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基于特征压缩和可解释特征融合的多水质因子预测方法技术

技术编号:45638230 阅读:19 留言:0更新日期:2025-06-27 18:45
本发明专利技术公开基于特征压缩和可解释特征融合的多水质因子预测方法,获取多传感器数据并基于多传感器数据计算获得物理衍生变量;将多传感器数据和物理衍生变量作为输入变量对CS‑CNN‑Transformer预测模型进行训练,通过CNN提取输入变量的局部特征,压缩感知层替换CNN中池化层;引入多层注意力机制对输入的局部特征进行自适应特征融合,获得融合特征;将融合特征输入Transformer中,输出预测值;通过多层注意力机制,在模型训练过程中动态识别影响水质变化的关键特征;通过SHAP算法计算输入变量的贡献程度以及输入变量之间的交互作用进行输入变量筛选。本发明专利技术能够提升预测精度及模型的可解释性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水质预测,尤其涉及基于特征压缩和可解释特征融合的多水质因子预测方法


技术介绍

1、针对传统水产养殖车间的自动化程度较低,主要依赖人工操作氧气设备和水泵等关键设施。此外,水质监测范围受限,难以全面评估水生环境的健康状况。这种局限性可能带来严重风险,包括海产品损失和养殖失败,因为管理人员可能无法及时发现设备故障或迅速应对突发问题。因此,迫切需要一套智能水产养殖系统,将水质传感器的历史数据与实时数据流相结合,从而精准预测水质参数,帮助管理人员快速掌握水环境变化,并高效应对突发情况。

2、为了解决水产养殖中的水质预测问题,全球研究人员开发了多种水质预测模型。目前,水质预测技术主要分为两大类:基于机理模型和基于非机理模型。机理模型通过分析水体中的生物、物理和化学因素之间的相互关系来预测水质变化。然而,由于水产养殖水质环境具有高度动态性,这类模型虽然具有较强的针对性,但对多因子耦合的建模预测缺乏准确性,在实际应用中往往缺乏足够的适应性与预测稳定性。相比之下,非机理模型通常更为简便,依靠统计分析和经验学习,从历史数据中提取特征,进而构建具备较本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于特征压缩和可解释特征融合的多水质因子预测方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于特征压缩和可解释特征融合的多水质因子预测方法,其特征在于,还包括如下步骤:对多传感器数据和物理衍生变量进行预处理。

3.根据权利要求1所述的基于特征压缩和可解释特征融合的多水质因子预测方法,其特征在于,所述物理衍生变量包括溶解氧饱和度、总溶解固体浓度、游离氨浓度。

4.根据权利要求1所述的基于特征压缩和可解释特征融合的多水质因子预测方法,其特征在于,压缩感知层进行池化操作,包括如下步骤:

5.根据权利要求1所述的基于特征压缩和可解释...

【技术特征摘要】

1.基于特征压缩和可解释特征融合的多水质因子预测方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于特征压缩和可解释特征融合的多水质因子预测方法,其特征在于,还包括如下步骤:对多传感器数据和物理衍生变量进行预处理。

3.根据权利要求1所述的基于特征压缩和可解释特征融合的多水质因子预测方法,其特征在于,所述物理衍生变量包括溶解氧饱和度、总溶解固体浓度、游离氨浓度。

4.根据权利要求1所述的基于特征压缩和可解释特征融合的多水质因子预测方法,其特征在于,压缩感...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐博严家霖王硕许东阳唐浩尤佳
申请(专利权)人:海南大学
类型:发明
国别省市:

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