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Enregistrement W7070681704

Predicting the Occurrence of River Ice Breakup Events in Canada using Machine Learning and Hybrid Modelling

2022· dissertation· en· W7070681704 sur OpenAlexaboutno aff

Notice bibliographique

RevueMacSphere (McMaster University) · 2022
Typedissertation
Langueen
DomaineSocial Sciences
ThématiqueEurasian Exchange Networks
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésBreakupLimitingFlood mythLong-term predictionFlood stage
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

River ice breakup is a vital process to the morphology and hydrology of many rivers in Canada, often governing peak flows of the river. These events can occur through multiple mechanisms, with the potential for volatile or early breakup events that can have severe impacts to the river. Ice jam flooding can be a potentially devastating result of river ice breakup while early breakup of ice cover in a mid-winter breakup can be unpredictable and greatly alter the remaining ice season. These events are growing increasingly common as a result of climate change, and as a result there is a need to develop prediction tools for these events to aid in decision making support. Past investigations into developing such tools, especially from a data-driven modelling perspective, are challenged by the availability and complexity of the data related to these rare and dangerous to measure events. Therefore, the goal of this dissertation was to develop and apply methods to address the historical challenges and shortcomings in predicting these events through the use of data-driven modelling techniques. This includes: i) development of a stacking ensemble modelling framework for the prediction of ice jam presence during the spring breakup season of a river, utilising variable selection and rare-event forecasting techniques in combination with a comprehensive selection of machine-learning algorithms; ii) return period and trend analysis of mid-winter breakups in conjunction with comprehensive input analysis techniques to identify the key drivers of these events’ severity and develop a means of classifying the flood risk based on hydroclimatic traits; iii) the development of a two-level modelling system for the prediction of the occurrence and timing of mid-winter breakups on a national scale utilising rare event forecasting techniques and imbalanced learning; and iv) development of a novel hybrid semantic and machine learning modelling system in which an ontology is used in conjunction with network analysis techniques to select variables for machine learning models, which is used on a national case study of the prediction of spring breakup timing in Canada. The results of each study in application to their respective case studies demonstrate the effectiveness of the proposed techniques, which are shown to be easily adaptable to other regions or locations. These techniques can form the backbone of decision-making support for communities on rivers that are affected by the unpredictable and oftentimes volatile nature of river ice breakup.

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)0,002
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 enseignants0,130
Score d'incertitude au seuil0,262

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
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 Opus0,019
Tête enseignante GPT0,233
Écart entre enseignants0,214 · 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
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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