Optimizando la Predicción de Precipitaciones y la Asignación de Recursos Hídricos Agrícolas Utilizando el Modelo Gaussian-Stacked-LSTM
Autores: Wang, Maofa; Yan, Bingcheng; Zhang, Yibo; Zhang, Lu; Wang, Pengcheng; Huang, Jingjing; Shan, Weifeng; Liu, Haijun; Wang, Chengcheng; Wen, Yimin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Optimizando la Predicción de Precipitaciones y la Asignación de Recursos Hídricos Agrícolas Utilizando el Modelo Gaussian-Stacked-LSTM
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Modelos de aprendizaje automático
Predicción diaria de precipitación
Memoria a Largo Plazo y Corto Plazo Apilada
Transformador
Regresión de Vector de Soporte
Análisis de atribución de variables
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 12
Citaciones: Sin citaciones
Nuestro estudio investiga el uso de modelos de aprendizaje automático para la predicción diaria de precipitaciones utilizando datos de 56 estaciones meteorológicas en la provincia de Jilin, China. Evaluamos modelos de Memoria a Largo Plazo y Corto Plazo Apilados (LSTM), Transformador y Regresión de Vectores de Soporte (SVR), siendo el LSTM apilado el que mostró el mejor rendimiento en términos de precisión y estabilidad, medido por el Error Cuadrático Medio (RMSE). Para mejorar la robustez, se introdujo ruido gaussiano, mejorando particularmente las predicciones para días sin precipitaciones. Los principales predictores identificados a través del análisis de atribución de variables incluyen temperatura, punto de rocío, precipitaciones anteriores y presión atmosférica. Además, demostramos los beneficios prácticos de las previsiones de precipitaciones en la optimización de la asignación de recursos hídricos. Una estrategia basada en predicciones supera la distribución equitativa en la gestión eficiente de recursos, como se muestra en un estudio de caso utilizando datos de Beidahu de 2022. En general, nuestra investigación avanza en la predicción de precipitaciones a través del aprendizaje profundo y ofrece valiosos conocimientos para la gestión de recursos hídricos.
Descripción
Nuestro estudio investiga el uso de modelos de aprendizaje automático para la predicción diaria de precipitaciones utilizando datos de 56 estaciones meteorológicas en la provincia de Jilin, China. Evaluamos modelos de Memoria a Largo Plazo y Corto Plazo Apilados (LSTM), Transformador y Regresión de Vectores de Soporte (SVR), siendo el LSTM apilado el que mostró el mejor rendimiento en términos de precisión y estabilidad, medido por el Error Cuadrático Medio (RMSE). Para mejorar la robustez, se introdujo ruido gaussiano, mejorando particularmente las predicciones para días sin precipitaciones. Los principales predictores identificados a través del análisis de atribución de variables incluyen temperatura, punto de rocío, precipitaciones anteriores y presión atmosférica. Además, demostramos los beneficios prácticos de las previsiones de precipitaciones en la optimización de la asignación de recursos hídricos. Una estrategia basada en predicciones supera la distribución equitativa en la gestión eficiente de recursos, como se muestra en un estudio de caso utilizando datos de Beidahu de 2022. En general, nuestra investigación avanza en la predicción de precipitaciones a través del aprendizaje profundo y ofrece valiosos conocimientos para la gestión de recursos hídricos.