MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4416443596 · doi:10.1016/j.ejrh.2025.102961

Improving estuarine discharge forecasting with a KAN-augmented LSTM model: A case study of the Yangtze River Estuary

2025· article· en· W4416443596 sur OpenAlexfundno aff
Zhigao Chen, Yan Zong, Sheng-Ping Wang, Dajun Li

Notice bibliographique

RevueJournal of Hydrology Regional Studies · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueHydrological Forecasting Using AI
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Natural Science Foundation of ChinaNatural Science Foundation of Jiangxi ProvinceOntario Ministry of Natural Resources and Forestry
Mots-clésEstuaryYangtze riverArtificial neural networkAdaptabilityLimitingNonlinear systemStreamflowDeep learningStream flow

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Xuliujing section, Yangtze River Estuary, China. Predicting discharge in tidal rivers is challenging due to complex flow dynamics influenced by topography, tides, runoff, and weather. Traditional forecasting methods struggle with fixed parameters, limiting their adaptability and accuracy over time. To address this, we propose an enhanced deep learning model, A KAN-augmented LSTM framework, which integrates a Kolmogorov-Arnold network (KAN) with a long short-term memory (LSTM) network. This model retains LSTM's ability to handle long-term dependencies while replacing the fully connected layer with a KAN layer. A learnable B-spline activation function in the KAN layer improves the model's capacity to capture nonlinear dynamics and long-term dependencies in time series data, enhancing forecasting accuracy. This paper applies the LSTM-KAN model to the Xuliujing section of the Yangtze River Estuary and compares its performance with traditional harmonic analysis (HA) and four neural network models: LSTM, XGBoost, DLinear, and Informer. The results demonstrate that the LSTM-KAN model significantly enhances discharge forecasting accuracy, outperforming all comparative methods across short-term (6 h), medium-term (12–24 h), and long-term (36–48 h) forecasts. Specifically, it achieved relative accuracy improvements of 12.1 %–35.2 % over HA and 7 %–52.8 % over the traditional LSTM model. These findings suggest that the complex interplay of tidal forcing, runoff, and weather in the Yangtze Estuary is better represented by the adaptive, function-learning paradigm of KAN than by models with fixed nonlinearities. The model's superior performance offers new insights for studying complex flow dynamics, indicating that deep learning techniques with learnable activation functions provide a more powerful and accurate tool for operational forecasting in highly dynamic tidal river environments. • This study developed an LSTM-KAN model for more accurate discharge forecasting in tidal rivers. • KAN leverages adaptive edge-weight activation to capture tidal-hydrodynamic nonlinearities with fewer parameters. • This study first embeds the architecture in hydrologic forecasting, using the Yangtze Xuliujing reach as the pilot. • The proposed model significantly outperforms traditional approaches in streamflow-forecasting accuracy.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
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: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,068
Score d'incertitude au seuil0,134

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
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 Opus0,045
Tête enseignante GPT0,280
Écart entre enseignants0,235 · 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

Citations4
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueJournal of Hydrology Regional StudiesMême sujetHydrological Forecasting Using AITravaux en français237 207