一种基于多模型融合的臭氧预报方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多模型融合的臭氧预报方法，共分为以下几个步骤：数据预处理，特征工程，模型训练，模型评估，模型预测和模型修正。经过此过程最终得到可靠的臭氧预测结果，此种方式易于操作，数据获取容易，无需采集大量前体污染物排放数据，仅通过气象数据可对大部分臭氧污染情况进行预测，预测准确性大大提高，弥补了基于单个模型预测结果偏差大的不足。足。足。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多模型融合的臭氧预报方法


[0001]本专利技术涉及环境空气质量预报
，特别是涉及一种基于多模型融合的臭氧预报方法。

技术介绍

[0002]臭氧可分为平流层臭氧和对流层臭氧，平流层臭氧天然存在于地球上层大气中，在距地球表面6
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30英里形成保护层，保护我们免受太阳紫外线的伤害；对流层臭氧也称地面臭氧，它是大气层中氮氧化物与挥发性有机化合物经太阳照射发生光化学反应而产生。工业设施和电力设施、机动车尾气、汽油蒸汽和化学溶剂的排放是氮氧化物和挥发性有机化合物的主要来源。此外，生物源(活的有机体或生物过程)释放的VOC也会导致地面臭氧。
[0003]近年来，对流层臭氧浓度逐年升高，臭氧作为一种强氧化剂，对人类健康和环境有较大危害。但臭氧污染情况复杂，除高空和远距离传输外，其化学生成机制也很复杂，其与前体物(NOx和VOCs)转化关系呈非线性关系，因此很难提前制定有效的污染防控措施。
[0004]目前实时臭氧浓度污染计算模型主要包括：确定性模型(化学传输模型)和统计模型(机器学习等)方法。确定性模型通常通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多模型融合的臭氧预报方法，其特征在于，主要包括以下步骤：S1，数据预处理，收集本地区气象数据及臭氧浓度数据，并对数据进行必要的预处理操作；S2，特征工程，进行本地区臭氧浓度与气象数据及时间维度的相关性分析，根据各气象因子与臭氧浓度相关系数排名，确定参与算法建模的特征项；S3，模型训练，根据筛选出的特征项分别采用SVM、KNN、RF、LSTM四种算法模型对历史数据进行模型训练；S4：模型评估，通过训练好的模型对验证集数据进行预测，采用模型评估算法对四种模型预测结果进行评估；S5：模型预测，选取模型评估结果排名前三的模型，分别采用三种模型对待预测数据进行模型预测；S6：模型修正，采用模型评估结果排名前三的模型对验证集的模型预测结果与验证集实测臭氧浓度建立多元线性关系，求解系数并对待预测数据的预测结果进行修正。2.根据权利要求1所述的基于多模型融合的臭氧预报方法，其特征在于，步骤S3模型训练过程中选取的特征变量包括温度、湿度、湿球温度、风速、压力变化、小时、月份，目标变量为臭氧浓度。3.根据权利要求1所述的基于多模型融合的臭氧预报方法，其特征在于，步骤S1数据预处理具体包括数据整合，缺失值填充，异常值处理。4.根据权利要求1所述的基于多模型融合的臭氧预报方法，其特征在于，步骤S2特征工程主要包括温度、湿度、湿球温度、风速、压力变化与臭氧浓度的相关性以及臭氧浓度随季节变化趋势及臭氧日变化趋势，以及连续特征(温度、湿度、湿球温度、风速、压力变化)的标准化和对离散特征(小时、月份)进行编码。5.根据权利要求1所述的基于多模型融合的抽样预报方法，其特征在于，步骤S4模型评估指标k的计算方式为：其中y
real
表示真实观测值，y
pred
表示预测值，n表示参与评估的验证集的数据个数。其中k的计算结果越接近于1表示模型的预测效果越好。6.根据权利要求1所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：万学平，王昭娜，于潇萌，高洁，张继荣，
申请(专利权)人：无锡中科光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：