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EMD在广西季节降水预报中的应用

毕硕本 徐寅 覃志年 陈最 王必强

毕硕本, 徐寅, 覃志年, 等. EMD在广西季节降水预报中的应用. 应用气象学报, 2010, 21(3): 366-371..
引用本文: 毕硕本, 徐寅, 覃志年, 等. EMD在广西季节降水预报中的应用. 应用气象学报, 2010, 21(3): 366-371.
Bi Shuoben, Xu Yin, Qin Zhinian, et al. Application of EMD to seasonal precipitation forecast in Guangxi. J Appl Meteor Sci, 2010, 21(3): 366-371.
Citation: Bi Shuoben, Xu Yin, Qin Zhinian, et al. Application of EMD to seasonal precipitation forecast in Guangxi. J Appl Meteor Sci, 2010, 21(3): 366-371.

EMD在广西季节降水预报中的应用

资助项目: 

中国气象局新技术推广项目 CMATG2009MS19(2)

Application of EMD to Seasonal Precipitation Forecast in Guangxi

  • 摘要: 气候系统是一种耗散的、具有多个不稳定源的非线性、非平稳系统。该文利用支持向量机 (SVM) 算法在处理非线性问题中的优越性和经验模态分解 (EMD) 算法在处理非平稳信号中的优势,采用将EMD与SVM相结合的短期气候预测方法, 并应用到广西季节降水预报中。选取广西88个气象观测站1957—2005年6—8月逐年降水量的距平百分率序列作为试验数据,通过EMD算法将标准化处理后的距平百分率序列分解成多个本征模态函数 (IMF) 分量和一个趋势分量, 在分解中针对EMD算法存在的端点极值问题选择两种方法分别进行处理,对比得出极值延拓法效果更好。对每个分量构建不同的SVM模型进行预测,并通过重构形成最后的预测结果。试验中采用不经EMD处理的反向传播(BP)神经网络和SVM算法进行对比验证,结果表明:相对于直接预测方法,该文提出的方案均方误差最小,能够较为准确地反映出降水序列未来几年的变化趋势,具有更高的预测精度和较好的推广前景。
  • 图  1  极值延拓法 (a) 与正交多项式拟合法 (b) 的EMD处理结果

    Fig. 1  Results of EMD based on extrema extending algorithm (a) and orthogonal polynomial fitting algorithm (b)

    图  2  运用3种方案进行预测的相对误差曲线

    Fig. 2  The relative error curve of three schemes for forecast

    图  3  预测值与实况值的比较

    Fig. 3  The comparison between predicted value and actual value

    表  1  运用3种方案进行预测的相对误差

    Table  1  The relative error of three schemes for forecast

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出版历程
  • 收稿日期:  2009-05-21
  • 修回日期:  2010-04-07
  • 刊出日期:  2010-06-30

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