Modelando alturas significativas de olas para múltiples horizontes temporales utilizando métodos de regresión metaheurística
Autores: Ikram, Rana Muhammad Adnan; Cao, Xinyi; Parmar, Kulwinder Singh; Kisi, Ozgur; Shahid, Shamsuddin; Zounemat-Kermani, Mohammad
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Modelando alturas significativas de olas para múltiples horizontes temporales utilizando métodos de regresión metaheurística
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Técnicas de regresión metaheurísticas
Alturas significativas de olas a corto plazo
GPR
RMSE
MAE
Coeficiente de determinación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
El estudio examina la aplicabilidad de seis técnicas de regresión metaheurísticas: árbol de modelo M5 (M5RT), spline de regresión adaptativa multivariante (MARS), regresión de componentes principales (PCR), bosque aleatorio (RF), regresión de mínimos cuadrados parciales (PLSR) y regresión de proceso gaussiano (GPR), para predecir alturas significativas de olas a corto plazo desde una hora hasta un día en el futuro. Los datos por hora de dos estaciones, Boyas de Townsville y Brisbane, Queensland, Australia, y los valores históricos se utilizaron como entradas del modelo para las predicciones. Los métodos fueron evaluados en función del error cuadrático medio, error absoluto medio, coeficiente de determinación y nuevos métodos de inspección gráfica (por ejemplo, gráficos de Taylor y violín). Según el error cuadrático medio (RMSE), el error absoluto medio (MAE) y las estadísticas del coeficiente de determinación (R), se observó que GPR proporcionó la mejor precisión en la predicción de alturas significativas de olas a corto plazo de un solo paso de tiempo y de múltiples pasos de tiempo. Según el RMSE medio, GPR mejoró la precisión de M5RT, MARS, PCR, RF y PLSR en un 16.63, 8.03, 10.34, 3.25 y 7.78% (primera estación) y en un 14.04, 8.35, 13.34, 3.87 y 8.30% (segunda estación) para la etapa de prueba.
Descripción
El estudio examina la aplicabilidad de seis técnicas de regresión metaheurísticas: árbol de modelo M5 (M5RT), spline de regresión adaptativa multivariante (MARS), regresión de componentes principales (PCR), bosque aleatorio (RF), regresión de mínimos cuadrados parciales (PLSR) y regresión de proceso gaussiano (GPR), para predecir alturas significativas de olas a corto plazo desde una hora hasta un día en el futuro. Los datos por hora de dos estaciones, Boyas de Townsville y Brisbane, Queensland, Australia, y los valores históricos se utilizaron como entradas del modelo para las predicciones. Los métodos fueron evaluados en función del error cuadrático medio, error absoluto medio, coeficiente de determinación y nuevos métodos de inspección gráfica (por ejemplo, gráficos de Taylor y violín). Según el error cuadrático medio (RMSE), el error absoluto medio (MAE) y las estadísticas del coeficiente de determinación (R), se observó que GPR proporcionó la mejor precisión en la predicción de alturas significativas de olas a corto plazo de un solo paso de tiempo y de múltiples pasos de tiempo. Según el RMSE medio, GPR mejoró la precisión de M5RT, MARS, PCR, RF y PLSR en un 16.63, 8.03, 10.34, 3.25 y 7.78% (primera estación) y en un 14.04, 8.35, 13.34, 3.87 y 8.30% (segunda estación) para la etapa de prueba.