MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4308868578 · doi:10.3389/fspas.2022.1031407

Ensemble deep learning models for prediction and uncertainty quantification of ground magnetic perturbation

2022· article· en· W4308868578 sur OpenAlexaboutno aff
Talha Siddique, Md Shaad Mahmud

Notice bibliographique

RevueFrontiers in Astronomy and Space Sciences · 2022
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueIonosphere and magnetosphere dynamics
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesOffice of Experimental Program to Stimulate Competitive ResearchNational Aeronautics and Space AdministrationNational Science Foundation
Mots-clésEarth's magnetic fieldEnsemble forecastingGeomagnetic stormBayesian probabilityGround truthSpace weatherComputer scienceEnvironmental scienceMeteorologyStatisticsMathematicsArtificial intelligencePhysicsMagnetic field

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Geomagnetically Induced Currents are one of the most hazardous effects caused by geomagnetic storms. In the past literature, the variations in ground magnetic fields over time, dB / dt were used as a proxy value for GIC. Machine Learning (ML) techniques have emerged as a preferred methodology to predict dB / dt . However, space weather data are highly dynamic in nature, and the data distribution is subject to change over time due to environmental variability. The ML models developed are prone to the uncertainty in the input data and therefore suffer from high variance. In addition, a part of an ML architecture performance is conditional on the variables used to model the system in focus. Therefore, a single algorithm may not generate the required accuracy for a given dataset. In this work, a Bayesian Ensemble ML model has been developed to predict the variations over time of the local ground magnetic horizontal component, dB H / dt . The Ensemble methodology combines multiple ML models in the prediction process to predict dB H / dt . Bayesian statistics allow the estimation of model parameters and output as probability distributions, where the variance quantifies the uncertainty. The input data consists of solar-wind data from OmniWeb for the years 2001–2010. The local ground horizontal magnetic components for the corresponding time were calculated using SuperMAG data for the Ottawa ground magnetometer station for the years mentioned above. The years 2011–2015 were selected for model testing, as it encompasses the 5 August 2011 and 17 March 2015 geomagnetic storms. Five different accuracy metrics were considered; namely, Root Mean Squared Error (RMSE), Probability of Detection (POD), Probability of False Detection (PFD), Proportion Correct (PC), and Heidke Skills Score (HSS). The parameter uncertainty of the models is quantified, and the mean predicted dB H / dt is generated with a 95% credible interval. It can be observed that different models perform better with different datasets and the ensemble model has an accuracy comparable to the models with a relatively strong performance.

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: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,642
Score d'incertitude au seuil0,328

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 savante0,0000,000
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 Opus0,010
Tête enseignante GPT0,210
Écart entre enseignants0,199 · 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

Citations6
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueFrontiers in Astronomy and Space SciencesMême sujetIonosphere and magnetosphere dynamicsTravaux en français237 207