Sviluppo programma previsioni meteo a breve termine

[meteoPaolo]

Ciao a tutti,
innanzitutto non so se questo è il posto giusto per postare quetsa discussione.
Chiedo ai moderatori eventualmente di spostarlo nel caso ce ne fosse bisogno.

Scrivo questo post per chiedere se c'è qualcun altro che ha o sta sviluppando qualcosa di simile.
Sarebbe utile per me scambiare idee e opinioni al riguardo.

Dunques, sto sviluppando un programma che può essere utilizzato per fare previsioni meteo a breve termine.

Il programma è un'applicazione che prevede le condizioni meteo per diverse ore nel futuro (in particolare +3 ore, +6 ore, +9 ore e +12 ore). Utilizza un modello di apprendimento automatico per analizzare i dati meteo storici e fare previsioni basate sugli input forniti dall'utente.
Vengono inseriti sia i dati a terra, raccolti dalla mia stazione meteorologica, sia i dati in quota provenienti dal modello DWD ICON.

Avendo accesso a una quantità praticamente infinita di dati disponibili su Internet, sono indeciso, ad esempio, quali altri dati significativi utilizzare e dare in pasto al programma.

Quelli che sto utilizzando sono descritti di seguito.

L'utente (io) inserisce dati quali:
• Pressione barometrica
• Andamento della pressione nelle ultime 12 ore
• Direzione e intensità del vento nelle ultime 3 ore
• Andamento della temperatura e dell'umidità nelle ultime 6 ore
• Condizioni meteo attuali

• Temperatura 850 hpa,700 hpa,500 hpa
• Umidità 850 hpa,700 hpa,500 hpa
• Direzione del vento 850 hpa,700 hpa,500,300 hpa
• Velocità del vento 300 hpa

Il programma restituisce:
• Le previsioni meteo per +3h, +6h, +9h e +12h.
• Una percentuale di efficienza per ogni previsione, che indica quanto è affidabile il modello nella sua previsione.

Il programma è scritto in Python. Utilizza diverse librerie Python per l'esecuzione:
1. tkinter:
o Una libreria per la creazione di interfacce utente grafiche (GUI) in Python.
o Utilizzata per creare la finestra dell'applicazione, i campi di input e i pulsanti.
2. pandas:
o Una libreria per la manipolazione e l'analisi dei dati.
o Utilizzata per caricare dati meteorologici da un file Excel e prepararli per l'analisi.
3. scikit-learn:
o Una libreria per l'apprendimento automatico.
o Contiene strumenti per l'addestramento di modelli, la creazione di previsioni e la valutazione dell'accuratezza.
o Nel programma, viene utilizzato per:
 Addestrare un modello di albero decisionale (DecisionTreeClassifier).
 Ottimizzare i parametri del modello con GridSearchCV.
 Fare previsioni e calcolare le probabilità associate.
4. LabelEncoder:
o Uno strumento scikit-learn per codificare variabili categoriali (ad esempio "Sereno", "Pioggia", Neve, Tempesta di neve) in numeri.
o Utilizzato per trasformare le condizioni meteo in formato testo in numeri, in modo che il modello possa elaborarle.
5. train_test_split:
o Una funzione scikit-learn per dividere i dati in due set:
 Training set: utilizzato per addestrare il modello.
 Test set: utilizzato per valutare l'accuratezza del modello.
6. precision_score:
o Una metrica scikit-learn per calcolare l'accuratezza delle previsioni del modello.

Il programma carica dati meteo storici da un file Excel.
o A Il programma utilizza un albero decisionale (DecisionTreeClassifier) ​​per addestrare quattro modelli separati, uno per ogni orizzonte temporale (+3h, +6h, +9h, +12h).
o I parametri del modello sono ottimizzati utilizzando GridSearchCV, che cerca la migliore combinazione di parametri per massimizzare la precisione.
o L'utente inserisce i dati meteo attuali tramite una finestra grafica.
o I dati vengono passati al modello, che restituisce previsioni per +3h, +6h, +9h e +12h.
o Il programma utilizza predict_proba per calcolare la probabilità associata a ciascuna previsione.
o Le previsioni e le percentuali di efficienza vengono visualizzate nell'interfaccia grafica.

I dati che ho a disposizione sono ancora molto pochi (è necessario un archivio considerevole...) e attualmente le previsioni hanno ancora una percentuale di inaffidabilità.

Qualcuno ha fatto qualcosa di simile? Mi piacerebbe scambiare idee e opinioni.

Saluti
meteoPaolo

[zoomx]

Pensata da un paio di decenni ma mai messa in pratica. Anche perché all'epoca non avevo i dati sufficienti.

Questi dati da dove li prendi?
• Temperatura 850 hpa,700 hpa,500 hpa
• Umidità 850 hpa,700 hpa,500 hpa
• Direzione del vento 850 hpa,700 hpa,500,300 hpa
• Velocità del vento 300 hpa

[meteoPaolo]

Dai una occhiata su open-meteo.com
Se hai idee in merito al programma mi piacerebbe discuterne, magari anche in pvt

[zoomx]

Dai una occhiata su open-meteo.com
Se hai idee in merito al programma mi piacerebbe discuterne, magari anche in pvt

Sono quindi dati di previsione in quanto i radiosondaggi sono effettuati ogni 12 ore. Non so se vada bene mescolare dati effettivamente misurati con le previsioni. Magari le reanalisi si ma poi non hai il dato effettivo per la previsione.

[meteoPaolo]

Si sono dati di previsione,ma cercavo proprio questi per un confronto con l' archivio di dati in mio possesso. Poi non sono dati provenienti da radiosondaggi,ma nel mio caso dal modello ICON D2 che risulta aggiornato per alcune variabili anche ogni 15 minuti (per la parte Nord dell' Italia).

[meteoPaolo]

Cmq sto modificando nuovamente il programma