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Full text: 15: Wasserstandsvorhersage mittels neuronaler Netze

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werden die letzten beiden stündlichen Messungen des Staus von Cuxhaven in Zentimeter 
benötigt. Für die andern beiden Netze werden jeweils eine vorhergesagte Windgeschwindig 
keit in Knoten, eine vorhergesagte Windrichtung in Grad und der aktuelle Stau bei West- 
Terschelling gebraucht. Aufgrund der im Hindcastmodus berechneten Vorhersagefehler wird 
empfohlen, diese beiden Netze nur bei Windstärken 4 bis 8 Bf. einzusetzen. Damit auf die 
Vorhersagen zu späteren Zeiten zugegriffen werden kann, wurden Protokolldateien eingerich 
tet. In diesen Dateien werden Datum, Uhrzeit, Ein- und Ausgabe des jeweiligen Netzes und 
der Benutzer vermerkt. 
Im zweiten Teil der Dokumentation wird beschrieben, wie ein erneutes Anlernen der 
Kohonen-Netze realisiert werden kann. Dazu kann die Software benutzt werden, die für die 
vorliegende Arbeit entwickelt worden ist. Diese Software ist kein fertiges Programmpaket, 
das ein unbelasteter Benutzer ohne Probleme anwenden kann, sondern eine Ansammlung von 
mehreren Programmen, deren Funktionsweise erst kennengelernt werden muß. Für die 
Zwecke des neuen Anlernens wird der wichtigste Teil dieser Programme im folgenden 
beschrieben. 
Um diese Programme anwenden zu können, ist ein sicherer Umgang mit dem Betriebs 
system UNIX unerläßlich. Die wichtigsten Programme wurden so konzipiert, daß sie wie 
UNIX-Kommandos aufgerufen werden können. D.h. in der Kommandozeile können nach dem 
Programmnamen Optionen angegeben werden, die durch einen vorausgehenden Gedanken 
strich gekennzeichnet sind. Eine Liste der jeweils verfügbaren Optionen bewirkt die Option 
"?", z.B. "sei -?" Die weniger wichtigen Programme wurden nicht nach diesem Schema kon 
struiert. In diesen Fällen führt solch ein Aufruf zu einer Fehlermeldung. In manchen dieser 
Fälle kann aber nur durch Eingabe des Programmnamens eine "usage"-Meldung erscheinen. 
In den restlichen Fällen jedoch erscheint keine solche Meldung. Dann muß in den Quelltext 
hineingeschaut werden, um zu sehen, wie der Aufruf erfolgen muß. Das betrifft meistens 
kleine überschaubare Programme. Alle Quelltexte wurden in der Sprache C verfaßt. Um 
besonders die kleinen Programme zu verstehen, ist daher eine gewisse Erfahrung mit dieser 
Sprache erforderlich. 
Die meisten Programme schreiben ihre Ausgaben auf die Standardausgabe, die in der 
UNIX-Kommandozeile durch das Zeichen ">" repräsentiert wird. Die Eingabe erfolgt teils 
von der Standardeingabe ("<"), aber auch von Dateien, deren Namen in Abhängigkeit vom 
aufgerufenen Programmnamen festgelegt sind. In der Regel wird diesem Namen eine 
Erweiterung angefügt, die mit einem Punkt beginnt. 
Die im folgenden beschriebenen Programme sind nur als C-Quelltexte auf einer Work 
station des Wasserstandsvorhersagedienstes verfügbar (z.Zt. die "elbe", Stand 1997). D.h. sie 
müssen vor dem Einsatz noch jeweils übersetzt werden. Dabei ist darauf zu achten, daß alle 
Quelltexte in ANSI-C geschrieben sind. Ein Beispiel für eine Übersetzung lautet: 
"cc -A a -O nn.c -o nn -lm" 
Das "a" bei der Option "-A" steht für ANSI-C. "nn.c" ist in diesem Beispiel der zu über 
setzende C-Quelltext, "nn" der Name, der für die ausführbare Datei gewählt wurde, und "-lm" 
die mathematische Bibliothek, die eingebunden werden muß. Es wird nicht dafür garantiert, 
daß sich alle Quelltexte beim ersten Mal ohne Probleme übersetzen lassen. Die Entwicklung 
der Programme geschah auf einer anderen Workstation, die für diese Zwecke nicht mehr zur 
Verfügung steht. Darum muß noch ein gewisser Portierungsaufwand betrieben werden. 
Für die neuronalen Netze wurde keine Fertigsoftware verwendet, sondern sie wurden vom 
Autor selbst implementiert. Der Grundalgorithmus [3.8] ließ sich relativ leicht implementie
	        
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