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Full text: 15: Wasserstandsvorhersage mittels neuronaler Netze

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
	        
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