Machine learning models development for accurate multi-months ahead drought forecasting: Case study of the Great Lakes, North America ... : تطوير نماذج التعلم الآلي للتنبؤ الدقيق بالجفاف قبل عدة أشهر: دراسة حالة للبحيرات العظمى، أمريكا الشمالية ...
The Great Lakes are critical freshwater sources, supporting millions of people, agriculture, and ecosystems. However, climate change has worsened droughts, leading to significant economic and social consequences. Accurate multi-month drought forecasting is, therefore, essential for effective water m...
Main Authors: | , , , , |
---|---|
Format: | Text |
Language: | English |
Published: |
OpenAlex
2023
|
Subjects: | |
Online Access: | https://dx.doi.org/10.60692/krgr8-t2s77 https://gresis.osc.int//doi/10.60692/krgr8-t2s77 |
id |
ftdatacite:10.60692/krgr8-t2s77 |
---|---|
record_format |
openpolar |
spelling |
ftdatacite:10.60692/krgr8-t2s77 2024-09-09T19:28:44+00:00 Machine learning models development for accurate multi-months ahead drought forecasting: Case study of the Great Lakes, North America ... : تطوير نماذج التعلم الآلي للتنبؤ الدقيق بالجفاف قبل عدة أشهر: دراسة حالة للبحيرات العظمى، أمريكا الشمالية ... Mohammed Majeed Hameed Siti Fatin Mohd Razali Wan Hanna Melini Wan Mohtar Norliza Abd Rahman Zaher Mundher Yaseen 2023 https://dx.doi.org/10.60692/krgr8-t2s77 https://gresis.osc.int//doi/10.60692/krgr8-t2s77 en eng OpenAlex https://dx.doi.org/10.60692/3whmc-j6g95 cc-by Global Drought Monitoring and Assessment Global and Planetary Change Environmental Science Physical Sciences Global Flood Risk Assessment and Management Optimal Operation of Water Resources Systems Ocean Engineering Engineering Flood Inundation Modeling Hydrological Modeling Hydro-Economic Models Surface Water Mapping Beluga Whale Extreme learning machine Whale Environmental science Beluga Climatology Meteorology Computer science Fishery Geography Machine learning Artificial neural network Arctic Oceanography FOS Earth and related environmental sciences Geology Biology Text ScholarlyArticle article-journal 2023 ftdatacite https://doi.org/10.60692/krgr8-t2s7710.60692/3whmc-j6g95 2024-08-01T08:55:18Z The Great Lakes are critical freshwater sources, supporting millions of people, agriculture, and ecosystems. However, climate change has worsened droughts, leading to significant economic and social consequences. Accurate multi-month drought forecasting is, therefore, essential for effective water management and mitigating these impacts. This study introduces the Multivariate Standardized Lake Water Level Index (MSWI), a modified drought index that utilizes water level data collected from 1920 to 2020. Four hybrid models are developed: Support Vector Regression with Beluga whale optimization (SVR-BWO), Random Forest with Beluga whale optimization (RF-BWO), Extreme Learning Machine with Beluga whale optimization (ELM-BWO), and Regularized ELM with Beluga whale optimization (RELM-BWO). The models forecast droughts up to six months ahead for Lake Superior and Lake Michigan-Huron. The best-performing model is then selected to forecast droughts for the remaining three lakes, which have not experienced severe ... : تعد البحيرات العظمى مصادر مهمة للمياه العذبة، حيث تدعم ملايين الأشخاص والزراعة والنظم الإيكولوجية. ومع ذلك، فقد أدى تغير المناخ إلى تفاقم حالات الجفاف، مما أدى إلى عواقب اقتصادية واجتماعية كبيرة. وبالتالي، فإن التنبؤ الدقيق بالجفاف لعدة أشهر أمر ضروري للإدارة الفعالة للمياه والتخفيف من هذه الآثار. تقدم هذه الدراسة مؤشر مستوى مياه البحيرة الموحد متعدد المتغيرات (MSWI)، وهو مؤشر جفاف معدل يستخدم بيانات مستوى المياه التي تم جمعها من عام 1920 إلى عام 2020. تم تطوير أربعة نماذج هجينة: