Various time variant non-stationary signals need to be pre-processed properly in hydrological time series forecasting in real world, for example, predictions of water level. Decomposition method is a good candidate and widely used in such a pre-processing problem. However, decomposition methods with an inappropriate sampling technique may introduce future data which is not available in practical applications, and result in incorrect decomposition-based forecasting models. In this work, a novel Fully Stepwise Decomposition-Based (FSDB) sampling technique is well designed for the decomposition-based forecasting model, strictly avoiding introducing future information. This sampling technique with decomposition methods, such as Variational Mode Decomposition (VMD) and Singular spectrum analysis (SSA), is applied to predict water level time series in three different stations of Guoyang and Chaohu basins in China. Results of VMD-based hybrid model using FSDB sampling technique show that Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE) coefficient is increased by 6.4%, 28.8% and 7.0% in three stations respectively, compared with those obtained from the currently most advanced sampling technique. In the meantime, for series of SSA-based experiments, NSE is increased by 3.2%, 3.1% and 1.1% respectively. We conclude that the newly developed FSDB sampling technique can be used to enhance the performance of decomposition-based hybrid model in water level time series forecasting in real world.


翻译:在实际水文时间序列预测中(例如水位预测),各类时变非平稳信号需要被适当预处理。分解方法是处理此类预问题的优选方案并被广泛采用。然而,采用不当采样技术的分解方法可能引入实际应用中不可获取的未来数据,导致基于分解的预测模型产生偏差。本研究设计了一种新型全逐步分解(FSDB)采样技术,专为基于分解的预测模型开发,严格避免了未来信息的引入。该采样技术结合变分模态分解(VMD)和奇异谱分析(SSA)等分解方法,应用于中国涡阳和巢湖流域三个不同站点的水位时间序列预测。采用FSDB采样技术的VMD混合模型结果显示,与当前最先进的采样技术相比,三个站点的纳什效率系数(NSE)分别提升了6.4%、28.8%和7.0%。与此同时,基于SSA的系列实验中,NSE分别提升了3.2%、3.1%和1.1%。研究结论表明,新型FSDB采样技术可有效提升基于分解的混合模型在实际水位时间序列预测中的性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
【推荐】用TensorFlow实现LSTM社交对话股市情感分析
机器学习研究会
11+阅读 · 2018年1月14日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+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
3+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
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
13+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年11月3日
A survey on deep hashing for image retrieval
Arxiv
15+阅读 · 2020年6月10日
VIP会员
最新内容
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
6+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
3+阅读 · 6月21日
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
10+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
12+阅读 · 6月17日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
【推荐】用TensorFlow实现LSTM社交对话股市情感分析
机器学习研究会
11+阅读 · 2018年1月14日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+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
3+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
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
13+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员