論文の概要: Kernel Learning for Explainable Climate Science
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.04947v1
- Date: Sun, 11 Sep 2022 22:10:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-09-13 12:32:36.129523
- Title: Kernel Learning for Explainable Climate Science
- Title(参考訳): 説明可能な気候科学のためのカーネル学習
- Authors: Vidhi Lalchand, Kenza Tazi, Talay M. Cheema, Richard E. Turner, Scott
Hosking
- Abstract要約: ヒマラヤ上部インダス盆地の降水パターンをモデル化するための非定常核を提案する。
入力依存長スケールでパラメータ化した非定常ギブスカーネルを用いた降水時の空間的変動について考察する。
アブレーション実験では,提案するカーネルの各コンポーネントを,空間的共分散,時間的構造,共同時間的再構成をモデル化する能力を示すことによって動機付けを行った。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 19.654936516882803
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The Upper Indus Basin, Himalayas provides water for 270 million people and
countless ecosystems. However, precipitation, a key component to hydrological
modelling, is poorly understood in this area. A key challenge surrounding this
uncertainty comes from the complex spatial-temporal distribution of
precipitation across the basin. In this work we propose Gaussian processes with
structured non-stationary kernels to model precipitation patterns in the UIB.
Previous attempts to quantify or model precipitation in the Hindu Kush
Karakoram Himalayan region have often been qualitative or include crude
assumptions and simplifications which cannot be resolved at lower resolutions.
This body of research also provides little to no error propagation. We account
for the spatial variation in precipitation with a non-stationary Gibbs kernel
parameterised with an input dependent lengthscale. This allows the posterior
function samples to adapt to the varying precipitation patterns inherent in the
distinct underlying topography of the Indus region. The input dependent
lengthscale is governed by a latent Gaussian process with a stationary
squared-exponential kernel to allow the function level hyperparameters to vary
smoothly. In ablation experiments we motivate each component of the proposed
kernel by demonstrating its ability to model the spatial covariance, temporal
structure and joint spatio-temporal reconstruction. We benchmark our model with
a stationary Gaussian process and a Deep Gaussian processes.
- Abstract(参考訳): ヒマラヤのインダス盆地は人口2億7000万人と無数の生態系に水を供給している。
しかし, この地域では, 水文モデリングの重要な要素である降水があまり理解されていない。
この不確実性を取り巻く重要な課題は、盆地にまたがる複雑な時空間的な降水分布である。
本稿では,uibの沈殿パターンをモデル化するために,非定常カーネル構造を持つガウス過程を提案する。
ヒンドゥー・クシュ・カラコラム・ヒマラヤ地域の降水の定量化やモデル化の試みは、しばしば質的であり、より低い解像度では解決できない粗い仮定や単純化を含んでいる。
この研究機関は誤りの伝播もほとんど行っていない。
入力依存長スケールでパラメータ化した非定常ギブスカーネルによる降水の空間的変動について考察する。
これにより、後部関数のサンプルは、インダス地域の異なる基盤地形に固有の様々な降水パターンに適応することができる。
入力依存長スケールは、関数レベルのハイパーパラメータがスムーズに変化するように、定常二乗指数核を持つ潜在ガウス過程によって制御される。
アブレーション実験では,提案するカーネルの各コンポーネントを,空間的共分散,時間的構造,共同時空間再構成をモデル化し,モチベーションを高める。
我々は、定常ガウス過程とディープガウス過程でモデルをベンチマークする。
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