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基于两层分解和极限学习机的河流水质预测
1
作者
陈一帆
李泽
+1 位作者
周成龙
胡悦
《计算机仿真》
2024年第6期536-543,582,共9页
针对城市河流水质中的化学需氧量和高锰酸盐指数无法有效预测的问题,提出一种基于两层分解方法和极限学习机的河流水质预测方法。引入改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(improved complete ensemble EMD,ICEEMDAN)分解原始水质时间...
针对城市河流水质中的化学需氧量和高锰酸盐指数无法有效预测的问题,提出一种基于两层分解方法和极限学习机的河流水质预测方法。引入改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(improved complete ensemble EMD,ICEEMDAN)分解原始水质时间序列,分频处理子分量为高频分量和低频分量,加入变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)对高频分量进行二次分解,建立关于所有分量的极限学习机(extreme learning machine, ELM)和最小二乘支持向量机(least square support vector machine, LSSVM)预测模型,将各分量预测值线性相加得到最终的预测结果。以苏州市水道的水质数据集作为样本进行实验,上述方法得出化学需氧量和高锰酸盐指数的平均绝对误差(mean absolute error, MAE)、均方根误差(root mean square error, RMSE)和平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error, MAPE)分别为0.076、0.158、2.674%和0.182、0.193、0.673%,在识别和分析关键水质参数方面的稳健性优于其它对比模型,克服了集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)重构过程中出现的模态混叠问题,特别是在高频分量情况下,能够做到预测更加有效。
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关键词
河流水质预测
改进的自适应噪声完备集合经验模态分解
变分模态分解
极限学习机
分频处理
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职称材料
多元线性回归模型在河流水质预测中的应用
被引量:
3
2
作者
李秋瑶
《信息系统工程》
2023年第7期79-82,共4页
为实现基于水质自动监测数据对未来水质数据的快速预测预报,以水质自动监测数据为基础,结合统计学基本原理,基于多元线性回归模型建模,将前一日自动监测数据作为自变量,后一日各污染源因子浓度作为因变量,研究建立河流水质预测模型的变...
为实现基于水质自动监测数据对未来水质数据的快速预测预报,以水质自动监测数据为基础,结合统计学基本原理,基于多元线性回归模型建模,将前一日自动监测数据作为自变量,后一日各污染源因子浓度作为因变量,研究建立河流水质预测模型的变化响应关系。通过对模型的检验和校正,在试验断面上,基本达到了快速预测预警的效果,模型在实际预测中效果较好。该方法所需数据较少,预测快速,准确及时,因此,该方法可作为辅助手段应用于实际水质监测预警工作。
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关键词
多元线性回归
预测
河流水质预测
水质
预测
方法
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职称材料
有限差分法在河流水质预测中的应用
被引量:
4
3
作者
何丕文
《长江大学学报(自科版)(上旬)》
CAS
2006年第1期38-39,共2页
为了更好的对河流水体污染进行控制和治理,及时了解河流的水质状况是必要的。河流水质预测是了解河流水质污染趋势的重要手段。利用一维水质模型来近似模拟河水的水质状态,采用有限差分法对模型进行求解,从而预测河流中污染物浓度。以...
为了更好的对河流水体污染进行控制和治理,及时了解河流的水质状况是必要的。河流水质预测是了解河流水质污染趋势的重要手段。利用一维水质模型来近似模拟河水的水质状态,采用有限差分法对模型进行求解,从而预测河流中污染物浓度。以淮河淮南段为例进行验证,证明了采用一维水质模型对河流水质进行预测是可行的,利用有限差分法求解一维水质模型完全满足实际应用对误差的要求。
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关键词
河流水质预测
有限差分
水质
模型
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职称材料
河流水质预测的有限差分模型的修正解
4
作者
于子波
范兆峰
安书全
《三峡大学学报(自然科学版)》
CAS
2007年第3期201-202,229,共3页
及时准确地了解河流水质状况能更好地对河流水体污染进行控制和治理.利用一维水质模型来近似模拟河水的水质状态.采用有限差分法对模型进行求解,并在求解的过程中对有限差分模型的截断误差进行修正.通过解析解与没有修正的差分解进行对...
及时准确地了解河流水质状况能更好地对河流水体污染进行控制和治理.利用一维水质模型来近似模拟河水的水质状态.采用有限差分法对模型进行求解,并在求解的过程中对有限差分模型的截断误差进行修正.通过解析解与没有修正的差分解进行对比,结果表明,没有修正的截断误差是不能忽略的.该研究为河流水质污染的防治和预测提供了一种依据.
