MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W1627096583 · doi:10.1029/2005wr003971

Bayesian neural network for rainfall‐runoff modeling

2006· article· en· W1627096583 sur OpenAlexafffundabout
Mohammad Sajjad Khan, Paulin Coulibaly

Notice bibliographique

RevueWater Resources Research · 2006
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueHydrological Forecasting Using AI
Établissements canadiensMcMaster University
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésPosterior probabilityArtificial neural networkBayesian probabilityGaussianBayesian linear regressionConjugate priorPrior probabilityComputer scienceBayes' theoremBayesian hierarchical modelingBayesian networkBayesian experimental designStatisticsMathematicsBayesian inferenceArtificial intelligence

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

In this paper, a Bayesian learning approach is introduced to train a multilayer feed‐forward network for daily river flow and reservoir inflow simulation in a cold region river basin in Canada. In Bayesian approach, uncertainty about the relationship between inputs and outputs is initially taken care of by an assumed prior distribution of parameters (weights and biases). This prior distribution is updated to posterior distribution using a likelihood function following Bayes' theorem while data are observed. This posterior distribution is called the objective function of a network in the Bayesian learning approach. The objective function is maximized using a suitable optimization technique. Once the network is trained, the predictive distribution of the network outputs is obtained by integrating over the posterior distribution of weights. In this study, Gaussian prior distribution and a Gaussian noise model are used in defining posterior distribution. The network has been optimized using a scaled conjugate gradient technique. Posterior distribution of weights is approximated to Gaussian during prediction. Prediction performance of the Bayesian neural network (BNN) is compared with the results obtained from a standard artificial neural network (ANN) model and a widely used conceptual rainfall‐runoff model, namely, HBV‐96. The BNN model outperformed the conceptual model and slightly outperformed the standard ANN model in simulating mean, peak, and low river flows and reservoir inflows. The significant contribution of the Bayesian method over the conventional ANN approach, among others, is the uncertainty estimation of the outputs in the form of confidence intervals which are particularly needed in practical water resources applications. Prediction confidence limits (or intervals) indicate the extent to which one can rely on predictions for decision making. It is shown that the BNN can provide reliable streamflow and reservoir inflow forecasts without a loss in model prediction accuracy as compared to standard ANN and conceptual model HBV. Another significant advantage of BNN approach is that the overfitting and underfitting problems are automatically taken care of by the Bayesian learning algorithm, which conversely remain serious problems with conventional ANN learning algorithm.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,018
Score d'incertitude au seuil0,035

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,060
Tête enseignante GPT0,309
Écart entre enseignants0,249 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations154
Publié2006
Routes d'admission3
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueWater Resources ResearchMême sujetHydrological Forecasting Using AITravaux en français237 207