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Enregistrement W4229643811 · doi:10.36334/modsim.2017.g1.erechtchoukova

Role of a 'combination rule' in hybrid short-term prediction of hydrological events

2017· article· en· W4229643811 sur OpenAlexaff
Marina G. Erechtchoukova, Peter A. Khaiter, M Ditmans, D Khaiter

Notice bibliographique

RevueMODSIM · 2017
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueHydrological Forecasting Using AI
Établissements canadiensYork University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésTerm (time)Computer scienceData mining

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Data-driven hydrological predictions based on supervised classification have recently gained momentum.This technique supports the classification of waterbodies and flood events that occur at different watersheds, predictions of a class of a hydrological event, e.g., 'high-' or 'low-flow', as opposed to forecasting magnitudes of streamflow characteristics generated by ANNs, regression models or other modelling tools.Flood management teams declare a state of emergency and/or take mitigation measures based on a set of business rules reflecting water level exceedance of an established threshold.Therefore, predicting a class of a hydrological event, e.g.'flood' or 'no-flood', carries even more important information for operational flood managers than projected magnitudes of streamflow characteristics.When predictions of a class of an event are obtained based on data available in real-time, they can be easily deployed in flood management.Scientific literature has demonstrated the usefulness of various classification algorithms (inducers) in applied hydrology.The performance of these inducers, however, deviated notably on different data sets.To alleviate these deviations and generate forecasts with reduced generalization error, an ensemble of classifier can be constructed.One of the important steps in developing an ensemble of classifiers is identifying the approach to aggregate individual predictions into a final judgement.The current study investigates the effect of various weighting schemes on the accuracy of the generated forecasts of hydrological events.The predictors were developed using C4.5, CART, REPTree, NBTree, Ridor, JRip, and Random Forest inducers trained on data collected by stream and rain gauges located on a small highly urbanized watershed during two hydrologically distinct years.The data sets were first transformed into time series of various granularity from 15 minutes to 60 minutes.Time series of the same granularity and corresponding to the same year were converted to an augmented phase space providing datasets for training and testing developed predictors.Ensembles were constructed using five combination rules: majority vote, maximum probability, minimum probability, average probability, and product of probabilities.The ensemble's generalization error was estimated using two measures: recall and Fscore.Combining the results of predictors constructed via training of individual inducers allows to develop a more robust model generating reliable predictions.However, the estimates of the ensemble's generalization error vary up to 28% depending on the combination rule used to aggregate individual predictions into the final judgement.The issue of selecting a combination rule which is the most suitable for an application domain has both theoretical importance and practical significance.Computational experiments revealed that the classifier constructed with the minimum probability combination rule outperformed the others.It consistently delivered the most accurate results for all investigated data sets and all lead time intervals.The performance of classifiers utilizing the maximum probability rule on all data sets was the weakest, contrasting to its interpretation as a rule which identifies a classifier with the highest estimated confidence.Although the results of data-driven analysis are site-specific, they suggest further investigation of this rule, including theoretical considerations and application of the rule to data sets from other watersheds.Another combination rule which should not be easily discarded for the given problem domain, is the majority vote.

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)0,003
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: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,006
Score d'incertitude au seuil0,013

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

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

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 Opus0,024
Tête enseignante GPT0,254
Écart entre enseignants0,231 · 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
GenreEmpirique

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

En bref

Citations0
Publié2017
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