دعم انحدار المتجهات مع تحسين الحيتان البيضاء (SVR - BWO)، والغابة العشوائية مع تحسين الحيتان البيضاء (RF - BWO)، وآلة التعلم المتطرف مع تحسين الحيتان البيضاء (ELM - BWO)، والدردار المنتظم مع تحسين الحيتان البيضاء (RELM - BWO). وتتوقع النماذج حدوث جفاف قبل ستة أشهر في بحيرة سوبيريور وبحيرة ميشيغان- هورون. ثم يتم اختيار النموذج الأفضل أداءً للتنبؤ بموجات الجفاف للبحيرات الثلاث المتبقية، والتي لم تشهد موجات جفاف شديدة في السنوات الخمسين الماضية. تظهر النتائج أن دمج BWO يحسن دقة جميع النماذج الكلاسيكية، لا سيما في التنبؤ بالجفاف والنقاط ... Text Arctic Beluga Beluga whale Beluga* Climate change DataCite Arctic |
institution |
Open Polar |
collection |
DataCite |
op_collection_id |
ftdatacite |
language |
English |
topic |
Global Drought Monitoring and Assessment Global and Planetary Change Environmental Science Physical Sciences Global Flood Risk Assessment and Management Optimal Operation of Water Resources Systems Ocean Engineering Engineering Flood Inundation Modeling Hydrological Modeling Hydro-Economic Models Surface Water Mapping Beluga Whale Extreme learning machine Whale Environmental science Beluga Climatology Meteorology Computer science Fishery Geography Machine learning Artificial neural network Arctic Oceanography FOS Earth and related environmental sciences Geology Biology |
spellingShingle |
Global Drought Monitoring and Assessment Global and Planetary Change Environmental Science Physical Sciences Global Flood Risk Assessment and Management Optimal Operation of Water Resources Systems Ocean Engineering Engineering Flood Inundation Modeling Hydrological Modeling Hydro-Economic Models Surface Water Mapping Beluga Whale Extreme learning machine Whale Environmental science Beluga Climatology Meteorology Computer science Fishery Geography Machine learning Artificial neural network Arctic Oceanography FOS Earth and related environmental sciences Geology Biology Mohammed Majeed Hameed Siti Fatin Mohd Razali Wan Hanna Melini Wan Mohtar Norliza Abd Rahman Zaher Mundher Yaseen Machine learning models development for accurate multi-months ahead drought forecasting: Case study of the Great Lakes, North America ... : تطوير نماذج التعلم الآلي للتنبؤ الدقيق بالجفاف قبل عدة أشهر: دراسة حالة للبحيرات العظمى، أمريكا الشمالية ... |
topic_facet |
Global Drought Monitoring and Assessment Global and Planetary Change Environmental Science Physical Sciences Global Flood Risk Assessment and Management Optimal Operation of Water Resources Systems Ocean Engineering Engineering Flood Inundation Modeling Hydrological Modeling Hydro-Economic Models Surface Water Mapping Beluga Whale Extreme learning machine Whale Environmental science Beluga Climatology Meteorology Computer science Fishery Geography Machine learning Artificial neural network Arctic Oceanography FOS Earth and related environmental sciences Geology Biology |
description |
The Great Lakes are critical freshwater sources, supporting millions of people, agriculture, and ecosystems. However, climate change has worsened droughts, leading to significant economic and social consequences. Accurate multi-month drought forecasting is, therefore, essential for effective water management and mitigating these impacts. This study introduces the Multivariate Standardized Lake Water Level Index (MSWI), a modified drought index that utilizes water level data collected from 1920 to 2020. Four hybrid models are developed: Support Vector Regression with Beluga whale optimization (SVR-BWO), Random Forest with Beluga whale optimization (RF-BWO), Extreme Learning Machine with Beluga whale optimization (ELM-BWO), and Regularized ELM with Beluga whale optimization (RELM-BWO). The