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关键词
河流水质预测
有限差分
截断误差
误差修正
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职称材料
基于改进的BP神经网络模型的营口地区河流水质预测分析
5
作者
戚卫伟
《黑龙江水利科技》
2021年第8期35-36,共2页
采用改进的BP神经网络模型对营口地区河流水质进行适用性分析。对比分析表明:相比于传统BP神经网络模型,改进模型可对模型梯度变量进行修正,河流水质指标预测精度得到明显改善。研究成果对于营口地区河流水质预测具有重要的方法参考价值。
关键词
模型改进
梯度变量修正
河流水质预测
模型
精度对比分析
营口地区
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职称材料
基于指数平滑的ARIMA模型预测河流水质研究
6
作者
张树艳
陈奇兵
蔡怡洁
《广东化工》
CAS
2024年第6期95-98,共4页
依托于上海市嘉定区横沥河2009年~2022年高锰酸盐指数和总磷数据,构建ARIMA模型并预测未来数值,加入指数平滑预处理,对比处理前后ARIMA模型表现。结果表明:ARIMA模型对高锰酸盐指数预测结果相对较为准确,对总磷预测结果相对误差较大。...
依托于上海市嘉定区横沥河2009年~2022年高锰酸盐指数和总磷数据,构建ARIMA模型并预测未来数值,加入指数平滑预处理,对比处理前后ARIMA模型表现。结果表明:ARIMA模型对高锰酸盐指数预测结果相对较为准确,对总磷预测结果相对误差较大。指数平滑预处理能增强ARIMA模型拟合度和预测精度,相较于单一ARIMA模型,指数平滑-ARIMA模型表现明显改善,可将高锰酸盐指数和总磷预测模型拟合优度R^(2)分别提高0.511和0.397,显著降低总磷预测值相对误差,最大可减少52.94%。
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关键词
环境
河流水质预测
ARIMA
指数平滑
高锰酸盐指数
总磷
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职称材料
长江水质预测的数学模型
被引量:
2
7
作者
王佳秋
张向华
赵淑莹
《煤炭技术》
CAS
2005年第12期92-93,共2页
针对长江流域17个观测站(地区)近两年多主要水质指标检测数据,以及干流上7个观测站近一年的基本数据,进行统计,规划求出整个流域的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、及劣Ⅴ水的相互转移的概率矩阵。再根据水污染情况的无后效性即(本段只与前一段有...
针对长江流域17个观测站(地区)近两年多主要水质指标检测数据,以及干流上7个观测站近一年的基本数据,进行统计,规划求出整个流域的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、及劣Ⅴ水的相互转移的概率矩阵。再根据水污染情况的无后效性即(本段只与前一段有关而与初始状态无关),并逐渐趋于稳定的特点,采用马尔柯夫链(Markov)模型对长江水质未来十年作出预测,并修正有关数据及采取控制Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ、的方法,使污染控制在20%以内。由河流水质预测一维模型来分析17个站点的污染状况,进而推测出污染源。
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关键词
长江
水质
转移矩阵
马尔柯夫链(Markov)模型
河流水质预测
一维模型
污染源
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职称材料
地下水污染物的有限差分模型的修正
8
作者
王其同
胡宝柱
安书全
《地球与环境》
CAS
CSCD
北大核心
2007年第4期380-382,共3页
为了更好地研究地下水污染问题,在泰勒级数分析的基础上,对一维地下水污染的模型求解过程中有限差分法的截断误差进行了修正,得到了修正后的有限差分解,并对差分格式的稳定性进行了分析。结果表明,没有修正的截断误差是不能忽略的。本...
