論文の概要: Attention-based Models for Snow-Water Equivalent Prediction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.03388v1
- Date: Fri, 3 Nov 2023 23:33:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-08 18:44:01.186216
- Title: Attention-based Models for Snow-Water Equivalent Prediction
- Title(参考訳): 積雪等価予測のための注意モデル
- Authors: Krishu K. Thapa, Bhupinderjeet Singh, Supriya Savalkar, Alan Fern,
Kirti Rajagopalan, Ananth Kalyanaraman
- Abstract要約: スノーウォーター等価(SWE、Snow Water-Equivalent)は、水管理機関が灌水、洪水制御、発電、干ばつ管理決定に使用する重要な決定変数である。
本稿では、SWE予測のための一般的な注意に基づくモデリングフレームワークを提案し、空間的注意と時間的注意に適応する。
米国内の323のSNOTEL局での観測結果から、我々の注意に基づくモデルは、他の機械学習手法よりも優れていることが示された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 12.340236862664195
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Snow Water-Equivalent (SWE) -- the amount of water available if snowpack is
melted -- is a key decision variable used by water management agencies to make
irrigation, flood control, power generation and drought management decisions.
SWE values vary spatiotemporally -- affected by weather, topography and other
environmental factors. While daily SWE can be measured by Snow Telemetry
(SNOTEL) stations with requisite instrumentation, such stations are spatially
sparse requiring interpolation techniques to create spatiotemporally complete
data. While recent efforts have explored machine learning (ML) for SWE
prediction, a number of recent ML advances have yet to be considered. The main
contribution of this paper is to explore one such ML advance, attention
mechanisms, for SWE prediction. Our hypothesis is that attention has a unique
ability to capture and exploit correlations that may exist across locations or
the temporal spectrum (or both). We present a generic attention-based modeling
framework for SWE prediction and adapt it to capture spatial attention and
temporal attention. Our experimental results on 323 SNOTEL stations in the
Western U.S. demonstrate that our attention-based models outperform other
machine learning approaches. We also provide key results highlighting the
differences between spatial and temporal attention in this context and a
roadmap toward deployment for generating spatially-complete SWE maps.
- Abstract(参考訳): スノーウォーター等価(SWE、Snow Water-Equivalent)は、水管理機関が灌水、洪水制御、発電、干ばつ管理決定に使用する重要な決定変数である。
SWEの値は時空間的に変化し、天候、地形、その他の環境要因に影響される。
スノーテレメトリ(SNOTEL)で測定できるが、時空間的に完全なデータを生成するには補間技術を必要とする。
近年、SWE予測のための機械学習(ML)の研究が行われているが、近年のMLの進歩は検討されていない。
本研究の主な貢献は,SWE予測のためのMLの進歩,注意機構を探索することである。
我々の仮説では、注意は位置や時間スペクトル(または両方)にまたがる相関を捉え、活用するユニークな能力を持っている。
本稿では,空間的注意と時間的注意を捉えるために,swe予測のための一般的な注意に基づくモデリングフレームワークを提案する。
米国西部の323のSNOTEL局における実験結果から、我々の注意に基づくモデルは、他の機械学習手法よりも優れていることが示された。
また、この文脈における空間的注意と時間的注意の相違を強調し、空間的に完備なSWEマップを生成するためのデプロイメントへのロードマップを示す。
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