内容概要:本文介绍了LSTM-VAE(基于长短期记忆网络的变分自编码器)在时间序列数据降维和特征提取中的应用。通过使用MNIST手写数据集作为示例,详细展示了LSTM-VAE的模型架构、训练过程以及降维和重建的效果。文中提供了完整的Python代码实现,基于TensorFlow和Keras框架,代码可以直接运行,并附有详细的注释和环境配置说明。此外,还展示了如何通过可视化手段来评估模型的降维和重建效果。 适合人群:对深度学习有一定了解的研究人员和技术开发者,尤其是关注时间序列数据分析和降维技术的人群。 使用场景及目标:适用于时间序列数据的降维、特征提取、数据压缩、数据可视化以及时间序列的生成和还原任务。目标是帮助读者掌握LSTM-VAE的原理和实现方法,以便应用于实际项目中。 其他说明:本文提供的代码可以在本地环境中复现实验结果,同时也支持用户将自己的数据集替换进来进行测试。
2025-06-22 23:22:32 498KB
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博文:‘平稳AR模型和MA模型的识别与定阶’链接:https://blog.csdn.net/weixin_51423847/article/details/137471578?spm=1001.2014.3001.5501 ①某城市过去63年中每年降雪量数据(题目1数据.txt) ②某地区连续74年的谷物产量(单位:千吨)(题目2数据.txt) ③201个连续的生产记录(题目3数据.txt)
2025-06-21 14:07:37 924B 时间序列分析 AR R语言
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内容概要:本文档详细介绍了基于贝叶斯优化(BO)和最小二乘支持向量机(LSSVM)的多变量时间序列预测项目。项目旨在通过优化LSSVM的超参数,提高多变量时间序列预测的准确性,解决传统模型的非线性问题,并高效处理大规模数据集。文档涵盖了项目的背景、目标、挑战及解决方案、特点与创新,并列举了其在金融市场、气象、交通流量、能源需求、销售、健康数据、工业生产优化和环境污染预测等领域的应用。最后,文档提供了具体的Matlab代码示例,包括数据预处理、贝叶斯优化、LSSVM训练与预测等关键步骤。; 适合人群:具备一定机器学习和时间序列分析基础的研究人员和工程师,特别是对贝叶斯优化和最小二乘支持向量机感兴趣的从业者。; 使用场景及目标:①提高多变量时间序列预测的准确性,解决传统模型的非线性问题;②高效处理大规模数据集,增强模型的泛化能力;③为相关领域提供可操作的预测工具,提高决策质量;④推动机器学习在工业领域的应用,提升研究方法的创新性。; 其他说明:此资源不仅提供了详细的理论背景和技术实现,还附带了完整的Matlab代码示例,便于读者理解和实践。在学习过程中,建议结合实际数据进行实验,以更好地掌握BO-LSSVM模型的应用和优化技巧。
2025-06-17 20:58:00 36KB 贝叶斯优化 LSSVM 时间序列预测 Matlab
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内容概要:本文档详细介绍了基于极限学习机(ELM)结合AdaBoost集成学习的时间序列预测项目实例,涵盖模型描述及示例代码。项目旨在通过结合ELM处理非线性问题的优势和AdaBoost的加权机制,提高时序预测的精度、泛化能力和计算效率。文档解决了时序数据复杂性、过拟合、计算复杂度、缺失数据处理和实时性要求等挑战,提出了高效的集成学习方法、自动加权机制、简便的训练过程、强大的泛化能力、适应性强的模型、可解释性增强和快速响应的实时预测能力等创新点。; 适合人群:从事机器学习、数据挖掘和时序数据分析的研究人员及工程师,特别是对集成学习方法和极限学习机有一定了解的从业者。; 使用场景及目标:①金融市场预测,如股票市场、外汇市场的趋势预测;②气象预测,如气温、降水量、风速等参数预测;③能源消耗预测,优化智能电网和能源管理系统的资源分配;④交通流量预测,确保道路畅通;⑤制造业生产调度,优化生产计划,提高生产效率。; 其他说明:文档提供了详细的Matlab代码示例,包括数据预处理、ELM模型训练、AdaBoost集成训练及预测结果可视化等步骤。通过这些代码,读者可以快速上手并应用于实际项目中。项目不仅提高了时序预测的精度和泛化能力,还在计算效率和实时性方面做出了优化,为相关领域的从业者提供了有力的支持。
