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基于CNN-Attention-BP的降水发生预测研究
被引量:
8
1
作者
吴香华
华亚婕
+2 位作者
官元红
王巍巍
刘端阳
《南京信息工程大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2022年第2期148-155,共8页
在综合分析降水统计预测模型特点的基础上,提出一种基于Attention机制、卷积神经网络(CNN)和BP神经网络的CNN-Attention-BP组合模型,并对1961—2020年不同气候类型的长春站、白城站、延吉站夏季降水进行实证分析.首先,运用卷积神经网络...
在综合分析降水统计预测模型特点的基础上,提出一种基于Attention机制、卷积神经网络(CNN)和BP神经网络的CNN-Attention-BP组合模型,并对1961—2020年不同气候类型的长春站、白城站、延吉站夏季降水进行实证分析.首先,运用卷积神经网络对6—8月20—次日20时降水量、平均气压、平均风速、平均气温和平均相对湿度进行特征学习,利用Attention机制来确定气象影响因素对降水预测的权重;然后,使用BP神经网络进行降水发生预测,选用准确率、交叉熵损失函数和F1-score来综合评价CNN-Attention-BP组合模型的性能.最后,将单一的支持向量机、多层感知机和卷积神经网络模型与组合模型进行比较分析.结果表明,CNN-Attention-BP组合模型具有自主学习和关注更重要信息的特征,能够有效提高吉林省夏季降水发生模型的预测能力,在样本越均衡、降水频率越接近于0.5的站点,预测精度越高,准确率最高可达88.4%.CNN-Attention-BP组合模型的准确率相较于其他单一模型最高可以提高近17个百分点.
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关键词
降水预测
卷积神经网络
Attention机制
BP神经网络
交叉熵损失函数
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职称材料
题名
基于CNN-Attention-BP的降水发生预测研究
被引量:
8
1
作者
吴香华
华亚婕
官元红
王巍巍
刘端阳
机构
南京
信息
工程
大学
数学与统计学院
南京
气象科技创新研究院/中国气象局交通气象重点开放
实验
室
南京信息工程大学大气与实验环境教学中心
出处
《南京信息工程大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2022年第2期148-155,共8页
基金
国家重点研发计划(2018YFC1507905)
国家自然科学基金(42075068,41975087)
+2 种基金
2020年江苏高校“大学素质教育与数字化课程建设”专项课题(2020JDKT032)
南京信息工程大学2019年教改研究课题(共建共享的概率论与数理统计“金课”的探索与实践)
南京信息工程大学数统学院本科专业建设项目。
文摘
在综合分析降水统计预测模型特点的基础上,提出一种基于Attention机制、卷积神经网络(CNN)和BP神经网络的CNN-Attention-BP组合模型,并对1961—2020年不同气候类型的长春站、白城站、延吉站夏季降水进行实证分析.首先,运用卷积神经网络对6—8月20—次日20时降水量、平均气压、平均风速、平均气温和平均相对湿度进行特征学习,利用Attention机制来确定气象影响因素对降水预测的权重;然后,使用BP神经网络进行降水发生预测,选用准确率、交叉熵损失函数和F1-score来综合评价CNN-Attention-BP组合模型的性能.最后,将单一的支持向量机、多层感知机和卷积神经网络模型与组合模型进行比较分析.结果表明,CNN-Attention-BP组合模型具有自主学习和关注更重要信息的特征,能够有效提高吉林省夏季降水发生模型的预测能力,在样本越均衡、降水频率越接近于0.5的站点,预测精度越高,准确率最高可达88.4%.CNN-Attention-BP组合模型的准确率相较于其他单一模型最高可以提高近17个百分点.
关键词
降水预测
卷积神经网络
Attention机制
BP神经网络
交叉熵损失函数
Keywords
forecast of precipitation
convolutional neural network
attention mechanism
BP neural network
cross entropy loss function
分类号
P457.6 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于CNN-Attention-BP的降水发生预测研究
吴香华
华亚婕
官元红
王巍巍
刘端阳
《南京信息工程大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2022
8
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职称材料
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参考文献
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