PRODUÇÃO ACADÊMICA Repositório Acadêmico da Graduação (RAG) TCC Ciência da Computação
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: ON THE GENERALIZATION CAPABILITIES OF GRAPH TRANSFORMER MODELS IN WEATHER FORECASTING WITH SYNTHETIC DATA
Autor(es): Jordão, Salatiel Abraão Avelar
Primeiro Orientador: Dantas, Maria José Pereira
metadata.dc.contributor.referee1: Santos, Felipe Corrêa Veloso dos
Resumo: Este trabalho investiga a capacidade de generalização de modelos baseados em GraphTransformers para previsão climática utilizando dados sintéticos gerados pelo MPAS Atmosphere Core. A pesquisa aborda lacunas na representatividade de dados reais, principalmente em eventos climáticos extremos, propondo o uso de dados sintéticos para treinamento. A metodologia inclui a geração de dados em formato de malha-grafo, desenvolvimento de uma arquitetura de Graph-Transformer e avaliação de desempenho em dados reais, como o ERA5. Os resultados indicam que, embora os modelos apresentem bom desempenho em previsões de curto prazo, desafios relacionados à propagação de erros em sequências autorregressivas permanecem. A pesquisa sugere o desenvolvimento futuro de modelos híbridos, integrando aprendizado de máquina e conhecimentos físicos, para melhorar a robustez e a interpretabilidade dos resultados. Este estudo contribui para avanços em modelagem climática e aprendizado de máquina, oferecendo novas perspectivas para previsão de eventos climáticos extremos e análise espaço-temporal.
Abstract: This study investigates the generalization capabilities of Graph-Transformer models for weather forecasting using synthetic data generated by the MPAS Atmosphere Core. The research addresses gaps in real-world data representation, particularly for extreme weather events, by proposing the use of synthetic datasets for model training. The methodology includes the generation of graph-based data, the development of Graph Transformer architecture, and performance evaluation using real-world datasets such as ERA5. The results demonstrate that while the models perform well for short-term predictions, challenges related to error propagation in autoregressive sequences persist. The study suggests future development of hybrid models, integrating machine learning with physical knowledge, to enhance robustness and interpretability. This research contributes to advancements in climate modeling and machine learning, offering new perspectives for extreme weather forecasting and spatiotemporal analysis.
Palavras-chave: weather forecasting
synthetic data
MPAS Atmosphere Core
hybrid models
machine learning
extreme weather events
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Idioma: eng
País: Brasil
Editor: Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Sigla da Instituição: PUC Goiás
metadata.dc.publisher.department: Escola Politécnica
Tipo de Acesso: Acesso Restrito
URI: https://repositorio.pucgoias.edu.br/jspui/handle/123456789/8861
Data do documento: 13-Jan-2025
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