基于神经网络的多模式天气集成预报研究

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1、万方数据分类号：TP311密级：(秘密、机密、绝密)学校代码：10057研究生学号：11834012基于神经网络的多模式天气集成预报研究ResearchofMulti-modelIntegrationWeatherForecastbasedonNeuralNetwork专业名称：计算机应用技术指导教师姓名：熊聪聪教授研究生姓名：潘璇申请学位级别：工学硕士论文提交日期：2014年3月论文课题来源：合作项目学位授予单位：天津科技大学万方数据天津科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括

2、任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果内容，也不包括为获得天津科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：洛耀日期：沙【毕年j月l口日知识产权和专利权保护声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师具体指导下并得到相关研究经费支持下完成的，其数据和研究成果归属于导师和作者本人，知识产权单位属天津科技大学；所涉及的创造性发明的专利权及使用权完全归天津科技大学所有。本人保证毕业后，以本论文数据和资料发表论文或使用论文工作成果时署名第一单位仍然为天津科技大学。本人完全意识到

3、本声明的法律后果由本人承担。作者签名：潘确定日期："Lat￥年3月f口日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，同意公布论文的全部或部分内容，允许论文被查阅和借阅。本人授权天津科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密II(请在方框内打“√”)，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于作者签名：导师签名：在方框内打“√”)。El期：p【够年弓月f口日日期：叫睥≥月f1日万方数据摘要天气预报是人们安排出行计划的

4、重要参考依据，也是城市以及乡镇针对恶劣性气候进行防灾减灾的重要保障。随着现代气象科学技术的进步，气象预报在准确性和高效性方面着更为严格的要求，其中集成天气预报技术成为现代天气预报技术研究的重点和热点问题。集成预报是一种用数学模型将多种相互独立的单模式预报产品进行整合与分析，最终得到更为理想、统一的预报结论的技术。目前，关于中短期集成预报的研究还不是很多。本课题的研究目的在于，建立基于人工神经网络的集成预报模型，以此为基础开发多站点精细化天气预报业务软件，提供定点、定时、定量集成预报数据，减小数值模式和预报员主观决策所带来的预报误差。目前，基于人工神经网络的集成预报大多采用BP网络，这

5、种方法存在学习速度较慢、训练过程容易陷于局部最小的问题。所以选取学习速度快、收敛性好、实时性强的径向基神经网络处理集成预报问题作为有着很大的优势。本文采用新的集成预报路线，将低级单模式数值预报作为网络输入层，经过训练的网络输出统一高级集成预报结果，以此为目标来设计集成预报模型。本文主要工作有：首先针对天津观测站点的数值模式预报数据特点，筛选出可靠的集成预报成员，创建精细化气温订正方法来处理错误数据；然后在径向基神经网络的基础上建立了新型气温集成预报模型；同时开发多模式气温集成预报系统，实现天津的232个城市以及乡镇站点的逐六小时、最高温和最低温的客观集成预报业务。系统实现了模式数据的

6、自动集成、手动集成和分类查询等功能。从预报的结果的分析中可以看出，基于径向基神经网络的集成预报方法在预报误差和站点预报准确率上，均好于每个参与集成的单模式预报成员；在算法的执行时间的比较中，神经网络的执行时间比粒子群算法以及遗传算法要快许多。因此，该系统是一款在稳定性、准确率和时间效率上都具备一定的优势的集成预报软件，在气象业务中具有好的应用前景。关键词：集成预报；多模式；神经网络；径向基函数万方数据ABSTRACTWeatherforecastisregardedastheimportantreferenceforpeopletoarrangetheirtravelplan．Iti

7、sthesecurityforcitiesandtownstopreventclimatedisasteraswell．Astheprogressofmodemmeteorologicaltechnology，weatherforecasthasmorestrictrequirementsinhi幽accuracyandtimeliness，integratedwea：therforecasttechnologybecomeafocusinthestudy