käänteismallinnuksena

Käänteismallinnus, englanniksi inverse modeling, on prosessi, jossa analysoidaan havaintoja tai mittauksia tunnetun järjestelmän perusteella. Tavoitteena on päätellä järjestelmän tuntemattomia ominaisuuksia tai parametreja. Tämä on vastakohta suoralle mallinnukselle, jossa järjestelmän tunnettuja ominaisuuksia käytetään sen käyttäytymisen ennustamiseen.

Käänteismallinnuksessa käytetään usein matemaattisia menetelmiä, kuten optimointia ja tilastollista päättelyä. Prosessiin kuuluu tyypillisesti mittausdatan kerääminen, mallin luominen järjestelmälle ja mallin parametrien säätäminen siten, että mallin ennusteet vastaavat mahdollisimman hyvin mitattua dataa. Epävarmuuden arviointi on olennainen osa käänteismallinnusta, sillä mittausdata ja mallit sisältävät aina jonkin verran virhettä.

Käänteismallinnusta sovelletaan monilla tieteen ja tekniikan aloilla. Esimerkiksi seismologiassa sitä käytetään maanjäristysten lähteiden ja maapallon sisäisten rakenteiden tutkimiseen maankuoren liikkeiden mittausten perusteella. Geofysiikassa käänteismallinnuksella etsitään malmiesiintymiä tai öljyesiintymiä tekemällä mittauksia maan pinnalla. Lääketieteellisessä kuvantamisessa, kuten magneettikuvauksessa (MRI) tai röntgenkuvauksessa, käänteismallinnusta käytetään kehon sisäisten rakenteiden kuvien luomiseen. Ilmakehätieteessä käänteismallinnusta hyödynnetään esimerkiksi ilmansaasteiden lähteiden paikallistamisessa. Myös taloustieteessä ja koneoppimisessa käänteismallinnuksen periaatteita voidaan soveltaa.