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Volltext : Wasserstandsvorhersage mittels neuronaler Netze (BSH-Berichte, Nr. 15)

vorhersagedienst  als  Werkzeuge  für  die  Erstellung  ihrer  Vorhersagen  benutzt.  In  dem  Prozeß
der  Entscheidungsfindung  spielt  die  Erfahrung  der  Experten  eine  herausragende  Rolle.  Der
Wunsch  besteht,  weitere  Verfahren  in  den  Prozeß  einzubinden,  um  damit  mögliche  Inkonsistenzen ­
  der  Vorhersage  zu  reduzieren.  Neue  Verfahren  sollten  nach  anderen  Prinzipien
funktionieren  als  nach  denen  der  bereits  eingesetzten  Modelle,  um  eine  größtmögliche  Unabhängigkeit ­
  zu  gewährleisten.
Neuronale  Netze  erfüllen  diese  Voraussetzung  aufgrund  ihrer  neuartigen  Technik.  Sie
weisen  zwar  eine  gewisse  Verwandtschaft  zu  statistischen  Methoden  auf.  mit  denen  sie  daher
auch  gemessen  werden  müssen,  sorgen  aber  durch  das  Prinzip  des  "Lernens"  für  ausreichende
Unabhängigkeit  von  den  anderen  Prinzipien.  Durch  die  wenn  auch  sehr  grobe  Ähnlichkeit  der
künstlichen  mit  biologischen  neuronalen  Netzen  läßt  sich  die  Frage  formulieren,  ob  und
inwieweit  sich  die  Erfahrung,  die  in  den  Gehirnen  der  Experten  steckt,  objektivieren  und
somit  von  unerfahrenen  Menschen  nutzen  läßt.  Bisher  sind  mittels  künstlicher  neuronaler
Netze  bereits  auf  unterschiedlichsten  Gebieten  erfolgreiche  Anwendungen  entwickelt  und
Verbesserungen  von  Vorhersagen  erreicht  worden.  Darum  ist  ihre  Anwendung  auf  die
Wasserstandsvorhersage  sehr  vielversprechend.
Ziel  ist  es,  ein  operationeil  nutzbares  Werkzeug  auf  der  Basis  von  neuronalen  Netzen  zu
entwickeln,  das  sich  für  die  Vorhersage  von  Standardsituationen  eignet.  Die  Güte  der
Sturmflutvorhersage  ist  nach  wie  vor  vom  Fingerspitzengefühl  der  Experten  abhängig.  Da  es
in  erster  Linie  um  die  Vorhersage  geht,  wird  der  inneren  Struktur  der  Netze  weniger  Raum
gewidmet.  Sie  wird  nur  insoweit  beachtet  als  es  für  die  Automatisierung  des  Lernverfahrens
und  die  Überprüfung  des  Algorithmus’  auf  korrekte  Funktionsfähigkeit  nötig  ist.
Aufgrund  der  Komplexität  des  Themas  wurde  das  Projekt  "Wasserstandsvorhersage  mittels
neuronaler  Netze"  als  Forschungsvorhaben  gekennzeichnet  und  eine  Doktorandenstelle  am
BSH  eingerichtet.  Das  Projekt  hatte  stark  interdisziplinären  Charakter.  Daher  werden  in  dieser
Arbeit  nicht  nur  neue  Ergebnisse  für  die  Ozeanographie/Meteorologie  beschrieben,  sondern
es  wird  auch  ein  kleiner  Beitrag  für  die  Neuroinformatik  geleistet.  Aufgrund  der  Vorbildung
des  Autors  wird  aber  von  einer  streng  mathematischen  Darstellung  des  Verfahrens  und  der
Ergebnisse,  wie  sie  aus  neuroinformatischer  Sicht  angebracht  wäre,  abgesehen.  Stattdessen
wird  versucht,  die  Intuition  des  Lesers  anzusprechen,  u.a.  in  Form  von  Grafiken.
Der  ozeanographisch/meteorologisch  orientierte  Leser  wird  um  Entschuldigung  gebeten,
wenn  manche  Dinge  an  gesprochen  werden,  die  in  seinen  Augen  selbstverständlich  sind.  Die
Dinge  werden  aus  Rücksicht  auf  den  neuroinformatisch  orientierten  Leser  näher  erläutert.
Dieser  Leser  wird  in  analoger  Weise  ebenfalls  um  Entschuldigung  für  Dinge  gebeten,  die
zwar  ihm  selbstverständlich,  aber  dem  anderen  Leser  so  gut  wie  unbekannt  sind.
            
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