Deep learning convolutional neural network in rainfall–runoff modelling
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Rainfall–runoff modelling is complicated due to numerous complex interactions and feedback in the water cycle among precipitation and evapotranspiration processes, and also geophysical characteristics. Consequently, the lack of geophysical characteristics such as soil properties leads to difficulties in developing physical and analytical models when traditional statistical methods cannot simulate rainfall–runoff accurately. Machine learning techniques with data-driven methods, which can capture the nonlinear relationship between prediction and predictors, have been rapidly developed in the last decades and have many applications in the field of water resources. This study attempts to develop a novel 1D convolutional neural network (CNN), a deep learning technique, with a ReLU activation function for rainfall–runoff modelling. The modelling paradigm includes applying two convolutional filters in parallel to separate time series, which allows for the fast processing of data and the exploitation of the correlation structure between the multivariate time series. The developed modelling framework is evaluated with measured data at Chau Doc and Can Tho hydro-meteorological stations in the Vietnamese Mekong Delta. The proposed model results are compared with simulations of long short-term memory (LSTM) and traditional models. Both CNN and LSTM have better performance than the traditional models, and the statistical performance of the CNN model is slightly better than the LSTM results. We demonstrate that the convolutional network is suitable for regression-type problems and can effectively learn dependencies in and between the series without the need for a long historical time series, is a time-efficient and easy to implement alternative to recurrent-type networks and tends to outperform linear and recurrent models.
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 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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».