计算机系统应用2024,Vol.33Issue(8) :123-131.DOI:10.15888/j.cnki.csa.009627

融合多源数据的深度学习短时降水预测

Deep Learning for Short-term Precipitation Prediction Integrating Multi-source Data

夏景明 戴如晨 谈玲
计算机系统应用2024,Vol.33Issue(8) :123-131.DOI:10.15888/j.cnki.csa.009627

融合多源数据的深度学习短时降水预测

Deep Learning for Short-term Precipitation Prediction Integrating Multi-source Data

夏景明 1戴如晨 1谈玲2
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作者信息

  • 1. 南京信息工程大学人工智能学院,南京 210044
  • 2. 南京信息工程大学计算机学院,南京 210044
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摘要

针对传统降水预测方法的局限性,提出了一种融合多源数据的深度学习短时降水预测模型MSF-Net.在GPM历史降水数据的基础上融合了ERA5 气象数据、雷达数据和DEM数据.利用气象特征提取模块学习多源数据的气象特征,通过注意力融合预测模块进行特征融合并实现短时降水预测.将MSF-Net的降水预测结果与多种人工智能方法进行对比,实验结果表明,MSF-Net模型的风险评分TS和偏差评分Bias最优,表明其可以在 6h的预测时效内提升数据驱动降水预测的效果.

Abstract

This study proposes a deep learning model for short-term precipitation forecasting,called MSF-Net,to address the limitations of traditional methods.This model integrates multi-source data,including GPM historical precipitation data,ERA5 meteorological data,radar data,and DEM data.A meteorological feature extraction module is employed to learn the meteorological features of the multi-source data.An attention fusion prediction module is used to achieve feature fusion and short-term precipitation forecasting.The precipitation forecasting results of MSF-Net are compared with those of various artificial intelligence methods.Experimental results indicate that MSF-Net achieves optimal threat score(TS)and bias score(Bias).This suggests that it can enhance the effectiveness of data-driven precipitation forecasting within a 6 h prediction horizon.

关键词

深度学习/短时降水预测/注意力机制/数据融合/数据驱动

Key words

deep learning/short-term precipitation prediction/attention mechanism/data fusion/data-driven

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基金项目

国家重点研发计划(2021YFB2901900)

江苏省研究生科研与实践创新计划(SJCX23_0407)

出版年

2024
计算机系统应用
中国科学院软件研究所

计算机系统应用

CSTPCD
影响因子:0.449
ISSN:1003-3254
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