收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

一种AQI实时预测模型的研究

刘洪通  
【摘要】:空气质量指数(AQI)是衡量空气质量状况的重要指标,如何准确迅速地预测未来一段时间的AQI已成为一个热点问题。空气质量网格化实时监测预警预报系统的出现为实时预测某一区域的AQI提供了可能。但随着样本数量的持续增加,预测下一个时间点AQI的计算量也逐渐增大,影响了预测的实时性。虽然数值预报模式能够对未来多个时间点的AQI进行预测,但由于其预测准确率较低,单靠数值预报模式已不能满足人们的要求。针对以上问题,本文提出了一种AQI实时预测模型,根据应用场景不同,该模型在实时处理模块分为了两个预测器:单点AQI实时预测器和多点AQI实时预测器。针对预测下一时间点的AQI实时性较差的问题,本文根据AQI的计算特点和KNN算法的基本思想,建立了一种单点AQI实时预测器。本文选取北京地区近四年的气象数据和空气质量数据构建样本集进行实验,通过交叉验证法确定了 K的取值,然后使用Storm分布式流数据处理框架对KNN算法进行了分布式拓展,使得预测器能够实时预测下一时间点的AQI。针对数值预报模式预测的AQI准确率较低的问题,本文提出了基于KNN和卡尔曼滤波的组合预测算法KNN-KF。KNN-KF算法首先将KNN算法历史预测的AQI作为卡尔曼滤波的系统状态,使用最小二乘法求解卡尔曼滤波的估计方程和测量方程得到状态向量初值;然后利用卡尔曼滤波算法的递归方程根据过去24小时KNN算法预测值组成的预报因子和实况值求得订正系数;再利用KNN算法根据气象和空气质量数值预报数据得到未来24小时AQI的中间预测值;最后利用订正系数和中间预测值求得订正值。并且本文还将风力因素添加到系统状态、预报因子和订正因子当中,以进一步降低预测误差。最后本文利用Storm将KNN-KF进行分布式拓展,建立了高准确率的多点AQI实时预测器。本文通过实验验证了单点AQI实时预测器和多点AQI实时预测器的准确率和性能,得到了较为理想的实验结果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 ;雾霾,难道吸着吸着就习惯了?[J];计量与测试技术;2020年03期
2 太春宁;范卉;;一种基于回归分析的空气质量指数算法[J];环境与发展;2019年12期
3 樊琳;倪洋;曾强;顾清;;基于五类空气质量指数的天津市环境空气质量评价[J];环境与健康杂志;2018年09期
4 梁晶晶;;环境空气质量指数在应用中存在的问题及建议[J];城市建设理论研究(电子版);2017年11期
5 ;决策者说[J];决策;2017年01期
6 杨云云;罗书华;;环境空气质量指数模型加权分析[J];低碳世界;2017年24期
7 潘本锋;李莉娜;;环境空气质量指数计算方法与分级方案比较[J];中国环境监测;2016年01期
8 张敏艳;;EXCEL在空气质量指数计算及环境空气质量分析中的应用[J];科技传播;2014年16期
9 农林;;东营空气质量指数的相关性分析[J];财经界(学术版);2014年22期
10 闵芳;;如何读懂空气质量指数[J];生命与灾害;2014年11期
11 潘本锋;宫正宇;王帅;郑皓皓;;环境空气质量指数在应用中存在的问题及建议[J];中国环境监测;2015年01期
12 ;言论[J];世界博览;2017年01期
13 藤子;;洛杉矶“战霾记”[J];地球;2017年01期
14 刘效仁;;“烧”出来的东北雾霾还要“烧”多久[J];绿色视野;2016年12期
15 加州魔豆;;鸡蛋妈妈和鸡蛋弟弟[J];家教世界;2017年01期
16 ;因为雾霾里存在硫酸铵才发布红色预警?[J];科学家;2016年18期
17 董文利;;漫画·时评[J];中学政史地(初中适用);2017年03期
18 尹一伊;;北京雾霾成因及对策建议[J];环球市场信息导报;2016年46期
19 京环之声;;蓝、黄、橙、红4个空气污染预警等级,你知道多少?[J];科学大众(小学版);2017年Z2期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑胡飞;曾勇;骆艳娇;杨远涛;张光红;;2015—2017年遵义市汇川空气质量指数变化特征[A];《环境工程》2019年全国学术年会论文集(下册)[C];2019年
