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《测绘科学》 2017年07期
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基于RNN的空气污染时空预报模型研究

范竣翔  李琦  朱亚杰  侯俊雄  冯逍  
【摘要】:针对空气污染物时间序列中包含缺失值以及现有时间序列预报模型缺乏对时序特征状态建模的问题,该文构建了基于缺失值处理算法和RNN(循环神经网络)的时空预报框架。对空气污染物时序数据设计了3种缺失值处理算法(前向递补、均值替代和权重衰减),用缺失标签和缺失时长对缺失值建模,并在此基础上搭建含有全连接层与LSTM层的深度循环神经网络(DRNN)用于时空预报。使用深度全连接神经网络(DFNN)作为DRNN的对照,用京津冀区域的空气质量和气象数据训练模型,并比较不同模型的预测精度。通过实验,比较了3种缺失值处理方法的效果,结果表明,LSTM在空气污染时空序列预测上的表现优于传统的全连接神经网络层,证实了提出的基于深度学习的时空预报框架的有效性。

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 陈宁;毛善君;李德龙;岳俊;;多基站协同训练神经网络的PM2.5预测模型[J];测绘科学;2018年07期
2 侯俊雄;李琦;林绍福;冯逍;朱亚杰;;门限重复单元的PM2.5浓度预报方法[J];测绘科学;2018年07期
3 韩伟;吴艳兰;任福;;基于全连接和LSTM神经网络的空气污染物预测[J];地理信息世界;2018年03期
4 刘艳萍;李杰;金菲;;基于RNN的脉搏波血压计的研究与实现[J];电子技术应用;2018年06期
5 史加荣;马媛媛;;深度学习的研究进展与发展[J];计算机工程与应用;2018年10期
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1 魏延生;基于POI和滴滴出行数据的人们打车需求分析[D];中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所);2018年
2 尹鹏飞;楼宇空调控制数据的智能分析与决策[D];北方工业大学;2018年
3 孙蒙;基于优化深度置信网络的空气质量指数预测模型研究[D];中国地质大学(北京);2018年
4 黄婕;基于RNN-CNN集成深度学习模型的PM_(2.5)小时浓度预测研究[D];浙江大学;2018年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 侯俊雄;李琦;朱亚杰;冯逍;林绍福;;融机器学习与WRF大气模式的PM2.5预报方法[J];测绘科学;2018年02期
2 林奕欧;雷航;李晓瑜;吴佳;;自然语言处理中的深度学习:方法及应用[J];电子科技大学学报;2017年06期
3 范竣翔;李琦;朱亚杰;侯俊雄;冯逍;;基于RNN的空气污染时空预报模型研究[J];测绘科学;2017年07期
4 刘鹏华;姚尧;梁昊;梁兆堂;张亚涛;王昊松;;耦合卡尔曼滤波和多层次聚类的中国PM_(2.5)时空分布分析[J];地球信息科学学报;2017年04期
5 黎圣峰;庞宇;高小鹏;黄俊骁;;便携式血氧信号检测装置设计[J];传感器与微系统;2017年03期
6 张惠仪;;改进型BP神经网络在广州空气污染预报中的应用研究[J];能源与环境;2017年01期
7 侯俊雄;李琦;朱亚杰;冯逍;毛曦;;基于随机森林的PM2.5实时预报系统[J];测绘科学;2017年01期
8 马世龙;乌尼日其其格;李小平;;大数据与深度学习综述[J];智能系统学报;2016年06期
9 李彦冬;郝宗波;雷航;;卷积神经网络研究综述[J];计算机应用;2016年09期
10 刘帅师;程曦;郭文燕;陈奇;;深度学习方法研究新进展[J];智能系统学报;2016年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 林陈;基于兴趣度的关联规则挖掘算法的设计实现与应用[D];南京信息工程大学;2017年
2 葛强强;基于深度置信网络的数据驱动故障诊断方法研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
3 张贵勇;改进的卷积神经网络在金融预测中的应用研究[D];郑州大学;2016年
4 张鸣敏;基于支持向量回归的PM_(2.5)浓度预测研究[D];南京信息工程大学;2015年
5 李修成;城市范围内PM2.5时间预测研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
6 付高平;成都市微细颗粒物(PM2.5)形成机理及对人类健康危害研究[D];西南交通大学;2014年
7 李卫;深度学习在图像识别中的研究及应用[D];武汉理工大学;2014年
