Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorDurmaz, Murat
dc.contributor.authorYıldız, İrem
dc.date.accessioned2021-10-13T08:14:38Z
dc.date.issued2021
dc.date.submitted2021-06-20
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11655/25549
dc.description.abstractShort term forecasting of Ionosphere is not only an important topic for both near real-time applications such as single frequency point positioning and navigation, but also monitoring the ionosphere by data assimilation methods. In this study, short term forecasting of global ionosphere on the basis of Trigonometric B-splines is stud- ied with both Deep Learning methods such as LSTM and also conventional methods such as SARIMA. In addition, dimension reduction with Principal Component Anal- ysis is also investigated. The Trigonometric B-spline coefficient time series of Global Ionosphere is obtained by generating coefficients using approximately 20 years of IGS global ionosphere maps in IONEX format. After examining the data, two different methods are proposed on the basis of trends. One is assuming the trend as constant, and the other is a combination of linear and annual trend by Facebook Prophet li- brary. Performance of LSTM and SARIMA models are investigated in the forecasting of individual B-spline coefficient, and also in terms of forecasting Spatial Mean and Principal Components. In addition, a block based LSTM model is also proposed. Best model for each method is established by means of hyper parameter search. Then these best models are compared on days of both quiet and storm ionospheric conditions. According to the results, the combination of dimension reduction with SARIMA model performs better in both quiet and storm days, with 56.17% and 32.59% improvement with respect to persistent ionosphere model, respectively. The proposed block based LSTM model and PCA LSTM provide close results to the SARIMA model with 15% and 21% improvement especially around 00:00 UT. In addition, up to 56% improvement is achieved in the PCA SARIMA model in 2010 on selected days. Although LSTM provides a blackbox model building, feature engineering based on SARIMA model parameters in LSTM models may provide better results.tr_TR
dc.language.isoentr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectVertical total electron contenttr_TR
dc.subjectLonosphere forecastingtr_TR
dc.subjectLSTMtr_TR
dc.subjectSarımatr_TR
dc.subjectPCAtr_TR
dc.subject.lcshGeomatik mühendisliğitr_TR
dc.titleForecasting of Global Vertical Total Electron Content Based on Trigonometric B-Spline with Long Short Term Memorytr_TR
dc.title.alternativeTrigonometrik B-Spline Tabanlı Küresel Dikey Toplam Elektron İçeriğinin Uzun Kısa Süreli Bellek (LSTM) ile Tahmini
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetİyonosferin kısa dönemli tahmini, hem tek frekanslı konumlandırma ve navigasyon yarı gerçek zamanlıya uygulamalar için hem de veri asimilasyon yöntemleri ile iyonosferin izlenmesi için önemli bir konudur. Bu çalışmada, küresel iyonosferin Trigonometrik B- spline temelinde kısa dönemli tahmini, hem LSTM gibi Derin Öğrenme yöntemleri hem de SARIMA gibi geleneksel yöntemlerle incelenmiştir. Ayrıca Temel Bileşen Analizi ile boyut küçültme de incelenmiştir. Küresel İyonosfer’in Trigonometrik B-spline katsayı zaman serisi, IONEX formatında yaklaşık 20 yıllık IGS küresel iyonosfer haritaları kul- lanılarak katsayılar üretilerek elde edilmiştir. Veriler incelendikten sonra trend bazında iki farklı yöntem önerilmiştir. Biri trendin sabit olduğunu varsayarken, diğeri Facebook Prophet tarafından lineer trend ve yıllık trendin bir kombinasyonu kullanır. LSTM ve SARIMA modellerinin performansı, bireysel B-spline katsayısının tahmininde ve ay- rıca Mekansal Ortalama ve Temel Bileşenlerin tahmin edilmesi açısından çalışılmıştır. Ayrıca blok tabanlı bir LSTM modeli önerilmiştir. Her yöntem için en iyi model, hi- per parametre araması yoluyla belirlenir. Daha sonra her yöntemin en iyi modeli hem normal hem de fırtınalı iyonosferik koşullardaki günlerde karşılaştılmıştır. Sonuçlara göre SARIMA modeli ile boyut küçültme kombinasyonu, hem normal hem de fırtınalı günlerde, persistence iyonosfer modeline göre sırasıyla %56.17 ve %32.59 iyileştirme ile daha iyi performans göstermektedir. Önerilen blok tabanlı LSTM modeli, özellikle 00:00 UT civarında normal günlerde %15, PCA LSTM model ile 21% iyileş- tirme ile SARIMA modeline yakın sonuçlar vermektedir. Ayrıca 2010 yili için seçilmiş günlerde PCA SARIMA modelde 56%’lara varan iyileşme sağlanmıştır. LSTM bir kara kutu model yapısı sağlamasına rağmen, LSTM modellerinin eğitiminde SARIMA modelinin parametrelerine dayali öznitelik mühendisliği yapılarak daha iyi sonuçlar elde edilebilir.tr_TR
dc.contributor.departmentGeomatik Mühendisliğitr_TR
dc.embargo.termsAcik erisimtr_TR
dc.embargo.lift2021-10-13T08:14:38Z
dc.fundingYoktr_TR


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster