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Enregistrement W4288032882 · doi:10.1016/j.jag.2022.102924

An adversarial learning approach to forecasted wind field correction with an application to oil spill drift prediction

2022· article· en· W4288032882 sur OpenAlexaff
Yongqing Li, Weimin Huang, Xinrong Lyu, Shanwei Liu, Zhe Zhao, Peng Ren

Notice bibliographique

RevueInternational Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueAtmospheric and Environmental Gas Dynamics
Établissements canadiensMemorial University of Newfoundland
Organismes subventionnairesNational Key Research and Development Program of ChinaNatural Science Foundation of Shandong ProvinceNational Natural Science Foundation of China
Mots-clésOil spillAdversarial systemMeteorologyField (mathematics)GeographyEnvironmental scienceCartographyComputer scienceArtificial intelligenceMathematicsEnvironmental engineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Reanalysis wind fields are obtained by correcting the numerically forecasted wind fields based on observation data (i.e., either remote sensing or in-situ observations, or both). Although they are more accurate than forecasted wind fields, reanalysis wind fields tend to have time latencies because they can only be released after the observations are obtained. In order to produce accurate estimates of wind fields in a more timely manner, we develop an adversarial learning approach to correcting forecasted wind fields to be close to reanalysis wind fields. The adversarial learning approach is conducted by an adversarial ConvLSTM network (ACLN) framework that consists of a corrector and a discriminator. The corrector aims at comprehensively capturing both spatial and temporal characteristics of a sequence of forecasted wind fields and producing a corrected forecast wind field for the final field in the sequence. The discriminator tries to distinguish corrected forecast wind field from its corresponding reanalysis wind field. The training of ACLN is alternate between the corrector and the discriminator in an adversarial fashion. The adversarial training mechanism enhances the corrector’s representational power. Additionally, the corrector exploits a residual learning architecture that effectively learns the differences between forecasted wind fields and the corresponding reanalysis wind fields. In this scenario, the well trained corrector requires neither reanalysis wind fields nor observations such that it can correct forecasted wind fields in a timely manner. Furthermore, corrected forecast wind fields are employed for oil spill drift prediction. Extensive experiments validate the effectiveness of the proposed ACLN framework in forecasted wind field correction along with oil spill drift prediction. Compared with ECMWF numerical forecasts, the ACLN achieves an average reduction of 6.2%, 6.9%, and 10.6% in RMSE, MAE, and MAPE, respectively. Compared with a basic drift prediction method, the ACLN based prediction method reduces the error by about 5000 m in the Sanchi oil spill accident. The source codes are available at https://github.com/liyongqingupc/ACLN-WindFieldCorrection, providing a baseline for correcting forecasted wind fields.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,214
Score d'incertitude au seuil0,440

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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.

Tête enseignante Opus0,005
Tête enseignante GPT0,191
Écart entre enseignants0,185 · 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 tête enseignante, 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

Citations42
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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