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基于机器学习算法的ET_(0)预测研究
被引量：
9
1
作者
韦琦
卫琦
+4 位作者
徐解刚
柏玥辰
李昕彤
贺敏
徐俊增
《节水灌溉》
北大核心
2022年第11期9-17,共9页
为了解不同机器学习算法在预测不同气候区参考作物腾发量(ET_(0))方面的表现,以中国干旱区和湿润区共计20个气象站点1960-2019年的逐日气象数据为依据,以PM和HS公式计算的ET_(0)为参考,评价了多元逐步回归(SL)、支持向量机(SVM)和高斯...
为了解不同机器学习算法在预测不同气候区参考作物腾发量(ET_(0))方面的表现,以中国干旱区和湿润区共计20个气象站点1960-2019年的逐日气象数据为依据,以PM和HS公式计算的ET_(0)为参考,评价了多元逐步回归(SL)、支持向量机(SVM)和高斯过程回归(GPR) 3种机器学习算法的ET_(0)预测精度及其适用性。结果表明:(1)当分别以PM和HS公式计算的ET_(0)数值为标准时,3种机器学习算法模拟ET_(0)精度大小关系均表现为:GPR>SVM>SL,且GPR算法的模拟精度最高,其相关系数(R~2)均高达0.950以上。(2)当采用同一种机器学习算法时,其在以PM公式计算的ET_(0)为参考值情况下的R~2范围为0.965~0.995、RMSE的范围为0.212~0.260 mm/d、MAE的范围为0.151~0.201 mm/d;以HS公式计算结果为参考值时,其R~2范围为0.935~0.984、RMSE范围为0.832~0.964 mm/d、MAE范围为0.596~0.745mm/d。(3)在不同气候分区,以同一参考公式计算结果为标准值时采用机器学习算法模拟干旱区的ET_(0)精度均优于湿润区,其R~2提高了0.01。(4)对比不同机器学习算法的稳健性,SL和SVM算法在分别以PM和HS公式计算结果为参考值时的稳健性最高,其训练到模拟阶段的R~2变化幅度仅为0.16%和0.11%,而GPR算法稳健性均最低。(5)对比不同机器学习算法训练时间成本,SVM和GPR算法的计算成本显著高于SL算法。综合分析3种算法的ET_(0)预测精度、稳健性和计算成本,SVM算法可推荐为中国干旱区和湿润区较为精准预测参考作物腾发量的方法。且机器学习模拟精度与气象因子的定量关系表明,日照时数(N)变化是影响各算法预测精度的主要因子。
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关键词
参考作物腾发量
et
_(0)预测精度
算法稳健性
训练时间成本
不同气候区
机器学习算法
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职称材料
MARS模型在渭河流域参考作物蒸散量计算中的适应性研究
被引量：
2
2
作者
葛杰
周晓平
+4 位作者
王晶
曹绮欣
曹钧恒
陈至立
冯家豪
《节水灌溉》
北大核心
2024年第2期17-24,共8页
为有效提高气象资料缺失时渭河流域参考作物蒸散量(ET_(0))计算精度,选取流域及附近20个气象站58 a(1960-2017年)逐日气象资料,基于不同气象要素组合,构建16种基于多元自适应回归样条(MARS)的ET_(0)计算模型,并将计算结果与Hargreaves-S...
为有效提高气象资料缺失时渭河流域参考作物蒸散量(ET_(0))计算精度,选取流域及附近20个气象站58 a(1960-2017年)逐日气象资料,基于不同气象要素组合,构建16种基于多元自适应回归样条(MARS)的ET_(0)计算模型,并将计算结果与Hargreaves-Samani、Makkink和Irmark-Allen模型进行对比,评价MARS模型在渭河流域的适应性及可移植性。结果表明:MARS模型能很好地甄别ET_(0)与各输入因子间的非线性关系,MARS2(T_(max)、T_(min)、R_(a))计算精度(平均MAE为0.225 mm/d,平均RMSE为0.327 mm/d,平均R2为0.897)能满足应用要求,模型精度随输入气象要素数量的增加而升高;输入因子中引入地球外辐射R_(a),可明显提高MARS模型精度;在输入因子相同时,MARS模型精度高于Hargreaves-Samani、Irmark-Allen和Makkink模型;MARS模型在渭河流域具有很强的泛化能力和可移植性。因此,气象资料缺失时基于MARS建立的ET_(0)计算模型可作为渭河流域ET_(0)计算的推荐模型。
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关键词
渭河流域
参考作物蒸散量
多元自适应回归样条
可移植性
et
_(0)模型
地球外辐射R_(a)
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职称材料
云贵地区参考作物蒸散量模型适用性评价
被引量：
1
3
作者
范梦颖
吴宗俊
+3 位作者
崔宁博
王智慧
毛华艳
胡静仪
《排灌机械工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第9期928-937,共10页
根据地貌特征及行政区划将云贵两省分为5个区域,使用当地15个气象站点共56 a的逐日气象资料计算了18种参考作物蒸散量模型的模拟值,并以FAO56 Penman-Monteith法为标准对各模型模拟值进行了精度对比及误差成因分析.结果表明:同一模型在...