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本研究利用Sen+MK方法分析了特定区域内的ET(蒸散发)趋势,重点评估了使用遥感数据的ET空间变化。该方法结合了Sen斜率估算器和Mann-Kendall(MK)检验,为评估长期趋势提供了稳健的框架,同时考虑了时间变化和统计显著性。 主要过程与结果: 1.ET趋势可视化:研究利用ET数据,通过ET-MK和ET趋势图展示了蒸散发在不同区域的空间和时间变化。这些图通过颜色渐变表示不同的ET水平及其趋势。 2.Mann-Kendall检验:应用MK检验来评估ET趋势的统计显著性。检验结果以二元分类图呈现,标明ET变化的显著性,帮助识别出有显著变化的区域。 3.重分类结果:通过重分类处理,将区域根据ET变化的显著性进行分类,从而聚焦于具有显著变化的区域。这一过程确保分析集中在具有实际意义的发现上。 4.最终输出:最终结果以栅格图和png图的形式呈现,支持各种应用,包括政策规划、水资源管理和土地利用变化分析,这些都是基于详细的时空分析。 ------------------------------------------------------------------- 文件夹构造: data文件夹:原始数据,支持分析的基础数据(MOD16A2H ET数据 宁夏部分)。 results文件夹:分析结果与可视化,展示研究成果。 Sen+MK_optimized.py:主分析脚本,适合批量数据处理和自动化分析。 Sen+MK.ipynb:Jupyter Notebook,复现可视化地图。
2025-06-10 20:22:07 19.32MB 遥感数据处理 趋势分析
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内容概要:本文详细介绍了使用Python进行时间序列分析和预测的方法,特别是针对月度NDVI(归一化差异植被指数)数据。首先,文章展示了如何导入必要的库和数据,并对数据进行了初步探索与清洗,包括处理缺失值和将日期列设置为索引。接着,通过可视化手段展示了原始数据的分布情况,并应用季节分解方法分析了数据的趋势、季节性和残差成分。为了检验数据的平稳性,文中使用了ADF(Augmented Dickey-Fuller)测试,并对非平稳数据进行了差分处理。此外,文章还深入探讨了自相关函数(ACF)和偏自相关函数(PACF)图的应用,以帮助选择合适的ARIMA模型参数。最后,文章构建并评估了一个SARIMA模型,用于预测未来三年(2023-2025年)的月度NDVI值,并通过图形展示了预测结果及其置信区间。 适合人群:具备一定Python编程基础的数据分析师、数据科学家以及对时间序列分析感兴趣的科研人员。 使用场景及目标:① 学习如何处理和分析时间序列数据,包括数据预处理、可视化和模型选择;② 掌握ADF测试、ACF/PACF图的解读以及SARIMA模型的构建和评估;③ 实现对未来NDVI值的预测,并理解预测结果的置信区间。 其他说明:本文提供了完整的代码示例,涵盖了从数据加载到模型训练和预测的所有步骤。读者可以通过运行这些代码来加深对时间序列分析的理解,并应用于类似的数据集上。建议读者在实践中逐步调试代码,结合理论知识,以更好地掌握时间序列建模的技术。
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基于时间序列预测的组合模型,CNN-LSTM-Attention、CNN-GRU-Attention的深度学习神经网络的多特征用电负荷预测。 关于模型算法预测值和真实值对比效果如下图所示,同时利用R2、MAPE、RMSE等评价指标进行模型性能评价。 关于数据:利用的是30分钟一采样的电力负荷单特征数据,其中还包含对应的其他影响特征如温度、湿度、电价、等影响影响因素;具体如图详情图中所示。 个人编码习惯很好,基本做到逐行逐句进行注释;项目的文件截图具体如图详情所示。 时间序列预测是一种通过分析历史数据点来预测未来数据点的方法,尤其在电力系统中,准确预测用电负荷对于电力调度和电网管理至关重要。随着深度学习技术的发展,研究者们开始尝试将复杂的神经网络结构应用于时间序列预测,以提升预测的准确度和效率。在本次研究中,提出了一种基于深度学习的组合模型,该模型结合了卷积神经网络(CNN)、长短期记忆网络(LSTM)、门控循环单元(GRU)和注意力机制(Attention),以实现对多特征用电负荷的预测。 CNN是一种深度学习模型,它能够在数据中自动学习到层次化的特征表示,特别适合处理具有空间特征的数据。在电力负荷预测中,CNN能够提取和学习电力数据中的时序特征,例如日周期性和周周期性等。 LSTM是一种特殊的循环神经网络(RNN),它通过引入门机制解决了传统RNN的长期依赖问题,能够有效捕捉时间序列中的长期依赖关系。而GRU作为LSTM的一种变体,它通过减少门的数量来简化模型结构,同样能够学习到时间序列数据中的长期依赖关系,但计算复杂度相对较低。 注意力机制是一种让模型能够聚焦于输入数据中重要部分的技术,它可以使模型在处理序列数据时动态地分配计算资源,提高模型对重要特征的识别能力。 在本研究中,通过结合CNN、LSTM/GRU以及Attention机制,构建了一个强大的组合模型来预测用电负荷。该模型能够利用CNN提取时间序列数据中的特征,通过LSTM/GRU学习长期依赖关系,并通过Attention机制进一步强化对关键信息的捕捉。 