2 李明;杨国武;柳戊弼;;武汉市2015-2016年空气质量指数实时变化特征及分析[A];第34届中国气象学会年会 S9 大气成分与天气、气候变化及环境影响论文集[C];2017年
3 罗碧瑜;谢龙生;张晨辉;陈清耀;;基于小波变换和M-K法的梅州市空气质量评价研究[A];第35届中国气象学会年会 S12 大气成分与天气、气候变化与环境影响暨环境气象预报及影响评估[C];2018年
4 高庆先;刘俊蓉;王宁;李文涛;高文康;李亮;苏布达;;2014年APEC期间北京空气质量演变与评估[A];2015年中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2015年
5 高庆先;刘俊蓉;王宁;李文涛;高文康;李亮;苏布达;;2014年APEC期间北京空气质量演变与评估[A];2015年中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2015年
6 韩晋仙;朱笑歌;李建华;;郑州市空气环境质量变化研究[A];2019中国环境科学学会科学技术年会论文集(第一卷)[C];2019年
7 朱补全;张绿华;王雷;宋亚;潘士雄;;嘉善县空气质量指数与气象条件的关系及预测[A];第五届长三角气象科技论坛论文集[C];2008年
8 叶磊;王英利;陈为忠;;长三角城市群空气质量时空演变特征研究[A];2017年中国地理学会经济地理专业委员会学术年会论文摘要集[C];2017年
9 周晓歌;廖迎;;城市旅游需求和空气质量的影响关系——基于大数据的实证研究[A];2019中国旅游科学年会论文集[C];2019年
10 本刊讯;;欧洲多国遭遇强雾霾袭击 伦敦再现雾都景象[A];工业节能与清洁生产2015年5月第2期(总第20期)[C];2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘洪通;一种AQI实时预测模型的研究[D];西北师范大学;2019年
2 李英燕;基于空间统计的空气质量影响因素计量分析与预测[D];长安大学;2019年
3 景若愚;气象因子对西安市雾霾天气的影响研究[D];西安工程大学;2019年
4 张惠程;北京市大气污染对旅游影响及经济核算[D];中国地质大学(北京);2019年
5 颜如玉;上海市空气质量指数及污染源研究[D];上海师范大学;2019年
6 汤泽梅;我国部分城市空气质量指数的聚类、建模及预测研究[D];云南师范大学;2018年
7 文琴;基于集合预报的成都市空气质量指数预测研究[D];成都信息工程大学;2018年
8 李姣;我国空气质量的时空关联测度与分析[D];上海师范大学;2018年
9 芮凯;空气质量指数区间预测模型的研究与应用[D];兰州大学;2018年
10 罗琳;我国31个省会城市空气质量指数的分布特征及其与气象因素的关系[D];重庆医科大学;2017年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 见习记者 林毓美;海口“春节蓝”持续“在线”[N];海口日报;2019年
2 顾庆赟;“三级预警”升级战霾攻略[N];无锡日报;2019年
3 记者 叶浩博 通讯员 郑茹茹;上半年我市空气质量指数优良率达100%[N];丽水日报;2019年
4 本报记者 郑颖;一场“蓝天保卫战”[N];江西日报;2017年
5 记者 林彦恂;汕头空气质量指数全省第五[N];汕头日报;2018年
6 记者 谷尚辉;1月市区空气质量指数优良率全省第一[N];台州日报;2018年
7 尹卫国;“治霾神器”就是变相数据造假[N];光明日报;2016年
8 本报记者 定军;雾霾加重背后:重工业生产加快或为重要原因[N];21世纪经济报道;2016年
9 沈阳日报、沈阳网记者 李海英 通讯员 姚亮;《沈阳市重污染天气应急预案(修订)》摘要[N];沈阳日报;2016年
10 ;上海的“水晶天”会越来越多[N];解放日报;2017年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978