Estimating missing data in historic series of global radiation through neural network algorithms

Abstract

En el tratamiento de datos de series de tiempo meteorológicas se encuentran problemas de datos incompletos en algunos intervalos de tiempo; el problema se aborda comúnmente utilizando el modelo auto-regresivo de media móvil (ARIMA) o el método por análisis de regresión (interpolación), ambos con ciertas limitaciones en condiciones particulares. En este documento se reportan los resultados de una investigación dirigida a resolver el problema utilizando redes neuronales. Se presenta el análisis efectuado a una serie histórica de radiación global obtenida en la Universidad Francisco de Paula Santander (Cúcuta, Colombia), con base en los datos registrados por su estación meteorológica, a partir de una serie de estudio de diez años (125.658 registros de temperatura, radiación y energía), con 9.98% datos faltantes. Los datos fueron debidamente depurados y completados mediante algoritmos de redes neuronales tipo backpropagation usando el software matemático MATLAB.

In data processing time series of meteorological data problems, you are incomplete in some time intervals; it addresses the issue commonly using the autoregressive integrated moving average (ARIMA) or the method by regression analysis (interpolation), both with certain limitations under particular conditions. This paper presents the results of an investigation aimed at solving the problem using neural networks reported. The analysis of a time series of global radiation obtained at the Francisco de Paula Santander University (UFPS) is presented, with basis in the recorded data by the weather station attached to the Department of Fluids and Thermals. Having a series of ten-year study for 125,658 records of temperature, radiation and energy with a percentage of 9.98 missing data, which were duly cleared and completed by a neural network using algorithms backpropagation in the mathematical software MATLAB.