Improving Hybrid Models For Precipitation Forecasting By Combining Nonlinear Machine Learning Methods
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Precipitation forecast, especially on monthly and annual scales, is a key for optimal water resources management and planning, especially in semiarid climates with scarce water. The traditional hybrid models, in which two statistical models are used to separate and simulate linear and nonlinear components of precipitation time series, are still unable to provide accurate precipitation forecasts. This research aims to improve hybrid forecast models by combining one linear model and three nonlinear models with two preprocessing configurations: 1) using residuals of a linear model, representing the nonlinear component with different time steps and 2) using original time series of observations with different time steps, linear model simulations and residuals. Gene Expression Programming (GEP), Support Vector Regression (SVR) and Group Method of Data Handling (GMDH) models were used individually as in the traditional hybrid models and combinedly as in the proposed hybrid models in this study. The performance of the hybrid models was improved by different methods such as inverse variance (Iv) as an error-based method, least square regression, genetic algorithm and SVR. Two weather stations of Tabriz (annual) and Rasht (monthly) in Iran were selected to test the developed models. The results showed that Theil’s coefficient, UII, decreased in configuration one for the Tabriz station by 9% and 15% for SVR and GMDH relative to GEP, suggesting that these two models performed better than GEP in the precipitation forecast. The error criteria used in developing the proposed hybrid models with all forecast combination methods better represent observations than the hybrid model. MSE decreased by 67% and Nash Sutcliffe increased by 5% in the Rasht station in configuration two when we combined the three models using GA to obtain the improved hybrid model relative to the hybrid model combined with SVR. Generally, the hybrid models when SVR, the error based methods and GA were incorporated showed better performance than traditional hybrid models. The developed models have implications for modeling highly nonlinear systems using full advantages of machine learning methods.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».