ПРИМЕНЕНИЕ РЕГРЕССИОННЫХ УРАВНЕНИЙ В ЛИМНОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ: ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ

  • О. П. Сосновская Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена
  • В. В. Скворцов Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена
Ключевые слова: лимнология, регрессионные модели, искусственные нейронные сети, экосистема, первичная продукция, хлорофилл а, зообентос

Аннотация

В настоящей работе на основе литературных данных проведен анализ точности предсказания регрессионных моделей некоторых важных параметров биологических озерных экосистем (первичная продукция, концентрация хлорофилла а, биомасса зоопланктона и зообентоса). Было показано, что точность предсказания, измеряемая как средняя абсолютная ошибка в процентах (MAPE) практически во всех случаях составляет 60-100%, что не позволяет использовать эти модели для экспертных оценок экосистемных параметров озёр. Использовав литературные данные, с помощью технологии искусственных нейронных сетей были сгенерированы множественные регрессионные модели. Проверка точности этих моделей производилась на независимых данных, которые не использовались для построения конкретной модели. Нейросетевые регрессионные модели оказались более точны – их средняя абсолютная ошибка в процентах не превышала 25%. Таким образом, по нашему мнению, дальнейшее применение регрессионных нейросетевых моделей в лимнологических исследованиях представляется весьма перспективным.

Литература

Иконников В.Б., Кузей Л.М., Суворов Д.В., 2003. Пространственные особенности трансформации лимнических систем Белоруссии // Озерные экосистемы: биологические процессы, антропогенная трансформация, качество воды. Минск. С. 25-28.

Китаев С.П., 2007. Основы лимнологии для гидробиологов и ихтиологов. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН. 395 с.

Нейронные сети, 2008. STATISTICA Neural Networks: методология и технология современного анализа данных / Под редакцией В.П. Боровикова. М.: Горячая линия – Телеком. 392 с.

Трифонова И.С., 1989. Содержание хлорофилла и скорость продуцирования органического вещества в озерах с разным уровнем концентрации биогенных элементов // Трансформация органического вещества при антропогенном эвтрофировании озер. Л.: Наука. С. 78-93.

Dillon P.J., Rigler F.H., 1974. The phosphorus-chlorophyll relationship in lakes // Limnology and Oceanography, Volume 19, Issue 5. P. 767-773. https://doi.org/10.4319/lo.1974.19.5.0767

Hanson J. M., Peters R.H., 1984. Empirical prediction of crustacean zooplankton Biomass and Profundal Macrobenthos Biomass in Lakes // Can. J. Fish. Aquat. Sci., Vol. 41. P.439-445.

Rasmussen J.B., 1988. Littoral zoobenthic biomass in lakes, and its relationship to physical, chemical, and trophic factors. // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 45. P. 1436-1447.

The world’s lakes have finally been counted, 2018 www.uu.se/en/media/news/ article/?id=3637&area=2,5,10,16&typ=artikel&na=&lang=en

Опубликован
2018-12-27