为了更好地研究地下水污染问题,在泰勒级数分析的基础上,对一维地下水污染的模型求解过程中有限差分法的截断误差进行了修正,得到了修正后的有限差分解,并对差分格式的稳定性进行了分析。结果表明,没有修正的截断误差是不能忽略的。本文的研究为河流水质污染的防治和预测提供了一种科学依据。
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关键词
河流水质预测
有限差分
截断误差
误差修正
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职称材料
题名
基于两层分解和极限学习机的河流水质预测
1
作者
陈一帆
李泽
周成龙
胡悦
机构
苏州科技大学电子与信息工程学院
出处
《计算机仿真》
2024年第6期536-543,582,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(61703059)
苏州市科技发展计划项目(SS202024)。
文摘
针对城市河流水质中的化学需氧量和高锰酸盐指数无法有效预测的问题,提出一种基于两层分解方法和极限学习机的河流水质预测方法。引入改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(improved complete ensemble EMD,ICEEMDAN)分解原始水质时间序列,分频处理子分量为高频分量和低频分量,加入变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)对高频分量进行二次分解,建立关于所有分量的极限学习机(extreme learning machine, ELM)和最小二乘支持向量机(least square support vector machine, LSSVM)预测模型,将各分量预测值线性相加得到最终的预测结果。以苏州市水道的水质数据集作为样本进行实验,上述方法得出化学需氧量和高锰酸盐指数的平均绝对误差(mean absolute error, MAE)、均方根误差(root mean square error, RMSE)和平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error, MAPE)分别为0.076、0.158、2.674%和0.182、0.193、0.673%,在识别和分析关键水质参数方面的稳健性优于其它对比模型,克服了集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)重构过程中出现的模态混叠问题,特别是在高频分量情况下,能够做到预测更加有效。
关键词
河流水质预测
改进的自适应噪声完备集合经验模态分解
变分模态分解
极限学习机
分频处理
Keywords
River water quality prediction
Improved complete ensemble EMD
Variational mode decomposition
Extreme Learning machine
Frequency division processing
分类号
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
多元线性回归模型在河流水质预测中的应用
被引量:
3
2
作者
李秋瑶
机构
中国人民大学
出处
《信息系统工程》
2023年第7期79-82,共4页
文摘
为实现基于水质自动监测数据对未来水质数据的快速预测预报,以水质自动监测数据为基础,结合统计学基本原理,基于多元线性回归模型建模,将前一日自动监测数据作为自变量,后一日各污染源因子浓度作为因变量,研究建立河流水质预测模型的变化响应关系。通过对模型的检验和校正,在试验断面上,基本达到了快速预测预警的效果,模型在实际预测中效果较好。该方法所需数据较少,预测快速,准确及时,因此,该方法可作为辅助手段应用于实际水质监测预警工作。
关键词
多元线性回归
预测
河流水质预测
水质
预测
方法
分类号
O212.1 [理学—概率论与数理统计]
X52 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
有限差分法在河流水质预测中的应用
被引量:
4
3
作者
何丕文
机构
长江大学城市建设学院
出处
《长江大学学报(自科版)(上旬)》
CAS
2006年第1期38-39,共2页
文摘
为了更好的对河流水体污染进行控制和治理,及时了解河流的水质状况是必要的。河流水质预测是了解河流水质污染趋势的重要手段。利用一维水质模型来近似模拟河水的水质状态,采用有限差分法对模型进行求解,从而预测河流中污染物浓度。以淮河淮南段为例进行验证,证明了采用一维水质模型对河流水质进行预测是可行的,利用有限差分法求解一维水质模型完全满足实际应用对误差的要求。
关键词
河流水质预测
有限差分
水质
模型
Keywords
water quality prediction
finite differential
water quality model
分类号
X522 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
河流水质预测的有限差分模型的修正解
4
作者
于子波
范兆峰
安书全
机构
华北水利水电学院水利学院
淮河水利水电开发总公司
河海大学现代农业工程系
出处
《三峡大学学报(自然科学版)》
CAS
2007年第3期201-202,229,共3页
基金
河北省自然科学基金(D2005000463)
文摘
及时准确地了解河流水质状况能更好地对河流水体污染进行控制和治理.利用一维水质模型来近似模拟河水的水质状态.采用有限差分法对模型进行求解,并在求解的过程中对有限差分模型的截断误差进行修正.通过解析解与没有修正的差分解进行对比,结果表明,没有修正的截断误差是不能忽略的.该研究为河流水质污染的防治和预测提供了一种依据.
