Obtaining accurate water level predictions are essential for water resource management and implementing flood mitigation strategies. Several data-driven models can be found in the literature. However, there has been limited research with regard to addressing the challenges posed by large spatio-temporally referenced hydrological datasets, in particular, the challenges of maintaining predictive performance and uncertainty quantification. Gaussian Processes (GPs) are commonly used to capture complex space-time interactions. However, GPs are computationally expensive and suffer from poor scaling as the number of locations increases due to required covariance matrix inversions. To overcome the computational bottleneck, the Nearest Neighbor Gaussian Process (NNGP) introduces a sparse precision matrix providing scalability without having to make inferential compromises. In this work we introduce an innovative model in the hydrology field, specifically designed to handle large datasets consisting of a large number of spatial points across multiple hydrological basins, with daily observations over an extended period. We investigate the application of a Bayesian spatiotemporal NNGP model to a rich dataset of daily water levels of rivers located in Ireland. The dataset comprises a network of 301 stations situated in various basins across Ireland, measured over a period of 90 days. The proposed approach allows for prediction of water levels at future time points, as well as the prediction of water levels at unobserved locations through spatial interpolation, while maintaining the benefits of the Bayesian approach, such as uncertainty propagation and quantification. Our findings demonstrate that the proposed model outperforms competing approaches in terms of accuracy and precision.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
《水域智能平台母舰系统》24页最新手册
专知会员服务
21+阅读 · 2025年6月14日
基于深度学习的水下图像目标检测综述
专知会员服务
50+阅读 · 2023年4月29日
李华军院士等:海洋工程发展趋势与技术挑战
专知会员服务
14+阅读 · 2023年1月25日
【NeurIPS2022】序列(推荐)模型分布外泛化:因果视角与求解
前沿:水下机器人及其导航系统
科学出版社
11+阅读 · 2019年6月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
详述DeepMind wavenet原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
12+阅读 · 2017年6月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月18日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | CFPO:用反事实策略优化提升多模态推理
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:43
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:31
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:11
《人工智能生成的零日漏洞:对未来作战的影响》
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关VIP内容
《水域智能平台母舰系统》24页最新手册
专知会员服务
21+阅读 · 2025年6月14日
基于深度学习的水下图像目标检测综述
专知会员服务
50+阅读 · 2023年4月29日
李华军院士等:海洋工程发展趋势与技术挑战
专知会员服务
14+阅读 · 2023年1月25日
【NeurIPS2022】序列(推荐)模型分布外泛化:因果视角与求解
相关资讯
前沿:水下机器人及其导航系统
科学出版社
11+阅读 · 2019年6月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
详述DeepMind wavenet原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
12+阅读 · 2017年6月26日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员