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Enregistrement W4386233852 · doi:10.1109/access.2023.3309054

Machine Learning Approaches to Improve North American Precipitation Forecasts

2023· article· en· W4386233852 sur OpenAlexafffundabout
Cenker Sengoz, Sheela Ramanna, Scott Kehler, Rushil Goomer, Paul Pries

Notice bibliographique

RevueIEEE Access · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
ThématiqueMeteorological Phenomena and Simulations
Établissements canadiensUniversity of Winnipeg
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésNumerical weather predictionBaseline (sea)Machine learningMean squared errorComputer scienceArtificial neural networkArtificial intelligenceWeather forecastingForecast skillMean absolute percentage errorMean absolute errorMeteorologyStatisticsMathematicsGeography

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Numerical weather prediction (NWP) is a challenging task which involves working with micro and macro-scale spatio-temporal parameters susceptible to biases and accuracy problems. In recent years, machine learning has grown in popularity with the increasing demand in accurate weather predictions. In this study, we adopt a multimodel (ensemble) forecasting approach by collecting precipitation data from multiple NWP models of Canadian, American and European weather agencies in an effort to deploy an optimal machine learning-based weather model for real-time precipitation forecasting that will outperform the baseline. We considered 8 NWP models as inputs and combined them to create ensemble predictors using 5 different machine learning techniques along with a baseline model (mean of eight input NWP models). We demonstrate that machine learning approaches can improve upon the results of the individual NWP models. The best results were obtained by the neural-network variants with 17% improvement in the mean absolute error, 3% in the root mean squared error, 47% in the median absolute error, 5% in the maximum error, 70% in the relative bias, 41% in the false alarm ratio and 8% in the critical score index over the baseline. Neural networks also complied with the practicality constraints, with minutes of training time and near-real time prediction time.

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)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,006
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: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,025
Score d'incertitude au seuil0,049

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,006
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,135
Tête enseignante GPT0,280
Écart entre enseignants0,145 · 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

Citations10
Publié2023
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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