PM)
មានស្តង់ដារច្បាស់លាស់ និងត្រូវបានទទួលស្គាល់ជាសកលសម្រាប់ការធ្វើជាគោល (Benchmark)។ ទាមទារទិន្នន័យឧតុនិយមលម្អិតច្រើន ដែលពិបាករកនៅតំបន់ដែលខ្វះខាតស្ថានីយ៍វាស់វែង។ ត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាតម្លៃគោល (Reference ET0) នៅក្នុងការសិក្សាភាគច្រើន ប៉ុន្តែមានភាពស្មុគស្មាញក្នុងការគណនាដោយផ្ទាល់នៅតំបន់ខ្វះទិន្នន័យ។
Standalone Artificial Neural Networks (MLP, LSTM, CNN)
បណ្ដាញសរសៃប្រសាទសិប្បនិម្មិតទោល (MLP, LSTM, CNN)
មានសមត្ថភាពខ្ពស់ក្នុងការស្វែងយល់ពីទំនាក់ទំនងអថេរស្មុគស្មាញ (Non-linear) និងមិនសូវពឹងផ្អែកលើទិន្នន័យឧតុនិយមពេញលេញ។ ងាយនឹងជួបបញ្ហា Overfitting ប្រសិនបើទិន្នន័យមានតិចតួច ហើយការស្វែងរកស្ថាបត្យកម្មល្អបំផុតមានការលំបាក។ ផ្តល់លទ្ធផលល្អជាងវិធីសាស្ត្រប្រពៃណី ប៉ុន្តែនៅមានកម្រិតបើប្រៀបធៀបជាមួយម៉ូដែលកូនកាត់ក្នុងការស្រាវជ្រាវជាច្រើន។
Hybrid Artificial Neural Networks (HANNs, e.g., ANFIS-PSO, CNN-LSTM)
បណ្ដាញសរសៃប្រសាទកូនកាត់ (HANNs រួមបញ្ចូលជាមួយក្បួនដោះស្រាយសុទិដ្ឋិកម្ម)
បង្កើនភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់ កាត់បន្ថយបញ្ហា Overfitting និងអាចចាប់យកទាំងលក្ខណៈទំហំ (Spatial) និងពេលវេលា (Temporal) នៃទិន្នន័យ។ ទាមទារសមត្ថភាពកុំព្យូទ័រខ្ពស់សម្រាប់ការគណនា មានភាពស្មុគស្មាញ និងជាទម្រង់ប្រអប់ខ្មៅ (Black-box) ដែលពិបាកបកស្រាយ។ អាចកាត់បន្ថយកំហុសរង្វាស់ (RMSE) បានរហូតដល់ ២៥% ទៅ ៣០% បើប្រៀបធៀបជាមួយម៉ូដែលធម្មតា និងមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងតំបន់ខ្វះទិន្នន័យ។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអភិវឌ្ឍម៉ូដែល HANN ទាមទារធនធានកុំព្យូទ័រខ្ពស់ ទិន្នន័យឧតុនិយមនិងរូបភាពផ្កាយរណបច្រើនសន្ធឹកសន្ធាប់ ព្រមទាំងចំណេះដឹងជំនាញអន្តរវិស័យស៊ីជម្រៅ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សាភាគច្រើននៅក្នុងឯកសារនេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅប្រទេសដែលមានតំបន់ស្ងួត ឬពាក់កណ្តាលស្ងួត ដូចជា ចិន អ៊ីរ៉ង់ និងឥណ្ឌា។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជាដែលមានអាកាសធាតុត្រូពិចមូសុង លក្ខណៈនៃទិន្នន័យឧតុនិយមនិងការកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រអាចនឹងខុសគ្នា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ យុទ្ធសាស្រ្តដោះស្រាយកង្វះខាតទិន្នន័យ (Data Scarcity) ដែលបានលើកឡើង គឺមានសារៈសំខាន់បំផុតសម្រាប់កម្ពុជា ដែលនៅខ្វះស្ថានីយ៍វាស់វែងអាកាសធាតុគ្រប់គ្រាន់។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រកូនកាត់បណ្ដាញសរសៃប្រសាទ (HANNs) នេះមានសក្តានុពល និងសារៈប្រយោជន៍ខ្ពស់ណាស់សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ពិសេសក្នុងការគ្រប់គ្រងធនធានទឹក និងវិស័យកសិកម្ម។

