基于Granger因果的城市空氣質(zhì)量時(shí)空預(yù)測(cè)模型研究
發(fā)布時(shí)間:2023-04-05 20:11
近年來(lái),隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),產(chǎn)生了大量的能源消耗與污染排放,由此引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,尤其是空氣污染問(wèn)題。2018年,全國(guó)空氣質(zhì)量超標(biāo)的地級(jí)市及以上城市有239個(gè),占70%左右?諝馕廴緦(duì)人類健康造成直接危害,同時(shí)也對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面造成直接或間接的巨大損失。因此很多城市建立起空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)以定時(shí)發(fā)布空氣質(zhì)量信息。然而由于運(yùn)行和維護(hù)成本高,目前的城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站數(shù)量有限,不能滿足人們提前了解城市空氣質(zhì)量的需求。因此準(zhǔn)確預(yù)測(cè)城市空氣質(zhì)量對(duì)于人們的生產(chǎn)生活尤為重要。城市空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)的目標(biāo)是基于歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)特定地區(qū)未來(lái)的空氣質(zhì)量狀況?諝赓|(zhì)量受到許多因素的影響,如氣象因素、地理因素、污染源和擴(kuò)散路徑等。準(zhǔn)確的空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)需要考慮時(shí)間及空間等復(fù)雜因素。本文集成區(qū)域聚類、Granger因果分析及深度長(zhǎng)短期預(yù)測(cè)方法,提出了城市空氣質(zhì)量的時(shí)空預(yù)測(cè)模型。城市的空氣質(zhì)量不僅與本地歷史狀況相關(guān),而且受相鄰城市影響。本文首先基于區(qū)域協(xié)同治理進(jìn)行區(qū)域聚類,然后采用Granger因果分析方法識(shí)別城市之間空氣質(zhì)量的因果關(guān)系。進(jìn)一步,考慮到空氣質(zhì)量既受過(guò)去幾個(gè)小時(shí)的數(shù)值影響,也具有一定規(guī)律的周期性,因此空...
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 研究意義
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 關(guān)于空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)的研究現(xiàn)狀
1.3.2 關(guān)于空間相關(guān)性的研究現(xiàn)狀
1.3.3 文獻(xiàn)評(píng)述
1.4 研究?jī)?nèi)容和研究框架
2 數(shù)據(jù)獲取、預(yù)處理及區(qū)域聚類
2.1 空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
2.2 數(shù)據(jù)獲取
2.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.3.1 數(shù)據(jù)清洗
2.3.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化
2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)性描述
2.5 區(qū)域城市聚類
3 空氣質(zhì)量的空間相關(guān)性分析
3.1 空間相關(guān)性理論基礎(chǔ)——Granger因果
3.2 區(qū)域空氣質(zhì)量的granger因果分析
4 城市空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建
4.1 空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)相關(guān)理論與方法
4.1.1 機(jī)器學(xué)習(xí)
4.1.2 深度學(xué)習(xí)
4.2 基于雙階段注意力機(jī)制的深度學(xué)習(xí)模型構(gòu)建
4.2.1 帶輸入注意力的編碼器
4.2.2 具有時(shí)間注意力的解碼器
4.3 深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
4.3.1 確定模型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
4.3.2 確定學(xué)習(xí)率
4.3.3 過(guò)擬合優(yōu)化
5 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析
5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
5.1.1 實(shí)驗(yàn)評(píng)估指標(biāo)
5.1.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
5.1.3 模型參數(shù)設(shè)置
5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.2.1 不同預(yù)測(cè)模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較
5.2.2 不同影響因素組合的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.2.3 不同序列長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.2.4 Non-Granger因果模型與Granger因果模型對(duì)比
6 結(jié)論與展望
6.1 研究結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 研究展望
附錄
參考文獻(xiàn)
后記
本文編號(hào):3784054
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 研究意義
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 關(guān)于空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)的研究現(xiàn)狀
1.3.2 關(guān)于空間相關(guān)性的研究現(xiàn)狀
1.3.3 文獻(xiàn)評(píng)述
1.4 研究?jī)?nèi)容和研究框架
2 數(shù)據(jù)獲取、預(yù)處理及區(qū)域聚類
2.1 空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
2.2 數(shù)據(jù)獲取
2.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.3.1 數(shù)據(jù)清洗
2.3.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化
2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)性描述
2.5 區(qū)域城市聚類
3 空氣質(zhì)量的空間相關(guān)性分析
3.1 空間相關(guān)性理論基礎(chǔ)——Granger因果
3.2 區(qū)域空氣質(zhì)量的granger因果分析
4 城市空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建
4.1 空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)相關(guān)理論與方法
4.1.1 機(jī)器學(xué)習(xí)
4.1.2 深度學(xué)習(xí)
4.2 基于雙階段注意力機(jī)制的深度學(xué)習(xí)模型構(gòu)建
4.2.1 帶輸入注意力的編碼器
4.2.2 具有時(shí)間注意力的解碼器
4.3 深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
4.3.1 確定模型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
4.3.2 確定學(xué)習(xí)率
4.3.3 過(guò)擬合優(yōu)化
5 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析
5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
5.1.1 實(shí)驗(yàn)評(píng)估指標(biāo)
5.1.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
5.1.3 模型參數(shù)設(shè)置
5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.2.1 不同預(yù)測(cè)模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較
5.2.2 不同影響因素組合的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.2.3 不同序列長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.2.4 Non-Granger因果模型與Granger因果模型對(duì)比
6 結(jié)論與展望
6.1 研究結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 研究展望
附錄
參考文獻(xiàn)
后記
本文編號(hào):3784054
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