Parameter Estimation of Partial Differential Equation Models
Notice bibliographique
Résumé
Partial differential equation (PDE) models are commonly used to model complex dynamic systems in applied sciences such as biology and finance. The forms of these PDE models are usually proposed by experts based on their prior knowledge and understanding of the dynamic system. Parameters in PDE models often have interesting scientific interpretations, but their values are often unknown, and need to be estimated from the measurements of the dynamic system in the present of measurement errors. Most PDEs used in practice have no analytic solutions, and can only be solved with numerical methods. Currently, methods for estimating PDE parameters require repeatedly solving PDEs numerically under thousands of candidate parameter values, and thus the computational load is high. In this article, we propose two methods to estimate parameters in PDE models: a parameter cascading method and a Bayesian approach. In both methods, the underlying dynamic process modeled with the PDE model is represented via basis function expansion. For the parameter cascading method, we develop two nested levels of optimization to estimate the PDE parameters. For the Bayesian method, we develop a joint model for data and the PDE, and develop a novel hierarchical model allowing us to employ Markov chain Monte Carlo (MCMC) techniques to make posterior inference. Simulation studies show that the Bayesian method and parameter cascading method are comparable, and both outperform other available methods in terms of estimation accuracy. The two methods are demonstrated by estimating parameters in a PDE model from LIDAR data.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,017 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».