A Comparative Study of non-deep Learning, Deep Learning, and Ensemble Learning Methods for Sunspot Number Prediction
Notice bibliographique
Résumé
Solar activity has significant impacts on human activities and health. One most commonly used measure of solar activity is the sunspot number. This paper compares three important non-deep learning models, four popular deep learning models, and their five ensemble models in forecasting sunspot numbers. In particular, we propose an ensemble model called XGBoost-DL, which uses XGBoost as a two-level nonlinear ensemble method to combine the deep learning models. Our XGBoost-DL achieves the best forecasting performance (RMSE =25.70 and MAE =19.82) in the comparison, outperforming the best non-deep learning model SARIMA (RMSE =54.11 and MAE =45.51), the best deep learning model Informer (RMSE =29.90 and MAE =22.35) and the NASA’s forecast (RMSE =48.38 and MAE =38.45). Our XGBoost-DL forecasts a peak sunspot number of 133.47 in May 2025 for Solar Cycle 25 and 164.62 in November 2035 for Solar Cycle 26, similar to but later than the NASA’s at 137.7 in October 2024 and 161.2 in December 2034. An open-source Python package of our XGBoost-DL for the sunspot number prediction is available at https://github.com/yd1008/ts_ensemble_sunspot.
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 | 0,004 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».