158
MR-Modell WD
Grenzen der
Residuen (cm):
Anzahl
Anteil
in %
Anzahl
Anteil
in %
± 0
0
0
183
27
± 10
336
50
200
30
± 25
588
88
399
60
± 50
651
97
562
84
± 100
664
99
642
96
± 200
667
99.9
666
99.7
± 300
668
100
668
100
Tab.5.17: Vergleich des optimalen MR-Modells mit dem Wasserstandsvorhersagedienst (WD) für die Vorhersa
ge der Hochwasser bei Cuxhaven. Anzahl der Vorhersagen und ihr Verhältnis (in %) zur Gesamtzahl (668)
in Abhängigkeit von ausgewählten Grenzen der Residuen.
Z.B. lagen beim MR-Modell 88% aller Fälle zwischen ± 25 cm, beim Dienst dagegen nur
60% aller Fälle. Es existierte kein Residuum, das vom Betrag her größer als 3 m war.
Auffallend sind die Angaben bei den Grenzen ± 0 cm. Solche Residuen würden einem
perfekten Modell entsprechen. Aufgrund der Gewohnheit des Dienstes, Residuen, die
zwischen ± 1 dm lagen, gleich Null zu setzen, ergaben sich immerhin 183 Hochwasser, deren
Residuen verschwanden. Diese Anzahl entspricht immerhin 27% aller Fälle. Dadurch ist der
Vergleich der Kohonen-Netze mit dem Dienst etwas zugunsten des Dienstes verzerrt
(Kap.2.4.4). Wendet man einen % 2 -Test auch auf den Vergleich der beiden Verteilungen des
MR-Modells und des Dienstes an, so sind die Verteilungen unterschiedlich. Dieser Unter
schied kann durch die verschwindenden Residuen des Dienstes bedingt sein. Der Unterschied
ist aber nicht so groß wie beim Vergleich der beiden Verteilungen jeweils mit der Normal
verteilung. Durch diese Verzerrung aber relativiert sich wieder die Einschränkung des
Vergleichs aufgrund der Ergebnisse des F-Tests. Somit kann doch mit etwas besserem
Gewissen behauptet werden, daß die Kohonen-Netze auch die mündlichen Vorhersagen des
Wasserstandsvorhersagedienstes schlagen konnten.
In den nächsten drei Tabellen (Tab.5.18 bis Tab.5.20) werden Vorhersagefehler aufgelistet,
die in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit, der Windrichtung und des Staus bei
Cuxhaven berechnet wurden. Als Basis wurden für diese drei Größen jeweils stündliche
gemessene Werte verwendet. Für den Stau wurden aus diesen Werten mittels eines kubischen
Splines (Kap.2.1.2) Hoch- und Niedrigwasser extrahiert. Für die Windgeschwindigkeit und
Windrichtung wurden diejenigen stündlichen Werte verwendet, die mit einem effektiven
Zeitversatz von drei bis vier Stunden früher als die Hoch- und Niedrigwasserzeitpunkte
gemessen wurden (Kap.2.4.3).
Betrachtet man die Abhängigkeit der Vorhersagefehler von der gemessenen Windge
schwindigkeit (Tab.5.18), so sind diese Fehler des MR-Modells bei Windstärken 4 bis 8 Bf -
kleiner oder gleich den Vorhersagefehlern des Dienstes. In den Bereich dieser Windstärken
fallen 613 der insgesamt 668 Hochwasser, also die große Mehrheit aller Fälle. Bei kleineren
Windstärken liegt das neuronale Modell nicht so gut wie der Dienst. Das könnte zum Teil
mit der Vorbereitung des Windes für das Training der Netze Zusammenhängen (Kap.4.1.2).
Bei den Feuerschiffen wurden Angaben von 1 und 2 kn als Fehler behandelt. Bei größeren