根据地貌特征及行政区划将云贵两省分为5个区域,使用当地15个气象站点共56 a的逐日气象资料计算了18种参考作物蒸散量模型的模拟值,并以FAO56 Penman-Monteith法为标准对各模型模拟值进行了精度对比及误差成因分析.结果表明:同一模型在不同云贵分区间的模拟效果差异不大,R^(2)的平均变异系数为8.81%,模型精度主要影响因素为辐射能量项,次要因素为空气动力项;综合法模型模拟精度最高,R^(2)为0.81~0.99,辐射法次之,R^(2)为0.84~0.98,温度法和水汽压法较差,R^(2)为0.24~0.83;这4种方法中,各类型最优模型分别为FAO 24 Penman(全区整体评价指标GPI为0.506,排位1),Inmark(GPI为0.142,排位4),Hargreaves-Samani(GPI为-0.022,排位12)和Romanenko(GPI为-0.072,排位13).综上,经验模型FAO 24 Penman和Inmark模型适用于亚热带季风气候云贵地区参考作物蒸散量的简化计算.
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关键词
参考作物蒸散量模型
Penman-Monteith模型
云贵地区
反距离插值
适用性评价
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职称材料
题名
基于机器学习算法的ET_(0)预测研究
被引量：
9
1
作者
韦琦
卫琦
徐解刚
柏玥辰
李昕彤
贺敏
徐俊增
机构
河海大学农业科学与工程学院
河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室
宜兴市水利局
出处
《节水灌溉》
北大核心
2022年第11期9-17,共9页
基金
中央高校基本科研业务费专项项目(B200201004)
国家自然科学基金项目(51809077)。
文摘
为了解不同机器学习算法在预测不同气候区参考作物腾发量(ET_(0))方面的表现,以中国干旱区和湿润区共计20个气象站点1960-2019年的逐日气象数据为依据,以PM和HS公式计算的ET_(0)为参考,评价了多元逐步回归(SL)、支持向量机(SVM)和高斯过程回归(GPR) 3种机器学习算法的ET_(0)预测精度及其适用性。结果表明:(1)当分别以PM和HS公式计算的ET_(0)数值为标准时,3种机器学习算法模拟ET_(0)精度大小关系均表现为:GPR>SVM>SL,且GPR算法的模拟精度最高,其相关系数(R~2)均高达0.950以上。(2)当采用同一种机器学习算法时,其在以PM公式计算的ET_(0)为参考值情况下的R~2范围为0.965~0.995、RMSE的范围为0.212~0.260 mm/d、MAE的范围为0.151~0.201 mm/d;以HS公式计算结果为参考值时,其R~2范围为0.935~0.984、RMSE范围为0.832~0.964 mm/d、MAE范围为0.596~0.745mm/d。(3)在不同气候分区,以同一参考公式计算结果为标准值时采用机器学习算法模拟干旱区的ET_(0)精度均优于湿润区,其R~2提高了0.01。(4)对比不同机器学习算法的稳健性,SL和SVM算法在分别以PM和HS公式计算结果为参考值时的稳健性最高,其训练到模拟阶段的R~2变化幅度仅为0.16%和0.11%,而GPR算法稳健性均最低。(5)对比不同机器学习算法训练时间成本,SVM和GPR算法的计算成本显著高于SL算法。综合分析3种算法的ET_(0)预测精度、稳健性和计算成本,SVM算法可推荐为中国干旱区和湿润区较为精准预测参考作物腾发量的方法。且机器学习模拟精度与气象因子的定量关系表明,日照时数(N)变化是影响各算法预测精度的主要因子。
关键词
参考作物腾发量
et
_(0)预测精度
算法稳健性
训练时间成本
不同气候区
机器学习算法
Keywords
reference
crop
evapotranspiration
et
_(0)prediction accuracy
robustness of the algorithm
training time cost
different climatic zones
machine learning algorithm
分类号
S161.4 [农业科学—农业气象学]
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职称材料
题名
MARS模型在渭河流域参考作物蒸散量计算中的适应性研究
被引量：
2
2
作者
葛杰
周晓平
王晶
曹绮欣
曹钧恒
陈至立
冯家豪
机构
中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
咸阳市水利水电规划勘测设计研究院
出处
《节水灌溉》
北大核心
2024年第2期17-24,共8页
基金
陕西省科技统筹创新计划项目(2016KTZDNY-01-01)。
文摘
