集成EMD等技術(shù)的廣西短期氣候預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、氣候診斷和氣候預(yù)測是大氣科學(xué)的一個(gè)重要分支，是為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)服務(wù)的重要項(xiàng)目。而利用時(shí)間序列分析預(yù)測，在氣候業(yè)務(wù)中至今仍是一種行之有效的方法。然而氣候序列通常是一個(gè)隨機(jī)和非平穩(wěn)的時(shí)間序列，給預(yù)報(bào)預(yù)測帶來了困難。為了解決隨機(jī)序列的平穩(wěn)化問題，人們一直在改進(jìn)和探究各種處理的方案。本文主要論述一種新的時(shí)間序列處理方法-EMD的方法，理論及分解的關(guān)鍵技術(shù)，并基于EMD本征模態(tài)和均生函數(shù)序列的延拓技術(shù)，應(yīng)用逐步回歸，擬合誤差，韻律和長、中

2、、短三個(gè)不同時(shí)間尺度周期的相關(guān)組合預(yù)測法進(jìn)行建模預(yù)測。
　　文章從分析研究背景和意義入手，設(shè)計(jì)了本篇論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)；接著，介紹了本文設(shè)計(jì)并開發(fā)這個(gè)預(yù)測系統(tǒng)所用到的4種時(shí)間序列預(yù)測方法（均生函數(shù)逐步回歸、擬合誤差、韻律和均生函數(shù)相關(guān)預(yù)測法）的數(shù)學(xué)模型和實(shí)現(xiàn)步驟，考慮到系統(tǒng)采用的預(yù)測方法較多以及系統(tǒng)產(chǎn)品要提供于實(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用，為此引入了對(duì)預(yù)測結(jié)果處理的二種集成方案和二種評(píng)分方法。緊接著，從現(xiàn)狀、背景和需求視角，設(shè)計(jì)了一個(gè)具有一

3、定特色的時(shí)間序列分析和預(yù)測系統(tǒng)。然后，介紹了要構(gòu)建本文設(shè)計(jì)的該系統(tǒng)應(yīng)具有什么樣的功能模塊和運(yùn)行流程和業(yè)務(wù)平臺(tái)的運(yùn)行流程；詳細(xì)介紹了實(shí)現(xiàn) EMD分解中的關(guān)鍵問題和技術(shù)難點(diǎn)，并給出在 EMD分解中的具體流程和核心代碼，再通過實(shí)例與多家 EMD計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，討論了本系統(tǒng)EMD分解的可靠性。之后，給出了用C?？梢暬?jì)算機(jī)語言將EMD理論構(gòu)建的這個(gè)功能較為強(qiáng)大的時(shí)間序列分析預(yù)測業(yè)務(wù)平臺(tái)以及實(shí)現(xiàn)該預(yù)測系統(tǒng)的一般要求和具體的實(shí)現(xiàn)方案步驟。最后，通

4、過實(shí)例運(yùn)行操作，結(jié)合該系統(tǒng)單時(shí)間序列分析預(yù)測和面趨勢預(yù)測等這二個(gè)核心功能的實(shí)現(xiàn)過程對(duì)該系統(tǒng)的所有功能步驟進(jìn)行了全面的測試。用該系統(tǒng)對(duì)廣西夏季降水單序列（即總體趨勢）預(yù)測表明，近10年預(yù)測準(zhǔn)確率可達(dá)80％（趨勢同號(hào)率），而對(duì)多站點(diǎn)的面趨勢預(yù)測，根據(jù)對(duì)剛剛過去的2015/2016年冬季氣溫趨勢預(yù)測看，預(yù)測準(zhǔn)確率為56%，但對(duì)冬季氣溫預(yù)測，在近10年預(yù)測中的表現(xiàn)還是比較令人滿意：預(yù)測同號(hào)率10年平均達(dá)68%，PS平均達(dá)76.1%。