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文檔簡介
1、自古以來,氣象科學(xué)的時效性和準(zhǔn)確性影響到人類生產(chǎn)生活的方方面面,決定著社會的發(fā)展和穩(wěn)定。隨著時代的進(jìn)步,人類對于氣象科學(xué)的需求不斷提升,但是某些方法或多或少存在著不同程度的問題,例如模型準(zhǔn)確率不高,建模時間過久,受噪音影響太大等等,如何建立更加準(zhǔn)確,有效的預(yù)測模型,是現(xiàn)今氣象領(lǐng)域的一個重點(diǎn)科研話題。針對這一話題,本文提出了基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解技術(shù)的相空間重構(gòu)極限學(xué)習(xí)機(jī)的預(yù)測模型,對時序序列數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解技術(shù)來對數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪,
2、利用相空間技術(shù)進(jìn)行模式抽取,使得重構(gòu)后的數(shù)據(jù)更加適合模型的構(gòu)建,最后運(yùn)用極限學(xué)習(xí)機(jī)技術(shù)進(jìn)行建模。并且在真實(shí)的氣象數(shù)據(jù)集上對所采用的三種技術(shù)以及所建立的模型進(jìn)行性能測試,驗(yàn)證模型的有效性,對比于其他模型的,分析其優(yōu)越性。
本文所做的主要內(nèi)容有以下三點(diǎn):
1)針對目前氣象要素中的單要素時序序列數(shù)據(jù)的預(yù)測模型所存在的噪音問題,以及預(yù)測模型準(zhǔn)確率不夠高的問題,本文提出了基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法的相空間重構(gòu)極限學(xué)習(xí)機(jī)的預(yù)測模型的構(gòu)
3、建。利用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解技術(shù),對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理,降低其他不確定因素對于觀測數(shù)據(jù)的影響,為后續(xù)處理提供更加有效準(zhǔn)確的數(shù)據(jù);對于時序序列數(shù)據(jù),直接進(jìn)行模型的構(gòu)建存在一定的難度并且不容易獲得成功的模型,為了有效恢復(fù)其動力學(xué)系統(tǒng),從而使得重構(gòu)后的數(shù)據(jù)更加適合規(guī)則的提取和模型的構(gòu)建,本文采用相空間重構(gòu)技術(shù)對氣象單要素的一維時序序列的原動力學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行研究與拓?fù)渲噩F(xiàn);對于重構(gòu)后的數(shù)據(jù),采用極限學(xué)習(xí)機(jī)技術(shù)進(jìn)行模型的構(gòu)建,能夠快速構(gòu)建預(yù)測模型并且能有效
4、保證模型的泛化能力。
2)通過對經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法原理的研究,本文分析了本征模函數(shù)分量篩選算法中閾值設(shè)定所存在的不足并進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)。相對于傳統(tǒng)的方式,本文給出一個新的定義公式,實(shí)現(xiàn)對于不同的分量能夠憑借當(dāng)前本征模函數(shù)分量的相關(guān)信息,設(shè)定動態(tài)篩選閾值,有效的選擇相關(guān)性符合的本征模函數(shù)分量進(jìn)行數(shù)據(jù)重組。動態(tài)的閾值設(shè)定能夠更加有效的判定臨界本征模函數(shù)分量的具體歸屬問題,改善去噪之后的數(shù)據(jù)質(zhì)量,克服了主觀性。
3)在真實(shí)的
5、氣溫要素這種一維時序序列數(shù)據(jù)上對預(yù)測模型中相關(guān)參數(shù)的選定進(jìn)行了測試分析,并對所構(gòu)建的預(yù)測模型與改進(jìn)的基于動態(tài)篩選閾值的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法所生成的模型(稱為改進(jìn)后的預(yù)測模型)進(jìn)行了性能測試和結(jié)果分析,并與幾個其他模型性能的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析,測試結(jié)果與對比分析表明了本文所提出改進(jìn)后的預(yù)測模型具有較好的預(yù)測精度,基本能夠達(dá)到人們生產(chǎn)生活對于氣象預(yù)測的需求。
最后,本文給出了目前所闡述的模型仍然存在的可改進(jìn)之處,確定了后續(xù)的研究方
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