融合卫星和地面观测资料的降水不确定性机器学习估计

Nov, 2023

融合卫星和地面观测资料的降水不确定性机器学习估计

Machine learning for uncertainty estimation in fusing precipitation observations from satellites and ground-based gauges

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Georgia Papacharalampous, Hristos Tyralis, Nikolaos Doulamis, Anastasios Doulamis

TL;DR通过对具有 15 年长期月度跨越美国的大型数据集进行广泛比较，本研究旨在首次进行基于机器学习的不确定性量化任务的基准测试，结论表明适用于此任务的学习器的能力排名分别为：LightGBM，QRF，GRF，GBM，QRNN 和 QR。

Abstract

To form precipitation datasets that are accurate and, at the same time, have high spatial densities, data from satellites and gauges are often merged in the literature. However, uncertainty estimates for the data acquired in this manner are scarcely provided, although the importance of

precipitation datasets uncertainty estimation machine learning benchmark experiments predictive quantiles

发现论文，激发创造

卫星降水的空间插值中的不确定性估计与集成学习

在空间插值和其他领域中，通过使用九种基于分位数的集成学习方法，将距离加权卫星降水数据与位置高程相结合，通过对比量化打分函数，证明了堆叠方法在提高概率预测方面的潜力。

Mar, 2024

融合格网卫星和气象站降水数据的 Ensemble 学习

本文提出了 11 个集成学习器并将它们与 PERSIANN 和 IMERG 数据集以及 GHCNm 数据进行比较，证明了这些集成学习器对卫星降水产品的预测精度有所提高。

Jul, 2023

分位极值梯度提升用于不确定性量化

本研究通过对 Extreme Gradient Boosting (XGBoost) 的改进，使用修正后的分位数回归作为目标函数以估计不确定性 (QXGBoost)，并将其应用于预测间隔的创建，并将其应用于一个模拟数据集和一个实际环境数据集中的测量交通噪声，结果表明该方法在预测间隔方面的整体性能要优于其他基于覆盖范围准则的模型。

Apr, 2023

对复杂动态系统中认识不确定性和随机不确定性量化的机器学习架构评估

本研究比较了多种机器学习技术的 UQ 准确性，并对两个模型（船只在波浪中的运动和 Majda-McLaughlin-Tabak 模型）进行了应用。

Jun, 2023

机器学习中的不确定性量化 - 工程设计与健康预测教程

本篇研究论文重点介绍了机器学习模型中的不确定性量化方法，特别关注神经网络以及在工程设计和医疗领域的应用。通过介绍多种不确定性量化方法和计量标准，本篇论文旨在帮助提高机器学习模型的安全性和可靠性，同时提供两个具体案例：锂离子电池寿命预测和涡轮发动机剩余使用寿命预测。

May, 2023

预测性流程监控中机器学习不确定性的量化和解释：运筹学视角

本文介绍了一个多阶段综合的机器学习方法，有效地将信息系统和人工智能相结合，以增强操作研究领域内的决策过程的效力。该方法能够解决现有解决方案的常见限制，例如忽略关键生产参数的数据驱动估计、仅生成点预测而不考虑模型不确定性以及缺乏关于不确定性来源的解释。我们的方法利用分位数回归森林生成间隔预测，同时采用了局部和全局版本的 SHapley 加性解释，用于研究预测过程监测问题。通过一个实际的生产计划案例研究，我们证明了所提出方法的实际适用性，强调了规范分析在完善决策程序方面的潜力。本文强调了解决这些挑战以充分利用广泛和丰富的数据资源来进行明智决策。

Apr, 2023

训练后的机器学习回归模型中不确定性传播的分析结果

机器学习模型在计量学应用中的可信度需要伴随确定性不确定性的量化，本文解决了经过训练 / 固定的机器学习回归模型中不确定性传播的挑战，提供了在特定输入数据分布和多种机器学习模型下，对模型输出均值和方差的解析表达式，并通过数值实验验证方法，与蒙特卡罗方法在计算效率上进行比较，同时以锂离子电池状态建模为例，展示了方法的应用。

Apr, 2024

科学机器学习中的不确定性量化：方法、指标和比较

本文介绍了一个包含不确定性建模、解法和评估的完整框架，用于量化神经网络中包括噪声、有限数据、超参数、过度参数化、优化和采样误差及模型错误等多源的误差和不确定性，特别关注向无限维函数空间中的偏微分方程和操作映射的学习，包括一个在原型问题上进行的广泛的比较研究。

Jan, 2022

在异常值存在的情况下，使用 Beta 分位回归进行鲁棒估计不确定性

基于鲁棒分位数回归和深度学习的方法，在关键特征异常值存在的情况下，提出了用于估计不确定性的方法，并在医学成像翻译任务中展示了其适用性。

Sep, 2023

在线机器学习用于顺序数据同化的预测不确定性估计

本研究提出一种基于卷积神经网络的机器学习方法，利用单个动力学模型集成来对表示预测误差协方差矩阵的状态相关预测不确定性进行估计，并在杂交数据同化方法中进行性能测试，证明该方法能够相对精确地预测高维状态中的预测协方差矩阵值。

May, 2023