在数据方面,研究者使用了30分钟一采样的电力负荷单特征数据,并加入了温度、湿度、电价等多个影响因素,这些都是影响用电负荷的重要因素。通过整合这些多特征数据,模型能够更全面地捕捉影响用电负荷的多维度信息,从而提高预测的准确性。 为了评估模型性能,研究者采用了多种评价指标,包括R2(决定系数)、MAPE(平均绝对百分比误差)和RMSE(均方根误差)。这些指标能够从不同角度反映模型预测值与真实值的接近程度,帮助研究者对模型的性能进行综合评价。 研究者在文章中详细展示了模型算法预测值和真实值的对比效果,并对结果进行了深入分析。此外,项目文件中还有大量代码截图和注释,体现了研究者良好的编程习惯和对项目的认真态度。 本研究提出了一种结合CNN、LSTM/GRU和Attention机制的深度学习组合模型,该模型在多特征用电负荷预测方面展现出较好的性能。通过对历史电力负荷数据及相关影响因素的学习,模型能够准确预测未来用电负荷的变化趋势,对于电力系统的运营和管理具有重要的应用价值。
2025-05-30 13:51:55 425KB 数据仓库
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内容概要:本文档提供了一个完整的LSTM(长短期记忆网络)入门示例,使用Python和PyTorch框架。首先,通过创建一个带噪声的正弦波时间序列数据并进行可视化,然后将其转换为适合LSTM模型训练的序列形式。接着定义了一个简单的LSTM模型,包括一个LSTM层和一个全连接层,用于处理时间序列数据并输出预测值。训练过程中采用均方误差作为损失函数,Adam优化器进行参数更新,并记录训练和测试的损失变化。最后,通过绘制损失曲线以及展示模型在训练集和测试集上的预测效果来评估模型性能。此外,还给出了扩展建议,如调整超参数、使用更复杂的数据集、增加网络深度等。 适合人群:对机器学习有一定了解,特别是对神经网络有初步认识的研发人员或学生。 使用场景及目标:①理解LSTM的基本原理及其在时间序列预测中的应用;②掌握如何使用PyTorch搭建和训练LSTM模型;③学会通过调整超参数等方式优化模型性能。 阅读建议:此资源提供了从数据准备到模型训练、评估的一站式解决方案,建议读者跟随代码逐步操作,在实践中深入理解LSTM的工作机制,并尝试不同的改进方法以提升模型表现。
2025-05-22 09:36:00 16KB Python LSTM PyTorch 时间序列预测
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内容概要:本文介绍了基于卷积长短期记忆神经网络(CNN-LSTM)的时间序列预测模型的设计与实现。该模型融合了CNN强大的特征提取能力和LSTM对于时间序列的预测优势,适用于处理具有时序特性的多维数据。项目通过多种性能评估指标以及用户友好的GUI界面来增强其实用性和准确性。 适用人群:对时间序列预测感兴趣的初学者及有一定深度学习基础的研发人员。 使用场景及目标:主要应用于金融市场预测、销量预测、气象数据分析和生产环境监控等领域,帮助用户理解时间序列的特性,提高模型预测精度。 其他说明:项目实现了完整的模型构建、训练与评估流程,同时也强调了数据预处理的重要性,为后续的研究提供了参考。此外,还提出了几个可能的改进方向,比如引入注意力机制等高级技术以增加模型复杂性和适应性。
2025-05-17 14:12:44 37KB 时间序列预测 深度学习 MATLAB GUI设计
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内容概要:本文档详细介绍了基于MATLAB实现猎食者优化算法(HPO)进行时间序列预测模型的项目。项目背景强调了时间序列数据在多领域的重要性及其预测挑战,指出HPO算法在优化问题中的优势。项目目标在于利用HPO优化时间序列预测模型,提高预测精度、计算效率、模型稳定性和鲁棒性,扩大应用领域的适应性。项目挑战包括处理时间序列数据的复杂性、HPO算法参数设置、计算成本及评估标准多样性。项目创新点在于HPO算法的创新应用、结合传统时间序列模型与HPO算法、高效的计算优化策略和多元化的模型评估。应用领域涵盖金融市场预测、能源管理、气象预测、健康医疗和交通运输管理。项目模型架构包括数据处理、时间序列建模、HPO优化、模型预测和评估与可视化五个模块,并提供了模型描述及代码示例。; 适合人群:对时间序列预测和优化算法有一定了解的研究人员、工程师及数据科学家。; 使用场景及目标:①适用于需要提高时间序列预测精度和效率的场景;②适用于优化传统时间序列模型(如ARIMA、LSTM等)的参数;③适用于探索HPO算法在不同领域的应用潜力。; 其他说明:本项目通过MATLAB实现了HPO算法优化时间序列预测模型,不仅展示了算法的具体实现过程,还提供了详细的代码示例和模型架构,帮助读者更好地理解和应用该技术。
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