关键词
河流水质预测
有限差分
截断误差
误差修正
Keywords
prediction of river water quality
finite-difference
truncation error
corrected errors
分类号
TV211 [水利工程—水文学及水资源]
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职称材料
题名
基于改进的BP神经网络模型的营口地区河流水质预测分析
5
作者
戚卫伟
机构
辽宁省营口水文局
出处
《黑龙江水利科技》
2021年第8期35-36,共2页
文摘
采用改进的BP神经网络模型对营口地区河流水质进行适用性分析。对比分析表明:相比于传统BP神经网络模型,改进模型可对模型梯度变量进行修正,河流水质指标预测精度得到明显改善。研究成果对于营口地区河流水质预测具有重要的方法参考价值。
关键词
模型改进
梯度变量修正
河流水质预测
模型
精度对比分析
营口地区
分类号
X832 [环境科学与工程—环境工程]
X824 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
基于指数平滑的ARIMA模型预测河流水质研究
6
作者
张树艳
陈奇兵
蔡怡洁
机构
上海市嘉定区环境监测站
出处
《广东化工》
CAS
2024年第6期95-98,共4页
文摘
依托于上海市嘉定区横沥河2009年~2022年高锰酸盐指数和总磷数据,构建ARIMA模型并预测未来数值,加入指数平滑预处理,对比处理前后ARIMA模型表现。结果表明:ARIMA模型对高锰酸盐指数预测结果相对较为准确,对总磷预测结果相对误差较大。指数平滑预处理能增强ARIMA模型拟合度和预测精度,相较于单一ARIMA模型,指数平滑-ARIMA模型表现明显改善,可将高锰酸盐指数和总磷预测模型拟合优度R^(2)分别提高0.511和0.397,显著降低总磷预测值相对误差,最大可减少52.94%。
关键词
环境
河流水质预测
ARIMA
指数平滑
高锰酸盐指数
总磷
Keywords
environment
river water quality prediction
ARIMA
exponential smoothing
permanganate index
total phosphorus
分类号
X832 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
长江水质预测的数学模型
被引量:
2
7
作者
王佳秋
张向华
赵淑莹
机构
黑龙江科技学院
出处
《煤炭技术》
CAS
2005年第12期92-93,共2页
基金
黑龙江省教育厅科学技术研究项目(10551286)
黑龙江科技学院引进人才科研基金资助项目
文摘
针对长江流域17个观测站(地区)近两年多主要水质指标检测数据,以及干流上7个观测站近一年的基本数据,进行统计,规划求出整个流域的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、及劣Ⅴ水的相互转移的概率矩阵。再根据水污染情况的无后效性即(本段只与前一段有关而与初始状态无关),并逐渐趋于稳定的特点,采用马尔柯夫链(Markov)模型对长江水质未来十年作出预测,并修正有关数据及采取控制Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ、的方法,使污染控制在20%以内。由河流水质预测一维模型来分析17个站点的污染状况,进而推测出污染源。
关键词
长江
水质
转移矩阵
马尔柯夫链(Markov)模型
河流水质预测
一维模型
污染源
Keywords
yangtze river water quality
interchanging matrix
Markov chain model corruption source
分类号
TV882.2 [水利工程—水利水电工程]
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职称材料
题名
地下水污染物的有限差分模型的修正
8
作者
王其同
胡宝柱
安书全
机构
华北水利水电学院水利学院
黄河水利科学研究院
出处
《地球与环境》
CAS
CSCD
北大核心
2007年第4期380-382,共3页
文摘
为了更好地研究地下水污染问题,在泰勒级数分析的基础上,对一维地下水污染的模型求解过程中有限差分法的截断误差进行了修正,得到了修正后的有限差分解,并对差分格式的稳定性进行了分析。结果表明,没有修正的截断误差是不能忽略的。本文的研究为河流水质污染的防治和预测提供了一种科学依据。
关键词
河流水质预测
有限差分
截断误差
误差修正
Keywords
groundwater pollution
truncation error
finite difference
correction
分类号
X52 [环境科学与工程—环境工程]
P641 [天文地球—地质矿产勘探]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于两层分解和极限学习机的河流水质预测
陈一帆
李泽
周成龙
胡悦
《计算机仿真》
2024
0
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职称材料
2
多元线性回归模型在河流水质预测中的应用
李秋瑶
《信息系统工程》
2023
3
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职称材料
3
有限差分法在河流水质预测中的应用
何丕文
《长江大学学报(自科版)(上旬)》
CAS
2006
4
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职称材料
4
河流水质预测的有限差分模型的修正解
于子波
范兆峰
安书全
《三峡大学学报(自然科学版)》
CAS
2007
0
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职称材料
5
基于改进的BP神经网络模型的营口地区河流水质预测分析
戚卫伟
《黑龙江水利科技》
2021
0
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职称材料
6
基于指数平滑的ARIMA模型预测河流水质研究
张树艳
陈奇兵
蔡怡洁
《广东化工》
CAS
2024
0
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职称材料
7
长江水质预测的数学模型
王佳秋
张向华
赵淑莹
《煤炭技术》
CAS
2005
2
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职称材料
8
地下水污染物的有限差分模型的修正
王其同
胡宝柱
安书全
《地球与环境》
CAS
CSCD
北大核心
2007
0
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职称材料
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