ការអនុវត្តម៉ូដែលបញ្ញាសិប្បនិម្មិតក្នុងជលសាស្ត្រនេះ នឹងជួយពង្រឹងសមត្ថភាពអ្នករៀបចំគោលនយោបាយកម្ពុជា ក្នុងការសម្របខ្លួនទៅនឹងការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ និងធានាបាននូវសន្តិសុខស្បៀង។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. ជំហានទី១៖ សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះជលសាស្ត្រ និងការរៀបចំទិន្នន័យ: អ្នកសិក្សាត្រូវយល់ដឹងពីរូបមន្ត FAO-56 Penman-Monteith និងហ្វឹកហាត់ប្រើប្រាស់ភាសាកូដ Python ដោយផ្តោតលើបណ្ណាល័យ Pandas និង NumPy សម្រាប់សម្អាត និងចងក្រងទិន្នន័យអាកាសធាតុ។
  2. ជំហានទី២៖ ស្វែងយល់ពីបណ្ដាញសរសៃប្រសាទសិប្បនិម្មិតទោល (Standalone ANNs): ចាប់ផ្តើមសាងសង់ម៉ូដែលមូលដ្ឋានដូចជា MLP ឬ LSTM ដើម្បីស្វែងយល់ពីដំណើរការទិន្នន័យតាមពេលវេលា (Time-series) ដោយប្រើប្រាស់ TensorFlowPyTorch
  3. ជំហានទី៣៖ អភិវឌ្ឍម៉ូដែលកូនកាត់ និងក្បួនដោះស្រាយសុទិដ្ឋិកម្ម (HANNs & Metaheuristics): សិក្សាពីការរួមបញ្ចូលក្បួនដោះស្រាយដូចជា Particle Swarm Optimization (PSO) ឬ Genetic Algorithm (GA) ជាមួយ Neural Networks ដើម្បីស្វែងរកទម្ងន់ល្អបំផុត (Weights optimization) ដោយអាចប្រើប្រាស់ Scikit-learn ឬកូដកែច្នៃបន្ថែមនៅលើ SciPy
  4. ជំហានទី៤៖ ទាញយក និងប្រើប្រាស់ទិន្នន័យផ្កាយរណប (Remote Sensing Data Integration): សិក្សាប្រើប្រាស់ថ្នាល Google Earth Engine (GEE) ដើម្បីទាញយកទិន្នន័យអាកាសធាតុផ្កាយរណប (ដូចជា MODIS) បញ្ចូលគ្នាជាមួយទិន្នន័យស្ថានីយ៍ផ្ទាល់ ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាកង្វះទិន្នន័យនៅកម្ពុជា។
  5. ជំហានទី៥៖ វាយតម្លៃ និងបកស្រាយលទ្ធផលម៉ូដែល (Evaluation & XAI): វាស់ស្ទង់ភាពត្រឹមត្រូវម៉ូដែលដោយប្រើរង្វាស់កម្រិតខ្ពស់ដូចជា KGE និង Taylor Diagrams ព្រមទាំងប្រើប្រាស់បច្ចេកទេស LIMESHAP ដើម្បីពន្យល់ពីដំណើរការសម្រេចចិត្តរបស់ម៉ូដែល (Interpretability)។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Evapotranspiration (ET) ដំណើរការបរិស្ថាននៃការបាត់បង់ទឹកចូលទៅក្នុងបរិយាកាស តាមរយៈការរំហួតពីផ្ទៃដីផ្ទាល់ និងការបញ្ចេញញើស (រំហួតទឹក) ពីរុក្ខជាតិ។ នៅក្នុងជលសាស្ត្រ វាមានសារៈសំខាន់បំផុតក្នុងការគណនាថាតើដំណាំត្រូវការទឹកប៉ុន្មានដើម្បីលូតលាស់ រួមទាំងការរៀបចំប្រព័ន្ធស្រោចស្រព។ ដូចជាការបែកញើសរបស់មនុស្សពេលហាត់ប្រាណបូករួមនឹងទឹកដែលហួតពីដីពេលត្រូវកម្តៅថ្ងៃ ដែលធ្វើឱ្យរាងកាយឬដីខ្វះជាតិទឹក ហើយត្រូវការផឹកឬស្រោចទឹកបំពេញមកវិញ។
Hybrid Artificial Neural Networks (HANNs) ការរួមបញ្ចូលគ្នារវាងបណ្ដាញសរសៃប្រសាទសិប្បនិម្មិត (AI) ជាមួយនឹងក្បួនដោះស្រាយ ឬរូបមន្តគណិតវិទ្យាផ្សេងៗទៀត (ដូចជាក្បួនដោះស្រាយសុទិដ្ឋិកម្ម ឬតក្កវិជ្ជាស្រពិចស្រពិល) ដើម្បីបង្កើនភាពត្រឹមត្រូវក្នុងការទស្សន៍ទាយ និងដោះស្រាយចំណុចខ្សោយរបស់ម៉ូដែលទោលធម្មតា។ ដូចជាការបង្កើតក្រុមការងារមួយដែលមានអ្នកពូកែគិតលេខម្នាក់ និងអ្នកពូកែរៀបចំយុទ្ធសាស្ត្រម្នាក់ឱ្យធ្វើការជាមួយគ្នា ដើម្បីដោះស្រាយលំហាត់ដែលពិបាកខ្លាំង។
