Comparative study of ANN and XGBoost in Water Level Prediction: A Case Study of the Pasak River in Thailand

Main Article Content

สุรศักดิ์ พบวันดี
ณัฎฐ์ โอธนาทรัพย์

Abstract

Flooding and drought are some of the natural disasters in Thailand. It is a challenge to manage water resources to control the water level. However, many dams have been built to sufficiently hold Thailand's water resource reservation in the dry season. Oversupply water retention lead to flooding in the rainy season. Accurate forecasting of water level is, therefore, one of the important factors to make a decision-making process in controlling water level. This research aims to study machine learning techniques for water level prediction in the Pasak River basin. Extreme Gradient Boosting, a useful machine learning technique, has been implemented. Water level and precipitation of stations PAS001, PAS002, PAS003, and PAS004 are variables, and water level in PAS004 is the target prediction. The study found that ANN and XGBoost algorithm are accurate in predicting water levels. The evaluation means absolute error (MAE) by ANN is 2.42 cm. and XGBoost is 3.14 cm. The ANN algorithm uses computer’s memory much more and takes time for learning process longer than XGBoost. Keywords: Machine learning, Water level prediction, Artificial Neuron Network, XGBoost

Article Details

How to Cite
[1]
พบวันดี ส. and โอธนาทรัพย์ . ณ. ., “Comparative study of ANN and XGBoost in Water Level Prediction: A Case Study of the Pasak River in Thailand”, TEEJ, vol. 3, no. 2, pp. 1–4, Dec. 2025.
Section
Research article

References

ทวี ชัยพิมลผลิน และ ทวีศักดิ์ วังไพศาล, “แบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียมสำหรับการพยากรณ์น้ำท่วมในลุ่มน้ำมูลตอนล่าง Artificial Neural Network Models for Flood Forecasting in Lower Mun Catchment", J Sci Technol MSU, ปี 35, ฉบับที่ 5, น. 587-595, 2016.

สาลินันท์ บุญมี, แสงทอง บุญยิ่ง, และ อเนก พุทธิเดช, “การพยากรณ์ปริมาณน้ำหลากเขตพื้นที่ทำเกษตรของชุมชนในเขตรับน้ำจังหวัดพระนครศรีอยุธยา โดยแบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียม”, วารสารวิทยาศาสตร์เกษตร, ปี 53. ฉบับที่ 2, น. 116-128, 2022.

C. Choi, J. Kim, H. Han, D. Han, & H. S. Kim, "Development of water level prediction models using machine learning in wetlands: A case study of Upo wetland in South Korea", Water (Switzerland), vol. 12, no. 1, Jan., 2020, doi: 10.3390/w12010093.

A. Ibrahem Ahmed Osman, A. Najah Ahmed, M. F. Chow, Y. Feng Huang, & A. El-Shafie, "Extreme gradient boosting (Xgboost) model to predict the groundwater levels in Selangor Malaysia", Ain Shams Engineering Journal, vol. 12, no. 2, June, pp. 1545-1556, 2021, doi: 10.1016/j.asej.2020.11.011.

B. Lantz, Machine learning with R: discover how to build machine learning algorithms, prepare data, and dig deep into data prediction techniques with R, Second edition. Packt Publishing, 2015. สืบค้น: 28 พฤษภาคม 2023. [ออนไลน์]. Available at: www.packtpub.com

ทวีศักดิ์ วังไพศาล และ จักรฤทธิ์ ตรีนาจ, “ปัจจัยที่มีผลต่อความแม่นยำในการพยากรณ์ระดับน้ำหลากที่สถานีวัดระดับน้ำ M.7 โดยใช้แบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียม Factors Affecting the Accuracy of Water Level Forecasting at M.7 Gauge Station Using Artificial Neural Network Model".

T. Chen & C. Guestrin, "XGBoost: A Scalable Tree Boosting System", Mar., 2016, doi: 10.1145/2939672.2939785..