为有效提高气象资料缺失时渭河流域参考作物蒸散量(ET_(0))计算精度,选取流域及附近20个气象站58 a(1960-2017年)逐日气象资料,基于不同气象要素组合,构建16种基于多元自适应回归样条(MARS)的ET_(0)计算模型,并将计算结果与Hargreaves-Samani、Makkink和Irmark-Allen模型进行对比,评价MARS模型在渭河流域的适应性及可移植性。结果表明:MARS模型能很好地甄别ET_(0)与各输入因子间的非线性关系,MARS2(T_(max)、T_(min)、R_(a))计算精度(平均MAE为0.225 mm/d,平均RMSE为0.327 mm/d,平均R2为0.897)能满足应用要求,模型精度随输入气象要素数量的增加而升高;输入因子中引入地球外辐射R_(a),可明显提高MARS模型精度;在输入因子相同时,MARS模型精度高于Hargreaves-Samani、Irmark-Allen和Makkink模型;MARS模型在渭河流域具有很强的泛化能力和可移植性。因此,气象资料缺失时基于MARS建立的ET_(0)计算模型可作为渭河流域ET_(0)计算的推荐模型。
关键词
渭河流域
参考作物蒸散量
多元自适应回归样条
可移植性
et
_(0)模型
地球外辐射R_(a)
Keywords
Weihe basin
reference
crop
evapotranspiration
(
et
_(0))
MARS
portability
et
_(0)modle
R_(a)
分类号
S274.3 [农业科学—农业水土工程]
P426.2 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
云贵地区参考作物蒸散量模型适用性评价
被引量：
1
3
作者
范梦颖
吴宗俊
崔宁博
王智慧
毛华艳
胡静仪
机构
四川大学水利水电学院
简阳新天府农业科技有限公司
仁寿铧锐农业投资有限责任公司
出处
《排灌机械工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第9期928-937,共10页
基金
四川省科技计划项目/农业科技成果转化资金资助项目(2023NZZJ0015)
国家重点研发计划项目(2022YFD1900805)
四川省科技计划项目/农业农村领域重点研发计划项目(2023YFN0024)。
文摘
根据地貌特征及行政区划将云贵两省分为5个区域,使用当地15个气象站点共56 a的逐日气象资料计算了18种参考作物蒸散量模型的模拟值,并以FAO56 Penman-Monteith法为标准对各模型模拟值进行了精度对比及误差成因分析.结果表明:同一模型在不同云贵分区间的模拟效果差异不大,R^(2)的平均变异系数为8.81%,模型精度主要影响因素为辐射能量项,次要因素为空气动力项;综合法模型模拟精度最高,R^(2)为0.81~0.99,辐射法次之,R^(2)为0.84~0.98,温度法和水汽压法较差,R^(2)为0.24~0.83;这4种方法中,各类型最优模型分别为FAO 24 Penman(全区整体评价指标GPI为0.506,排位1),Inmark(GPI为0.142,排位4),Hargreaves-Samani(GPI为-0.022,排位12)和Romanenko(GPI为-0.072,排位13).综上,经验模型FAO 24 Penman和Inmark模型适用于亚热带季风气候云贵地区参考作物蒸散量的简化计算.
关键词
参考作物蒸散量模型
Penman-Monteith模型
云贵地区
反距离插值
适用性评价
Keywords
reference
crop
evapotranspiration
(
et
0)model
Penman-Monteith model
Yun-Guiregion
inverse distance weighting interpolation
applicability evaluation
分类号
S27 [农业科学—农业水土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于机器学习算法的ET_(0)预测研究
韦琦
卫琦
徐解刚
柏玥辰
李昕彤
贺敏
徐俊增
《节水灌溉》
北大核心
2022
9
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下载PDF
职称材料
2
MARS模型在渭河流域参考作物蒸散量计算中的适应性研究
葛杰
周晓平
王晶
曹绮欣
曹钧恒
陈至立
冯家豪
《节水灌溉》
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
云贵地区参考作物蒸散量模型适用性评价
范梦颖
吴宗俊
崔宁博
王智慧
毛华艳
胡静仪
《排灌机械工程学报》
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
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