Bibliometric Analysis ការប្រើប្រាស់ស្ថិតិនិងគណិតវិទ្យាដើម្បីវិភាគលើអត្ថបទស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្ររាប់រយ ឬរាប់ពាន់ ដើម្បីស្វែងយល់ពីនិន្នាការនៃការសិក្សា អ្នកស្រាវជ្រាវឆ្នើមៗ ស្ថាប័ន និងបណ្តាញទំនាក់ទំនងនៃចំណេះដឹងនៅក្នុងវិស័យណាមួយ។ ដូចជាការមើលបញ្ជី "Trending" នៅលើបណ្ដាញសង្គម ដើម្បីដឹងថាគេកំពុងនិយមនិយាយពីរឿងអ្វី អ្នកណាជាអ្នកផុសល្បីជាងគេ និងពាក្យគន្លឹះអ្វីដែលគេប្រើប្រាស់ច្រើនជាងគេបំផុត។
Long Short-Term Memory (LSTM) ជាប្រភេទនៃម៉ូដែល AI កម្រិតខ្ពស់ (Recurrent Neural Network) ដែលមានសមត្ថភាពចងចាំព័ត៌មានពីអតីតកាលក្នុងរយៈពេលយូរ ហើយអាចប្រើប្រាស់វាដើម្បីទស្សន៍ទាយព្រឹត្តិការណ៍បន្តបន្ទាប់ (Time-series) ដូចជាអាកាសធាតុប្រចាំថ្ងៃ ដោយមិនងាយបាត់បង់ទិន្នន័យចាស់ៗ។ ដូចជាសិស្សម្នាក់ដែលអានសៀវភៅរឿងវែងមួយ ហើយនៅតែអាចចងចាំសាច់រឿងពីជំពូកទី១ ដើម្បីយកមកទាយដឹងពីសាច់រឿងនៅជំពូកចុងក្រោយបានយ៉ាងច្បាស់។
Metaheuristic Optimization Algorithms ជាក្បួនដោះស្រាយកម្រិតខ្ពស់ដែលជារឿយៗយកត្រាប់តាមបាតុភូតធម្មជាតិ (ដូចជាការហោះហើរជាហ្វូងរបស់សត្វស្លាប ឬការវិវឌ្ឍតាមសែន) ដើម្បីស្វែងរកចម្លើយដែលល្អបំផុត ឬសឹងតែល្អបំផុត សម្រាប់ដោះស្រាយបញ្ហាគណិតវិទ្យាដ៏ស្មុគស្មាញ និងជួយកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រឱ្យ AI ។ ដូចជាការបញ្ជូនហ្វូងសត្វឃ្មុំរាប់ពាន់ក្បាលឱ្យហោះខ្ចាត់ខ្ចាយគ្នាដើម្បីស្វែងរកសួនផ្កាដែលធំជាងគេនៅក្នុងព្រៃ ដោយពួកវាចេះហៅគ្នាពេលរកឃើញទីតាំងល្អ។
Overfitting បញ្ហាដែលកើតឡើងនៅពេលដែលម៉ូដែល AI ទន្ទេញចាំទិន្នន័យចាស់ (ទិន្នន័យហ្វឹកហាត់) ខ្លាំងពេក រហូតដល់វាបាត់បង់សមត្ថភាពក្នុងការទស្សន៍ទាយ ឬធ្វើការងារបានត្រឹមត្រូវជាមួយទិន្នន័យថ្មីៗដែលវាមិនធ្លាប់ជួបពីមុនមក។ ដូចជាសិស្សដែលខំទន្ទេញចាំមាត់នូវចម្លើយលំហាត់ក្នុងសៀវភៅពុម្ពទាំងអស់ ប៉ុន្តែដល់ពេលប្រឡងគ្រូចេញលំហាត់ប្តូរលេខ បែរជាមិនចេះធ្វើទាល់តែសោះ។
Local Interpretable Model-Agnostic Explanations (LIME) បច្ចេកទេសមួយដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីបកស្រាយ និងពន្យល់ពីមូលហេតុនៅពីក្រោយការសម្រេចចិត្ត ឬការទស្សន៍ទាយរបស់ម៉ូដែល AI ដែលមានលក្ខណៈស្មុគស្មាញដូចជាប្រអប់ខ្មៅ (Black-box) ធ្វើឱ្យអ្នកប្រើប្រាស់អាចយល់ និងជឿទុកចិត្តលើលទ្ធផលរបស់វាបាន។ ដូចជាការស្នើសុំឱ្យវេជ្ជបណ្ឌិតពន្យល់ពីមូលហេតុលម្អិត (ផ្អែកលើរោគសញ្ញា ឬលទ្ធផលឈាមណាខ្លះ) ដែលនាំឱ្យគាត់សន្និដ្ឋានថាអ្នកជំងឺមានជំងឺនេះ ជាជាងគ្រាន់តែប្រាប់ឈ្មោះជំងឺតែម្តង។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