基于RNN-CNN集成深度学习模型的PM2.5小时浓度预测

基于RNN-CNN集成深度学习模型的PM2.5小时浓度预测

论文摘要

针对目前大部分PM2.5预测模型预测效果不稳定、泛化能力不强的现状,以记忆能力较强的循环神经网络(RNN)和特征表达能力较强的卷积神经网络(CNN)为基础,采取Stacking集成策略对两者进行融合,提出了RNN-CNN集成深度学习预测模型。该模型不仅充分利用时间轴上的前后关联信息去预测未来的浓度,而且在不同层次上将自动提取的高维时序数据通用特征用于预测,以保证预测结果的稳定性。最后,对集成之前的RNN、CNN和集成之后的RNN-CNN模型,以2016年中国大陆地区1 466个监测站点的空气质量数据为样本进行实例验证,结果表明,RNN-CNN在PM2.5时间序列预测上的表现明显优于集成之前的RNN和CNN,而且泛化误差更低,在34%站点上的拟合度超过0.97,该模型可用于大范围区域的PM2.5小时浓度预测。

论文目录

  • 1 基于集成深度学习的PM2.5小时浓度预测模型
  •   1.1 基于门控循环单元的循环神经网络模型
  •   1.2 基于时序的卷积神经网络模型
  •   1.3 Stacking集成模型
  •   1.4 评价指标
  • 2 实例验证与结果分析
  •   2.1 研究区概况
  •   2.2 数据预处理
  •   2.3 结果分析
  • 3 结语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 黄婕,张丰,杜震洪,刘仁义,曹晓裴

    关键词: 小时浓度预测,深度学习,集成学习

    来源: 浙江大学学报(理学版) 2019年03期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

    专业: 环境科学与资源利用,自动化技术

    单位: 浙江大学浙江省资源与环境信息系统重点实验室,浙江大学地理信息科学研究所

    基金: 国家自然科学基金资助项目(41671391,41471313),国家海洋公益性行业科研专项经费资助项目(201505003)

    分类号: X831;TP181

    页码: 370-379

    总页数: 10

    文件大小: 4213K

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