本文主要探讨了一种基于小波分解、遗传算法和最小二乘支持向量机(LSSVM)的GPS可降水量短临预报方法。GPS可降水量的预测对于短期天气预报至关重要,由于其非线性和非平稳性,预测具有挑战性。传统的神经网络方法虽然被广泛应用于此类预测,但存在训练时间长、泛化能力差、易陷入局部最优等问题。
小波分解是一种强大的信号分析工具,能够将复杂的GPS可降水量时间序列分解为低频和高频分量,便于后续处理。通过Mallat提出的快速算法,信号被逐层分解,形成不同分辨率下的近似分量和细节分量,这些分量包含了信号的多尺度信息。
遗传算法(GA)在此过程中用于优化LSSVM的参数,以提升模型的预测性能。LSSVM是支持向量机的一种变体,它利用二次平方损失函数来替代经典的SVM优化问题,从而加速求解过程,同时保持了SVM的优良特性,如鲁棒性和理论完备性。
在预测过程中,首先对GPS可降水量时间序列进行小波分解,然后利用GA优化的LSSVM分别对分解得到的低频和高频分量建立预报模型。通过叠加各分量的预测结果并进行重构,得到最终的降水量预测值。
实验结果表明,这种结合小波分解、GA和LSSVM的方法具有较好的泛化能力,能有效避免神经网络的局部最优问题,从而提高预报的全局精度。与传统的LSSVM和遗传小波神经网络(GA-WNN)相比,该组合模型在GPS可降水量的预测上表现更优。
该研究为GPS可降水量的短临预报提供了一种新的、有效的技术途径,有助于提升天气预报的准确性和及时性,尤其对于应对极端天气事件和灾害预防具有重要的实际意义。此外,这种方法也适用于其他非线性、非平稳时间序列的预测问题,具有一定的通用性。