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deeprain's Introduction

DeepRain

This project was created in the context of a course at the HTWG Konstanz - University of Applied Sciences.

The goal is a short term precipitation prediction for 35 minutes of an area around Constance with machine learning. Therefor we use a UNet implementation in keras and tensorflow for python 3.

Our team: Etienne, Merle, Thomas, Tim creates a short term precipitation prediction using a UNet under supervision of Prof. Dr. Oliver Duerr.

Result

Requirements

To run the scripts in this repository, you need the Anaconda Python distribution and additionally install the following packages:

  • keras
  • tensorflow
  • cv2 (OpenCV)
  • wradlib

deeprain's People

Contributors

etgramli avatar oduerr avatar thgnaedi avatar timethethyme avatar wandawuff avatar

Stargazers

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Watchers

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deeprain's Issues

PNG mit Konstanz

Ein Bild auf welchem die Position von Konstanz möglichst genau identifizierbar ist.

Dokumentation

Kapitel

  • Paper und Gesamtdokumentation

  • Abstract (Merle)

  • Datenbeschaffung (Etienne, Tim)

  • Daten-Aufbereitung (Tim)

  • Datenanalyse (Merle)

  • Netzwerke (Thomas, Etienne, Tim)
    -- Netzwerktyp
    -- Lossfunktion
    -- Sensitivitätsanalyse

  • Fazit

  • Ausblick

5-min Bilder

in Graustufen 5-min Auflösung alle einheitlich benannt.

Bilder Speichern

scipy.misc.imsave("tmpFilename.jpg", data)
speichert die Daten "falsch" nach Laden nurnoch Schwarz/Weiß keine Graustufen erkennbar.

DWD

woher bekommen wir hilfreiche Daten zur Wettervorhersage

Datenanalyse

  • Regenmengen allgemein betrachten und validieren (z.B. mit Statista)
    • Visualisieren
  • Radarbilder mit Regenmengen Vergleichen
    • Regenmenge Extrahieren (Farbwerte auslesen und in Regenmenge trasformieren)
      • Nach Datum ordnen und mit Regenmengen txt vergleichen
    • Visualisieren

U-Net lauffähig machen

Verständniss anz. input Bilder verändern, anz output Bilder verändern.
Wie starte ichd as Training, Was für möglichkeiten um Fehler zu berechnen gibt es.

Dataloader

  1. Bilder in numpy arrays umwandeln (3D) => (x,y,t)
  2. Möglichkeit Batches zu generieren
  3. Möglichkeit Test/Trainingsdaten zu erstellen/unterteilen
  4. Durchiterieren möglich machen

Wradlib Daten zu PNG exportieren

  1. Bildbereich einstellbar machen
  2. Skalierung einheitlicher Wertebereich über alle Bilder
  3. Speichern unter einheitlichen Namen
  • Bilder liegen unter /data/RadarbilderDWD/TEST/

Sample Object creation

  • Bugfix time 2355 to 0000 should be 5 min!
  • add input/output shape to .info()
  • Bugfix minimal max value should only be increased

VM Speicher erweitern

Aktuell hat die VM wenig Festplattenspeicher.
Wie viel Speicher wird benötigt für Wetterdaten von einem Tag ?
daraus kann grobe prognose erstellt werden, wie viel Speicher mindestens benötigt wird. Anschließend kann Speicherplatz zur verfügung gestellt werden.

Problem beim training

http://localhost:8989/notebooks/NetworkTypes/Simple_Crossentropy_Test.ipynb

import sys
sys.path.append("../Data")
#sys.path.append("../NetworkTypes")
import tfModels as tfM
import sample_bundle as sampleBundle
import tfLosses
import numpy as np
from extendet_CNN_test import train_realdata

input_shape = (64, 64, 5)
model = tfM.UNet64(input_shape, lossfunction='categorical_crossentropy', simpleclassification=3)

import sample_bundle
sb = sample_bundle.load_Sample_Bundle("../Data/RegenTage2016")
data, label = sb.get_all_data_label(channels_Last=True, flatten_output=True)

newLabel = []
for obj in label:
    lblValue = obj[34]
    
    
    if lblValue == 0:
        newLabel.append(np.array([1, 0, 0]))
    elif lblValue <= 10:
        newLabel.append(np.array([0, 1, 0]))
    else:
        newLabel.append(np.array([0, 0, 1]))
n_testsamples = 50
x_train, y_train = data[n_testsamples:], newLabel[n_testsamples:]
x_test, y_test = data[:n_testsamples], newLabel[:n_testsamples]

train_realdata(model=model,
               samplebundle=None,
               n_epoch=80,
               savename="Simple_Categorization_0-20_20-40_above",
               channelsLast=True,
               use_logfile=True,
               load_last_state=True,
               data=data,
               label=np.array(newLabel),
               _eval_output=False)

AttributeError: 'Dense' object has no attribute 'op'

Projektmanagement - Tool

Soll die "Project-Board" Funktion von Github verwendet werden, oder wird etwas anderes bevorzugt?

Analyse

  • ROC
  • Perspektivenwechsel (Wird man nass, statt genaue Regenmenge)

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