科研产出
基于不同ELM的西北旱区参考作物蒸散量模拟模型
《中国农村水利水电 》 2019
摘要：参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)的精准模拟是智慧灌溉、农田水分高效利用及水资源优化调度的重要依据.为有效提高气象资料缺乏情况下对西北旱区ET0的模拟精度,在西北旱区选取4个代表性站点,并以FAO 56 Penman-Monteith(P-M)模型的ET0计算结果为标准值,基于"sin"、"radbas"和"hardlim"3种激活函数构建27种极限学习机模型(extreme learning machine,ELM,分别记为ELM-sini、ELM-radj、ELM-hardk),并将其模拟结果与Hargreaves-Samani(H-S)、Makkink(MK)、Irmark-Allen(I-A)模型进行比较.结果表明:ELM-sin7(输入u2、Tmax和Tmin)的R2和NSE均大于0.96,RMSE小于0.35 mm/d,其GPI排名第4,模型模拟精度较高; ELM-rad5(输入Tmax、Tmin和n)和ELM-sin8(输入Tmax和Tmin)的R2和NSE分别大于0.78和0.76,RMSE小于0.93 mm/d; H-S、MK和I-A模型的R2和NSE分别小于0.77和0.63,RMSE大于1.00 mm/d,可见ELM-rad5和ELM-sin8模型精度明显高于相同输入下的其他物理模型;基于ELM-sin7探究隐含层节点数对模型精度的影响发现隐含层节点数为60~100时模型精度最高;基于ELMsin7模型进行可移植性分析发现,ELM-sin7在西北旱区内各训练站点和模拟站点组合下模拟精度较高.因此,在相同气象因子组合输入下,ELM-sini和ELM-radj模型模拟精度明显高于ELM-hardk,其中ELM-sin7模拟精度较高适用于西北旱区气象因子较少时的ET0模拟;而较传统物理模型,仅有温度和日照时数时ELM-rad5模型在西北旱区适用性更好,仅有温度时ELM-sin8模型在西北旱区适用性更强.
关键词： ET0 ELM 激活函数 隐含层节点数 中国西北旱区
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基于ELM的西北旱区参考作物蒸散量预报模型
《排灌机械工程学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为实现气象资料缺失情况下ET_0的精确预报,选取中国西北旱区4个代表性站点的气象资料,建立15种基于极限学习机(ELM)的ET_0预报模型,并通过与其他ET_0计算模型对比和可移植性分析探究ELM在西北旱区的适用性.结果表明:基于温度和风速的ELM7预报精度较高(整体评价指标GPI排名第4);基于温度和辐射的ELM_5预报精度(GPI排名第6)明显高于Iramk模型和Jensen-Haise模型;仅基于温度的ELM9预报精度(GPI排名第8)高于HargreavesSamani模型.通过模型可移植性分析发现,ELM_7在西北旱区内各训练站点和预测站点组合下预报精度良好.因此,可将ELM_5(输入温度和辐射)、ELM_7(输入温度和风速)和ELM_9(输入温度)作为西北旱区较少气象参数输入情况下精确预报ET_0的推荐模型.
关键词： 中国西北旱区 参考作物蒸散量 预报模型 极限学习机 可移植性
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