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5.3. Vorhersage von stündlichen Stauwerten
In diesem Abschnitt werden die Ergebnisse vorgestellt, die die Vorhersage von stündlichen
Stauwerten betreffen. Es werden zwei grundsätzliche Möglichkeiten unterschieden, stündliche
Vorhersagen zu erstellen: Auf univariate Weise mit Hilfe des AR- und KL-Modells und
multivariat mit Hilfe des MR-, RW- und MW-Modells in Kombination mit Zusatzprognosen
(Kap.2.2.1 und Kap.5.4).
5.3.1. Vorhersage mittels univariater Modelle
Zuerst werden die Ergebnisse beschrieben, die sich mit Hilfe der univariaten Modelle
ergaben. Es wird darauf hingewiesen, daß bei univariaten Modellen die Vorhersage- und
Validationsfehler identisch sind (Kap.2.2.2). Im folgenden ist daher nur von Vorhersage
fehlern die Rede. In Kap.4.2 wurde die Datenvorbereitung ausführlich beschrieben. Es wird
an dieser Stelle gefragt, ob die Datenvorbereitung überhaupt einen Einfluß auf den Vorhersa
gefehler der Kohonen-Netze nimmt. Wenn nein, wäre sie evtl, überflüssig. Darum wurden
mit Hilfe des KL-Modells Vorhersagefehler auf solche Weise berechnet, daß die einzelnen
Datenvorbereitungsschritte nach und nach in die gesamte Prozedur eingeführt wurden. Die
sich so ergebenden Vorhersagefehler, die im Hindcast erstellt wurden, sind in Tab.5.3
aufgeführt.
Pegel (inkl. Gezeiten):
34
Stau (Pegel minus Gezeiten):
24
mit Trendreduktion:
24
mit nichtlinearer Transformation:
24
mit min. Länge des Indik.Zeitraums:
23 = Fehler der Stauvorhersage mittels Persistenz
mit gleichbehandelnder Metrik [3.9]:
22
Tab.5.3: Wasserstands Vorhersage mittels des KL-Modells. Mittlerer quadratischer Vorhersagefehler mrmse in
cm. "mit" ist im Sinne von "zusätzlich" gemeint, d.h. der neue Verarbeitungsschritt gilt jeweils von seiner
Einführung bis zum Ende der Tabelle.
Deutlich ist der Sprung in dem mittleren quadratischen Vorhersagefehler (mrmse, [2.2],
Kap.2.4.4) zu erkennen, der durch die Einführung der Subtraktion der Gezeitenvorausberech
nungen bedingt ist (von 34 cm auf 24 cm). Diese Einführung bewirkt noch etwas anderes,
was in Tab.5.3 nicht gezeigt wird. Bevor ein Kohonen-Netz trainiert wurde, wurde standard
mäßig auch eine Vorhersage mit Hilfe des Nearest-Neighbor Verfahrens erstellt und der
entsprechende Fehler berechnet. In allen in der vorliegenden Arbeit dargestellten Fällen war
der Vorhersagefehler der Nearest-Neighbor Verfahren größer als der der entsprechenden
Kohonen-Netze. Allerdings variierte die Differenz zwischen diesen Vorhersagefehlern, so daß
aus dem Vorhersagefehler der Nearest-Neighbor Verfahren nicht auf den der Kohonen-Netze
geschlossen werden konnte. Bei der Verwendung von Pegeldaten war der Vorhersagefehler
der Kohonen-Netze 11% kleiner als der der Nearest-Neighbor Verfahren, bei der Verwendung
von Staudaten einiges mehr, nämlich 26% kleiner. Aufgrund dieser Variation der Fehler
differenzen können die Nearest-Neighbor Verfahren zwar nicht als Vorabschätzung des
Vorhersagefehlers der Kohonen-Netze verwendet werden, aber immerhin als ein Bindeglied
zwischen der Selektion (Kap.4.3) und den Kohonen-Netzen, das die Güte der selektierten