氣候系統(tǒng)自身具有復(fù)雜的非線性特征,是典型的非平穩(wěn)系統(tǒng)。目前,對于月、季尺度的短期氣候預(yù)測主要依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法。通常情況下,首先假定時(shí)間序列平穩(wěn),然后在此基礎(chǔ)上再對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和預(yù)測,比如對降水和溫度的預(yù)測就是如此,因此預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率普遍偏低。為提高預(yù)測準(zhǔn)確率,本文實(shí)驗(yàn)主要針對經(jīng)典的支持向量機(jī)（SVM）預(yù)測方法進(jìn)行了預(yù)測方法改進(jìn),選取了全國160個(gè)氣象觀測標(biāo)準(zhǔn)站的逐月降水和溫度數(shù)據(jù),經(jīng)處理后計(jì)算后得到季度平均降水和季度平均溫度數(shù)據(jù)作為試驗(yàn)數(shù)據(jù),時(shí)間年限從1951年1月至2015年12月。實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容和初步結(jié)論如下:本文對季度平均降水和季度平均溫度數(shù)據(jù)首先進(jìn)行正交函數(shù)分解（EOF）,取前幾個(gè)主要模態(tài)（降水?dāng)?shù)據(jù)累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到85%以上;溫度數(shù)據(jù)累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到99%以上）,這種處理方法主要是先將數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)空分解,分解成為不隨時(shí)間變化的空間模態(tài)部分和只隨時(shí)間變化的時(shí)間序列部分,因此對氣候的預(yù)測,只需要保持空間模態(tài)部分不變,僅對時(shí)間序列部分進(jìn)行預(yù)測。得到時(shí)間序列后,再對時(shí)間序列進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解（EMD）,并在分解過程中采用極值延拓法解決經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的端點(diǎn)效應(yīng),此過程為了降低時(shí)間序列的非平穩(wěn)性... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

EMD分解示意圖

的樣本且平行于分類線的直線，它們之間的距離 d12{ : 1} { : 1}min mini i j jjix y x yw x bw x bd= w =w + += + 和（2-13）則有分類間隔等于 2/ w 。使分類間隔最等價(jià)于求一個(gè)凸優(yōu)化問題。目標(biāo)函數(shù)是二次的，約二次規(guī)劃問題。有兩種方法：（1）可以用現(xiàn)成優(yōu)化包進(jìn)行求解。（2）以通過對偶問題得到最優(yōu)解易求解，還可以引入核函數(shù)，從而推廣到非線性問。

分解后得到有限個(gè) IMF 分量和一個(gè)剩余趨勢分量 RES；4、對得到的 IMF 分量分別進(jìn)行支持向量機(jī)預(yù)測和優(yōu)化后的支持向量機(jī)預(yù)測，分別得到時(shí)間序列預(yù)測結(jié)果和優(yōu)化結(jié)果；5、對結(jié)果求和分別得到時(shí)間序列預(yù)測結(jié)果和時(shí)間序列優(yōu)化結(jié)果；6、時(shí)間序列結(jié)果分別于空間模態(tài)求乘積，分別得到氣候預(yù)測結(jié)果和氣候預(yù)測優(yōu)化結(jié)果。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種解決經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解端點(diǎn)效應(yīng)的邊界延拓法[J]. 蘇東林,鄭昊鵬.  航空學(xué)報(bào). 2016(03)
[2]數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在氣象預(yù)報(bào)研究中的應(yīng)用[J]. 彭昱忠,王謙,元昌安,林開平.  干旱氣象. 2015(01)
[3]多模式集成的概率天氣預(yù)報(bào)和氣候預(yù)測研究進(jìn)展[J]. 智協(xié)飛,彭婷,李剛,王佳,王晶.  大氣科學(xué)學(xué)報(bào). 2014(02)
[4]我國短期氣候預(yù)測技術(shù)進(jìn)展[J]. 賈小龍,陳麗娟,高輝,王永光,柯宗建,劉長征,宋文玲,吳統(tǒng)文,封國林,趙振國,李維京.  應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2013(06)
[5]國家氣候中心多模式解釋應(yīng)用集成預(yù)測[J]. 劉長征,杜良敏,柯宗建,陳麗娟,賈小龍,艾秀.  應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2013(06)
[6]幾種改善EMD端點(diǎn)效應(yīng)方法的比較研究[J]. 祁艷杰,王黎明,楊澤輝,付朝霞.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2013(22)
[7]國家氣候中心短期氣候預(yù)測模式系統(tǒng)業(yè)務(wù)化進(jìn)展[J]. 吳統(tǒng)文,宋連春,劉向文,李巧萍,梁瀟云,程彥杰,周巍,聶肅平,張莉,頡衛(wèi)華,房永杰,張艷武,路屹雄,儲敏,李江龍.  應(yīng)用氣象學(xué)報(bào). 2013(05)
[8]最優(yōu)氣候均態(tài)模型在集寧月平均氣溫預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J]. 陳杰.  資源節(jié)約與環(huán)保. 2012(06)
[9]廣東開汛日期的多尺度物理統(tǒng)計(jì)預(yù)測模型[J]. 谷德軍,高曉容,紀(jì)忠萍,李瓊.  高原氣象. 2012(03)
[10]熱帶大氣季節(jié)內(nèi)振蕩（MJO）實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)測業(yè)務(wù)[J]. 賈小龍,袁媛,任福民,張勤.  氣象. 2012(04)

博士論文
[1]基于動力—統(tǒng)計(jì)的中國汛期降水預(yù)測研究[D]. 楊杰.蘭州大學(xué) 2013
[2]EMD算法研究及其在信號去噪中的應(yīng)用[D]. 王婷.哈爾濱工程大學(xué) 2010

碩士論文
[1]基于支持向量機(jī)的氣象預(yù)報(bào)方法研究[D]. 汪春秀.南京信息工程大學(xué) 2011
[2]基于支持向量機(jī)的時(shí)間序列預(yù)測研究[D]. 劉運(yùn)榮.哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號：3458145