論文の概要: Generating Fine-Grained Causality in Climate Time Series Data for Forecasting and Anomaly Detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.04254v1
• Date: Thu, 8 Aug 2024 06:47:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-08-09 16:29:12.421258
• Title: Generating Fine-Grained Causality in Climate Time Series Data for Forecasting and Anomaly Detection
• Title（参考訳）: 予測・異常検出のための気候時系列データにおける微粒化因果関係の生成
• Authors: Dongqi Fu, Yada Zhu, Hanghang Tong, Kommy Weldemariam, Onkar Bhardwaj, Jingrui He,
• Abstract要約: 我々は、TBN Granger Causalityという概念的微粒因果モデルを設計する。 次に, TBN Granger Causality を生成的に発見する TacSas という, エンドツーエンドの深部生成モデルを提案する。 気候予報のための気候指標ERA5と、極度気象警報のためのNOAAの極端気象基準でTacSasを試験する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 67.40407388422514
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Understanding the causal interaction of time series variables can contribute to time series data analysis for many real-world applications, such as climate forecasting and extreme weather alerts. However, causal relationships are difficult to be fully observed in real-world complex settings, such as spatial-temporal data from deployed sensor networks. Therefore, to capture fine-grained causal relations among spatial-temporal variables for further a more accurate and reliable time series analysis, we first design a conceptual fine-grained causal model named TBN Granger Causality, which adds time-respecting Bayesian Networks to the previous time-lagged Neural Granger Causality to offset the instantaneous effects. Second, we propose an end-to-end deep generative model called TacSas, which discovers TBN Granger Causality in a generative manner to help forecast time series data and detect possible anomalies during the forecast. For evaluations, besides the causality discovery benchmark Lorenz-96, we also test TacSas on climate benchmark ERA5 for climate forecasting and the extreme weather benchmark of NOAA for extreme weather alerts.
• Abstract（参考訳）: 時系列変数の因果的相互作用を理解することは、気候予報や極端な気象予報など、多くの実世界のアプリケーションにおいて時系列データ解析に寄与することができる。 しかし,センサネットワークの空間的時間的データなど,実世界の複雑な環境では因果関係を十分に観察することは困難である。 そこで, 時空間変数間の微粒な因果関係を把握し, より正確で信頼性の高い時系列解析を行うため, まず, TBN Granger Causality という概念的微粒な因果関係を設計する。 次に, TBN Granger Causality を時系列データの予測に役立て, 予測中に起こりうる異常を検出するために, TBN Granger Causality を生成方法で検出する TacSas という, エンドツーエンドの深部生成モデルを提案する。 評価のためには、因果発見ベンチマークのLorenz-96に加えて、気候予測のための気候ベンチマークのERA5や、極度気象警報のためのNOAAの極端気象ベンチマークのTacSasもテストした。

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