8 张振华;PM2.5浓度时空变化特性、影响因素及来源解析研究[D];浙江大学;2014年
9 张婷婷;基于ARMA模型的时间序列挖掘[D];合肥工业大学;2013年
10 安潇潇;ARMA相关模型及其应用[D];燕山大学;2008年
【二级引证文献】
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1 杨璐;王辉;魏敏;;基于机器学习的无参考图像质量评价综述[J];计算机工程与应用;2018年19期
【相似文献】
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1 范竣翔;李琦;朱亚杰;侯俊雄;冯逍;;基于RNN的空气污染时空预报模型研究[J];测绘科学;2017年07期
2 李秋丽;夏蔚;;空气污染物与气象要素之间关系的分析[J];今日科苑;2007年16期
3 倪小雨;杨帅帅;李放歌;王玺;;空气污染物的空间自相关分析[J];价值工程;2015年23期
4 韩锐;关强;胡亚楠;;汽车乘务舱空气污染物的净化措施研究[J];环境保护科学;2007年06期
5 晓闻;亚洲空气污染物的大范围传输和散布问题[J];中国环境科学;1994年05期
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7 谭明权;王恩东;;涪陵化工企业空气污染物调查及危害分析[J];重庆工贸职业技术学院学报;2014年01期
8 葛泽河;吴庆;;空气污染物的分布和对男性生殖内分泌系统影响的研究[J];职业与健康;2015年23期
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10 鲁亚斌,郭荣芬,周云,郑春怡,田小萌;昆明空气污染物等级与天气背景的关系[J];云南环境科学;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
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2 陈颖;黄丽华;杨常青;刘冬梅;李瑶;;我国有毒空气污染物污染防治政策研究[A];2012中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2012年
3 林銳敏;黃美娟;;都会区有害空气污染物健康风险评估[A];2010年海峡两岸环境与能源研讨会摘要集[C];2010年
4 魏林波;;山谷城市空气污染物的季节分布特征[A];第35届中国气象学会年会 S17 气候环境变化与人体健康[C];2018年
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中国重要报纸全文数据库 前7条
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2 记者 张梦然;柴油车排放超标或致部分人过早死亡[N];科技日报;2017年
3 记者 李锦丹;“以小观大” 看国内首个大气修复试点[N];广东科技报;2017年
4 本报记者 刘磊;主要空气污染物指标同比“四降两平”[N];贵阳日报;2015年
5 赵彤;政协委员提出建议 环保部门交好答卷[N];人民政协报;2000年
6 杨桂臣;美环保局拨出最大一笔研究专款[N];科技日报;2004年
7 本报记者 孙楠 卢健;空气污染物是如何测量出来的?[N];中国气象报;2015年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 赵利容;广州市城区街道毒害空气污染物暴露特征及其来源分析[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 范春阳;北京市主要空气污染物对居民健康影响的经济损失分析[D];华北电力大学;2014年
2 康西龙;基于复杂网络的空气污染物传播关键路径和节点挖掘研究[D];燕山大学;2017年
3 吕晨光;济南大气污染物与呼吸及心脑血管疾病患者入院风险的时间序列研究[D];山东大学;2018年
4 唐静;合肥市2007-2016年空气污染物对居民心血管疾病死亡影响的时间序列研究[D];安徽医科大学;2018年
5 朱静芳;GSTM1和GSTT1基因缺失对雾霾所致急性心血管效应的影响[D];新乡医学院;2018年
6 杨倩;沈阳市供暖期空气污染物对呼吸系统疾病门诊量的影响研究[D];中国医科大学;2018年
7 朱元正;空气污染物颗粒通过芳香烃受体干扰皮肤屏障修复的机制与预防措施研究[D];南昌大学;2018年
8 郭芾;阵列介质阻挡放电装置特性及其降解PM2.5应用的研究[D];华中科技大学;2016年
9 黄博雅;我国有毒空气污染物防治立法研究[D];中国地质大学(北京);2012年
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