Za analizo povezav med lesnimi branikami in okoljem so primerjane (multipla) linearna regresija (MLR) in izbrane nelinearne metode s področja strojnega učenja: umetne nevronske mreže z učnim algoritmom Bayesova regularizacija (ANN), modelna drevesa (MT), ansambli modelnih dreves (BMT) in naključni gozdovi regresijskih dreves (RF). Izbrane metode so bile primerjane na devetih podatkovnih množicah, ki so vključevale različne parametre branik in različne okoljske spremenljivke. Za nelinearne metode so bili v večini primerov izračunani boljši statistični kazalci za validacijsko množico, čeprav razlike v primerjavi z linearno regresijo niso bile velike. Dodatne analize so pokazale, da se metode večinoma razlikujejo pri napovedih ekstremnih vrednosti. Značilnost nelinearnih metod je, da sprememba odvisne spremenljivke ni premo sorazmerna spremembi ene ali več neodvisnih spremenljivk. Slednje pomeni zmanjšan razpon in variabilnost rekonstruiranih vrednosti, kar rekonstrukcijo naredi vizualno manj privlačno od linearne ekstrapolacije, čeprav v večini primerov statistično boljšo. Nobena izmed nelinearnih metod s področja strojnega učenja ni dala najboljših rezultatov na vseh podatkovnih množicah, zato je pred rekonstrukcijo klime z metodami strojnega učenja vedno smiselno primerjati več metod. Za ta namen smo razvili R funkcijo compare_methods() in jo vgradili v dendroTools R paket, ki je prosto dostopen na CRAN-repozitoriju.
D.09 Mentorstvo doktorandom
COBISS.SI-ID: 930167V magistrskem delu je prikazana uporaba dendrokronologije kot arheološke naravoslovne metode za razumevanje klime v preteklosti. Za potrebe rekonstrukcije klime je bilo potrebno vzorčenje živih dreves in vgrajenega lesa v Krški kotlini in na Lonjskem polju ter laboratorijsko delo, pri katerem so pridobljene vzorce analizirali. Avtorica je predpostavljala, da bodo lahko s podatki vzorcev referenčni kronologiji Krške kotline in Lonjskega polja podaljšali, nakar bi na njuni podlagi izdelali dolgi rekonstrukciji klime in ju povezali v združen klimatski model zahodnega dela Panonske nižine. Rekonstrukcija klime za Krško kotlino je segla do leta 1669, za Lonjsko polje pa do leta 1560. Z analizo značilnih let, ki je temeljila na vrednosti PDSI JJA, je bilo ugotovljeno, da podobnosti med območjema niso bila prepoznavna. Avtorica je iskala tudi razloge za razlike v klimah območij in jih prepoznala predvsem v njunih geografskih razlikah. Izražena leta so povezali tudi z zgodovinskimi viri, pri čemer je bilo teh več za območje Lonjskega polja kot za območje Krške kotline. Z nadaljnjimi raziskavami bi lahko kronologiji še izboljšali in podaljšali dlje v preteklost.
D.10 Pedagoško delo
COBISS.SI-ID: 70749794V diplomski nalogi so dendrokronološko datirani trije objekti Dolenjske regije - Škarjatov kozolec v Mirni, cerkev svetega Vida v Šentvidu pri Stični in Kosmov vinski hram v Malem Cirniku. Vsi objekti so grajeni iz hrastovega lesa (Quercus sp.) in primerjani z dolenjsko kronologijo Gozdarskega inštituta Slovenije. Datacije so izvedene s pomočjo statističnih analiz - korelacijske analize, t vrednosti po Baillie-Pilcherju in s koeficientom časovne skladnosti in z vizualno primerjavo krivulj. Zaradi starosti cerkve svetega Vida, je bila analiza opravljena z C14 analizo, saj za tisto obdobje še ni bilo ustvarjene referenčne kronologije. Objekt v Mirni je uvrščen v leto 1626, vinski hram v leto 1616, pri cerkvi pa je šlo zgolj za prenovo, romanska osnova je bila v stilu gotike prenovljena po letu 1483.
D.10 Pedagoško delo
COBISS.SI-ID: 38176771V tem prispevku predstavljamo paket dendroTools R za proučevanje statističnega odnosa med parametri drevesnih branik in dnevnimi okoljskimi podatki. Osrednja funkcija paketa je daily_response (), ki deluje tako, da okno drsi skozi dnevne okoljske podatke in izračuna statistične metrike z enim ali več proksiji drevesnih branik. Možne meritve so korelacijski koeficient, koeficient determinacije in prilagojeni koeficient determinacije. Poleg linearne regresije je mogoče uporabiti nelinearno umetno nevronsko mrežo z Bayesovim algoritmom regularizacije z učenjem (brnn). dendroTools ponuja možnost uporabe dnevnih meteoroloških podatkov in robustnih nelinearnih funkcij za analizo odnosov med klimo in rastjo. Modele bi zato morali bolje prilagoditi resnični (neprekinjeni) rasti dreves in povečati napovedne sposobnosti. Paket dendroTools R je prosto dostopen v odlagališču CRAN. Funkcionalnost paketa je prikazana na dveh primerih, eden z uporabo kronologije povprečnih površin trahej doba (MVA) in drugi s tradicionalno kronologijo širin branik (TRW).
F.23 Razvoj novih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev
COBISS.SI-ID: 5178534