Intercomparación de Modelos de Aprendizaje Automático para la Reducción Espacial de la Temperatura Media Diaria en Terreno Complejo
Autores: Bhakare, Sudheer; Dal Gesso, Sara; Venturini, Marco; Zardi, Dino; Trentini, Laura; Matiu, Michael; Petitta, Marcello
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Intercomparación de Modelos de Aprendizaje Automático para la Reducción Espacial de la Temperatura Media Diaria en Terreno Complejo
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Modelos de aprendizaje automático
Reducción espacial
Temperatura
Red neuronal convolucional
Rendimiento
Elevación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
Comparamos tres modelos de aprendizaje automático: red neuronal artificial (ANN), bosque aleatorio (RF) y red neuronal convolucional (CNN) para la reducción espacial de la temperatura a 2 m sobre el suelo (T2M) de un reanálisis ERA5-Land de 9 km a 1 km en un área de terreno complejo, incluyendo el Valle Non y el Valle del Adige en los Alpes italianos. Los resultados sugieren que CNN tiene un mejor rendimiento que los otros métodos en todas las estaciones. RF tiene un rendimiento similar al de CNN, particularmente en primavera y verano, pero su rendimiento se reduce en invierno y otoño. El mejor rendimiento se observó en verano para CNN (R = 0.94, RMSE = 1 degreesC, MAE = 0.78 degreesC) y el más bajo en invierno para ANN (R = 0.79, RMSE = 1.6 degreesC, MAE = 1.3 degreesC). La elevación es un predictor importante para ANN y RF, mientras que no juega un papel significativo para CNN. Además, CNN supera a los demás incluso sin la elevación como característica adicional. Además, el MAE aumenta con una mayor elevación para ANN en todas las estaciones. Por el contrario, el MAE disminuye con el aumento de la elevación para RF y CNN, particularmente en verano, y se mantiene mayormente estable en otras estaciones.
Descripción
Comparamos tres modelos de aprendizaje automático: red neuronal artificial (ANN), bosque aleatorio (RF) y red neuronal convolucional (CNN) para la reducción espacial de la temperatura a 2 m sobre el suelo (T2M) de un reanálisis ERA5-Land de 9 km a 1 km en un área de terreno complejo, incluyendo el Valle Non y el Valle del Adige en los Alpes italianos. Los resultados sugieren que CNN tiene un mejor rendimiento que los otros métodos en todas las estaciones. RF tiene un rendimiento similar al de CNN, particularmente en primavera y verano, pero su rendimiento se reduce en invierno y otoño. El mejor rendimiento se observó en verano para CNN (R = 0.94, RMSE = 1 degreesC, MAE = 0.78 degreesC) y el más bajo en invierno para ANN (R = 0.79, RMSE = 1.6 degreesC, MAE = 1.3 degreesC). La elevación es un predictor importante para ANN y RF, mientras que no juega un papel significativo para CNN. Además, CNN supera a los demás incluso sin la elevación como característica adicional. Además, el MAE aumenta con una mayor elevación para ANN en todas las estaciones. Por el contrario, el MAE disminuye con el aumento de la elevación para RF y CNN, particularmente en verano, y se mantiene mayormente estable en otras estaciones.