短臨降水預(yù)報是一項重要且具有挑戰(zhàn)性的世界性難題.研究人員曾嘗試使用各種技術(shù)預(yù)報降水,但是由于降水本身具有高度非線性、隨機性和復(fù)雜性的特性,使得降水預(yù)測精確度并不高.近年來,隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展,其日漸滲透到人們生活的方方面面,氣象領(lǐng)域也因此得益.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)Ψ蔷�性系統(tǒng)進行建模,因此相比于傳統(tǒng)方法,如數(shù)值天氣預(yù)報法和光流法等,人工智能方法使得降水預(yù)報的準(zhǔn)確率大大提高.本文介紹了傳統(tǒng)降水預(yù)報的方法,著重總結(jié)概括了用于短臨降水預(yù)報的各種最新人工智能方法,并對各研究方向進行歸納分析,為各類研究人員研究提供有益參考和借鑒. 

【文章來源】：南京信息工程大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,12(04)

【文章頁數(shù)】：15 頁

【部分圖文】：

人工智能、機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)三者關(guān)系

Encoding-forecasting Conv LSTM網(wǎng)絡(luò)[4]

圖2 Encoding-forecasting Conv LSTM網(wǎng)絡(luò)[4]Kim等[65]提出了一種名為DeepRain的數(shù)據(jù)驅(qū)動的降水預(yù)測模型，結(jié)構(gòu)如圖4所示，該模型使用卷積LSTM(ConvLSTM)利用天氣雷達數(shù)據(jù)來預(yù)測降雨量．Shi等[4]使用了三維單通道數(shù)據(jù)，而Kim等[65]使用ConvLSTM來處理三維(寬、高和深度)四通道(4個不同的海拔)數(shù)據(jù)．另一點不同之處在于Shi等[4]采用多對多的輸出，而Kim等[65]使用多對一的方法．?dāng)?shù)據(jù)集中每行數(shù)據(jù)由雷達反射率和地面真值組成，雷達反射率為距101 km×101 km地面的4個高度的15個時間間隔(間隔6 min)共101×101×4×15個數(shù)字值;地面真值為網(wǎng)格中心50×50范圍內(nèi)1～2h的降雨量．完整的數(shù)據(jù)集包括在2年期間隨機選擇的10 000行數(shù)據(jù)．模型按時間序列依次輸入15個三維四通道數(shù)據(jù)，輸出是預(yù)測的降雨量信息．實驗結(jié)果表明，卷積運算可以有效地從數(shù)據(jù)中提取潛在特征，并可以進行快速訓(xùn)練．與線性回歸相比，2層ConvLSTM將RMSE降低了23.0%.

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3629940