Покращення гідрологічної моделі щоденних прогнозів стоку в водотоках з дефіцитом даних шляхом інтеграції CNN-LSTM з фізичними процесами
| Автори | Kushagra Kulshreshtha1, Nimesh Raj2, Sohini Chowdhury3, Yatika Gori4, Anurag Shrivastava5, A. Kakoli Rao6, Akhil Sankhyan7 , P. William8 |
| Афіліація |
1Institute of Business Management, GLA University, 281406 Mathura, Uttar Pradesh, India 2Centre of Research Impact and Outcome, Chitkara University, 140417 Rajpura, Punjab, India 3Centre of Research Impact and Outcome, Chitkara University, 140401 Rajpura, Punjab, India 4Department of Mechanical Engineering, Graphic Era Deemed to be University, Dehradun, India 5Saveetha School of Engineering, Saveetha Institute of Medical and Technical Sciences, Chennai, TN, India 6Lloyd Institute of Engineering & Technology, Greater Noida, India 7Lloyd Law College, Greater Noida, India 8Department of Information Technology, Sanjivani College of Engineering, Kopargaon, MH, India |
| Е-mail | kushagra.kulshrestha@gla.ac.in |
| Випуск | Том 16, Рік 2024, Номер 6 |
| Дати | Одержано 25 серпня 2024; у відредагованій формі 14 грудня 2024; опубліковано online 23 грудня 2024 |
| Цитування | Kushagra Kulshreshtha, Nimesh Raj, Sohini Chowdhury, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 16 № 6, 06021 (2024) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.16(6).06021 |
| PACS Number(s) | 92.40. – t, 92.70.Np |
| Ключові слова | Добовий стік, Гідрологічна модель, CNN-LSTM, WRF. |
| Анотація |
Щоденне прогнозування потоків у водотоках із невеликою кількістю даних має важливе значення для ефективного управління водними ресурсами та зміни клімату. Особливо в районах з рідкісними даними спостережень географічна та часова складність гідрологічних систем становить значну проблему для традиційних гідрологічних моделей. У цьому дослідженні ми пропонуємо інноваційний підхід для покращення щоденних прогнозів стоку шляхом інтеграції архітектури згорткової нейронної мережі з довготривалою короткочасною пам’яттю (CNN-LSTM) із фізичними процесами та використання моделі дослідження та прогнозування погоди (WRF) для гідрологічного процесу. Мета полягає в тому, щоб покращити здатність моделі WRF фіксувати складну взаємодію між погодними умовами та динамікою потоку шляхом поєднання цієї основи глибокого навчання з фізичними процесами, які визначають модель. Для більш точного зображення гідрологічної системи модель WRF, добре відома своїм моделюванням атмосфери з високою роздільною здатністю, надає детальні метеорологічні дані. Ефективність запропонованого методу оцінюється за допомогою показників RMSE (5,14), MAE (6,85), MEDAE (5,97), а також R2 (12,05) і порівнюється з існуючими методами. Поєднання CNN-LSTM і WRF пропонує багатообіцяючий шлях для підвищення точності та надійності гідрологічних моделей, що має вирішальне значення для прийняття обґрунтованих рішень щодо управління водними ресурсами та стійкості до клімату. |
|
Перелік цитувань |
Інші статті цього номера
1) Прогнозування нормальної різниці напруги та модуля релаксації нанокомпозитів полімолочна кислота/фосфат кальцію [06001-1-06001-5]2) Розрахунок намагніченності багатокомпонентних металевих сплавів: парамагнітне наближення [06002-1-06002-4]
3) Нові тенденції в наноструктурованих покриттях: розгадка методів обробки, механізми корозії та трибологічні характеристики [06003-1-06003-5]
4) Проектування та моделювання багатодіапазонної планарної інвертованої F-антени для додатків IoT малого радіусу дії [06004-1-06004-4]