models forecast droughts up to six months ahead for Lake Superior and Lake Michigan-Huron. The best-performing model is then selected to forecast droughts for the remaining three lakes, which have not experienced severe ... : تعد البحيرات العظمى مصادر مهمة للمياه العذبة، حيث تدعم ملايين الأشخاص والزراعة والنظم الإيكولوجية. ومع ذلك، فقد أدى تغير المناخ إلى تفاقم حالات الجفاف، مما أدى إلى عواقب اقتصادية واجتماعية كبيرة. وبالتالي، فإن التنبؤ الدقيق بالجفاف لعدة أشهر أمر ضروري للإدارة الفعالة للمياه والتخفيف من هذه الآثار. تقدم هذه الدراسة مؤشر مستوى مياه البحيرة الموحد متعدد المتغيرات (MSWI)، وهو مؤشر جفاف معدل يستخدم بيانات مستوى المياه التي تم جمعها من عام 1920 إلى عام 2020. تم تطوير أربعة نماذج هجينة: دعم انحدار المتجهات مع تحسين الحيتان البيضاء (SVR - BWO)، والغابة العشوائية مع تحسين الحيتان البيضاء (RF - BWO)، وآلة التعلم المتطرف مع تحسين الحيتان البيضاء (ELM - BWO)، والدردار المنتظم مع تحسين الحيتان البيضاء (RELM - BWO). وتتوقع النماذج حدوث جفاف قبل ستة أشهر في بحيرة سوبيريور وبحيرة ميشيغان- هورون. ثم يتم اختيار النموذج الأفضل أداءً للتنبؤ بموجات الجفاف للبحيرات الثلاث المتبقية، والتي لم تشهد موجات جفاف شديدة في السنوات الخمسين الماضية. تظهر النتائج أن دمج BWO يحسن دقة جميع النماذج الكلاسيكية، لا سيما في التنبؤ بالجفاف والنقاط ... |
format |
Text |
author |
Mohammed Majeed Hameed Siti Fatin Mohd Razali Wan Hanna Melini Wan Mohtar Norliza Abd Rahman Zaher Mundher Yaseen |
author_facet |
Mohammed Majeed Hameed Siti Fatin Mohd Razali Wan Hanna Melini Wan Mohtar Norliza Abd Rahman Zaher Mundher Yaseen |
author_sort |
Mohammed Majeed Hameed |
title |
Machine learning models development for accurate multi-months ahead drought forecasting: Case study of the Great Lakes, North America ... : تطوير نماذج التعلم الآلي للتنبؤ الدقيق بالجفاف قبل عدة أشهر: دراسة حالة للبحيرات العظمى، أمريكا الشمالية ... |
title_short |
Machine learning models development for accurate multi-months ahead drought forecasting: Case study of the Great Lakes, North America ... : تطوير نماذج التعلم الآلي للتنبؤ الدقيق بالجفاف قبل عدة أشهر: دراسة حالة للبحيرات العظمى، أمريكا الشمالية ... |
title_full |
Machine learning models development for accurate multi-months ahead drought forecasting: Case study of the Great Lakes, North America ... : تطوير نماذج التعلم الآلي للتنبؤ الدقيق بالجفاف قبل عدة أشهر: دراسة حالة للبحيرات العظمى، أمريكا الشمالية ... |
title_fullStr |
Machine learning models development for accurate multi-months ahead drought forecasting: Case study of the Great Lakes, North America ... : تطوير نماذج التعلم الآلي للتنبؤ الدقيق بالجفاف قبل عدة أشهر: دراسة حالة للبحيرات العظمى، أمريكا الشمالية ... |
title_full_unstemmed |
Machine learning models development for accurate multi-months ahead drought forecasting: Case study of the Great Lakes, North America ... : تطوير نماذج التعلم الآلي للتنبؤ الدقيق بالجفاف قبل عدة أشهر: دراسة حالة للبحيرات العظمى، أمريكا الشمالية ... |
title_sort |
machine learning models development for accurate multi-months ahead drought forecasting: case study of the great lakes, north america ... : تطوير نماذج التعلم الآلي للتنبؤ الدقيق بالجفاف قبل عدة أشهر: دراسة حالة للبحيرات العظمى، أمريكا الشمالية ... |
publisher |
OpenAlex |
publishDate |
2023 |
url |
https://dx.doi.org/10.60692/krgr8-t2s77 https://gresis.osc.int//doi/10.60692/krgr8-t2s77 |
geographic |
Arctic |
geographic_facet |
Arctic |
genre |
Arctic Beluga Beluga whale Beluga* Climate change |
genre_facet |
Arctic Beluga Beluga whale Beluga* Climate change |
op_relation |
https://dx.doi.org/10.60692/3whmc-j6g95 |
op_rights |
cc-by |
op_doi |
https://doi.org/10.60692/krgr8-t2s7710.60692/3whmc-j6g95 |
_version_ |
1809898040866111488 |