5) Розробка енергоефективної системи моніторингу пацієнтів із використанням бездротової сенсорної мережі на основі RSSI з технологією AODV і ZigBee [06005-1-06005-5]
6) Вивчення ультрачутливих нанобіосенсорів для ідентифікації небезпечних для життя хвороб за допомогою біологічних об’єктів [06006-1-06006-5]
7) Чисельне дослідження застосування нанофлюїдів у системах сонячної енергії на основі теплових характеристик [06007-1-06007-6]
8) Нова структура для покращеного виявлення наночастинок у скануючій електронній мікроскопії з використанням синтетичних даних [06008-1-06008-6]
9) Вплив штучностворених наночастинок на організм немовлят [06009-1-06009-5]
10) Вплив модифікації поверхні, температури та масової частки на теплові властивості нанофлюїду нанографіту/води [06010-1-06010-5]
11) Залежність динамічних механічних та акустичних властивостей системи «Перетворювач – електропружний екран» від частоти електричного збудження екрана [06011-1-06011-8]
12) Органічний світловипромінюючий діод з випромінюванням червоного кольору без спаду квантової ефективності із застосуванням технології «квантових ям» [06012-1-06012-6]
13) Застосування двостороннє чутливих сонячних елементів на основі телуриду кадмію для визначення довжини хвилі імпульсних лазерних діодів [06013-1-06013-6]
14) Хімічний синтез плівок твердого розчину ZnSxSe1 – x з водних розчинів, що містять гідроксид натрію [06014-1-06014-5]
15) MIMO антена для частоти 6 ГГц зі структурою EBG у додатках 5G [06015-1-06015-5]
16) Електрохімічний синтез цинк оксиду в присутності поверхнево-активної речовини FK 06213 [06016-1-06016-5]
17) Оцінка продуктивності конструкції компактної мікросмужкової антени для бездротових додатків 5G [06017-1-06017-5]
18) Моделювання та аналіз надійності радіочастотного MEMS-перемикача з низькою напругою спрацьовування [06018-1-06018-5]
19) Дослідження гідрофільності/гідрофобності гідрогенізованої тонкої алмазоподібної вуглецевої плівки [06019-1-06019-5]
20) Критичний аналіз використання нанофлюїдів у оболонкових і трубчастих системах теплопередачі [06020-1-06020-4]
21) CMOS-підсилювач потужності 1 ГГц 180 нм для систем зчитування UHF RFID [06022-1-06022-5]
22) Електричні та електродинамічні властивості полімерних композитів з нановуглецевим наповнювачем [06023-1-06023-6]
23) Реакційне гаряче пресування надвисокотемпературної кераміки HfB2-SiC-C з підвищеною стійкістю до термоудару [06024-1-06024-6]
24) Оцінка можливості перетворень будови розплавів системи Al – Si за термодинамічними даними [06025-1-06025-5]
25) Вплив d-f обмінної взаємодії на оптичні властивості наноструктури Fe/Gd2O3 у інфрачервоному діапазоні спектра [06026-1-06026-4]
26) Система безперебійного живлення мережевого обладнання [06027-1-06027-5]
27) Раман-дослідження в хімічно-синтезованих нанокристалічних тонких плівках CuS [06028-1-06028-5]
28) Фотонно-кристалічні волокна з трикутною та каґоме структурами для волоконно-оптичних гіроскопів [06029-1-06029-6]
29) Вплив кількості циклів загартування на підвищення довговічності ріжучого інструменту зі швидкорізальної сталі [06030-1-06030-4]
30) Магніторезистивні властивості розривних тонкоплівкових систем на основі Ni80Fe20 та SiOx (x ≅ 1) [06031-1-06031-5]
31) Фактор Парселла молекули-диполя, розташованої поблизу сферичної металевої наночастинки [06032-1-06032-6]
32) Дослідження термодинамічного процесу в гібридному потоці нанофлюїдів через пористі матеріали за допомогою багатоцільової опорної векторної машини [06033-1-06033-6]
33) Самонагрівання у планарному GaN діоді з 2D-h-BN- шаром [06034-1-06034-5]
