基于神经网络的马尾松毛虫精细化预报Matlab建模试验
elman预测matlab实例
elman预测matlab实例
Elman神经网络是一种反馈神经网络,适用于时间序列数据的建模和预测。
在MATLAB中,可以使用神经网络工具箱来实现Elman 神经网络的建模和预测。
下面我将从多个角度来回答这个问题。
首先,我们需要准备时间序列数据,这些数据可以是任何具有时间顺序的数据,比如股票价格、气温变化等。
然后,我们可以使用MATLAB来创建Elman神经网络模型。
在MATLAB中,可以使用命令 `newelm` 来创建一个Elman神经网络对象。
这个函数需要指定网络的输入和输出的大小,以及隐藏层神经元的数量等参数。
接下来,我们需要对数据进行预处理,包括数据归一化、分割训练集和测试集等操作。
然后,我们可以使用 `train` 函数来训练Elman神经网络模型。
这个函数需要输入训练数据和对应的目标输出,以及一些训练参数,比如训练的最大周期数、训练误差等。
训练完成后,我们可以使用训练好的Elman神经网络模型来进行预测。
可以使用 `sim` 函数来对新的输入数据进行预测。
同时,我们可以使用一些评价指标来评估模型的预测性能,比如均方根误差(RMSE)、相关系数等。
此外,在MATLAB中还可以使用一些可视化工具来展示Elman神经网络模型的训练过程和预测结果,比如绘制训练误差曲线、实际值与预测值的对比图等。
总的来说,使用MATLAB实现Elman神经网络的建模和预测涉及到数据准备、模型构建、训练和评估等多个步骤。
通过合理的参数选择和模型调优,可以得到准确的预测结果。
希望这个回答能够帮助你理解如何在MATLAB中实现Elman神经网络的预测。
基于混沌理论的马尾松毛虫有虫面积BP神经网络预测
时, 预测 未参与 建模 的 20 09年越冬代、00年 第 1代马尾松 毛 虫有 虫面积 的平均相 对误差 为 21
1 5 2. 0% 。
卵期气温对马尾松毛虫发生量影响神经网络的分析
nong ye qixiang摘要:基于神经网络非线性数据实证分析表明,马尾松毛虫发生面积(hm 2)与上一代防治面积(hm 2)、上一代防治效果(虫口减退比率)、卵期极低气温(℃)、卵期平均气温(℃)、卵期积温(日度)具有高度非线性相关性,并可以作为马尾松毛虫预测预报非线性建模因子之一,进行马尾松毛虫灾害预测预报。
关键词:马尾松毛虫;卵期;气温;神经网络;非线性中图分类号:S763文献标识码:ADOI 编号:10.14025/ki.jlny.2019.11.068吕松林(潜山市国有天柱山林场,安徽潜山246300)马尾松毛虫(Dendrolimus punctatus Walker )是我国主要森林害虫之一,开展气温对马尾松毛虫发生量的影响的研究,可以探索建立更加精准的预测预报模型,选择防治关键期,为防治提供科学依据。
1数据来源本研究的马尾松毛虫发生防治数据来源于1983年~2014年安徽省潜山市历年监测数据,气象数据来源于国家气象信息中心《中国地面国际交换站气候资料日值数据》,数据如表1所示。
用于本研究的数据包括发生面积(hm 2)、上一代防治面积(hm 2)、上一代防治效果(虫口减退比率)、卵期极低气温(℃)、卵期平均气温(℃)、卵期积温(10℃以上日度)。
由于潜山马尾松毛虫以幼虫越冬,第二代与翌年越冬代属于同一世代,因此将第二代与越冬代数据合并。
同时,为了便于分析,将第一代数据与第二代数据分开,左侧为第一代数据,右侧为第二代数据。
2数据分析2.1分析工具本研究采用EXCEL2016进行线性相关性分析,采用美国MathWorks 公司出品的商业数学软件MATLAB R2016a 进行非线性数据分析。
2.2线性分析对表1所示数据,使用EXCEL2016进行线性相关性分析,结果如表2所示。
表2数据表明,发生面积(hm 2)与上一代防治面积(hm 2)、上一代防治效果(虫口减退比率)、卵期极低气温(℃)、卵期平均气温(℃)、卵期积温(10℃以上日度)等因子线性相关性太低,进行进一步线性分析和线性拟合意义不大,不具备线性建模分析基本条件。
马尾松毛虫发生量预测预报方法的研究
马尾松毛虫发生量预测预报方法的研究
孙薇
【期刊名称】《浙江林业科技》
【年(卷),期】1998(018)005
【摘要】应用临海市历年松毛虫发生量及有关气象资料,分别将越冬后恢复取食期和第1代松毛虫幼虫的发生量作为预报量,根据“相关系数法”筛选出预报因子后,采用“多因子简化综合相关法”和“模糊列联表法”进行预报。
经回归检验,其预测值与实测值的吻合程度较高,具有较好的应用价值。
【总页数】6页(P44-49)
【作者】孙薇
【作者单位】浙江省临海市森防站;浙江省临海市森防站
【正文语种】中文
【中图分类】S763.712.4
【相关文献】
1.基于响应面方法的马尾松毛虫发生量混沌特性检测及其预测 [J], 陈绘画;王坚娅;徐志宏
2.马尾松毛虫期距预测预报、回归预测预报研究 [J], 丘国文
3.快速预测马尾松毛虫越冬代幼虫发生量方法的研究 [J], 罗永松
4.基于预测克立格方法的马尾松毛虫空间发生量预报 [J], 陈绘画;崔相富;张建薇
5.二种随机过程预测方法应用——马尾松毛虫发生量预测 [J], 甄茂清
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基于粒子群优化神经网络混合模型预测马尾松毛虫发生量
第36卷第11期东北林业大学学报V o.l36N o.11 2008年11月J OURNA L O F NORTHEA ST FORESTRY UN I VER SI TY N ov.2008基于粒子群优化神经网络混合模型预测马尾松毛虫发生量1)陈绘画崔相富杨胜利(浙江省仙居县林业局,仙居,317300)摘要针对BP网络具有局部精确搜索但易陷入局部极小、粒子群算法具有全局寻优的特点,将二者结合起来形成一种训练神经网络的新算法)))PS O-BP算法。
根据相关系数法、均生函数法及逐步回归法分别选取与马尾松毛虫有虫面积、虫口密度、有虫株率相关关系密切的气象因子和延拓均生函数序列作为样本的输入特征,分别建立马尾松毛虫有虫面积、虫口密度、有虫株率与气象因子和延拓均生函数序列的PS O-BP混合模型。
结果表明:建立的各PSO-BP混合模型,具有令人满意的拟合精度和预测精度。
当隐含层神经元个数为13个,预报因子数为6个时,3组预留有虫面积的平均预测误差为4.01%;虫口密度PS O-BP混合模型的隐层神经元个数为9个,预报因子数为4个时,预留样本的平均预测误差为3.32%;有虫株率PS O-BP混合模型的隐层神经元个数为9个,预报因子数为4个时,预留样本的平均预测误差为2.83%。
上述3个指标的预测准确率均为100%。
关键词马尾松毛虫;粒子群神经网络;发生量;预测预报;PSO-BP混合模型分类号T P183O ccurren ce Forecasti n g of Dendroli m us pun ct a t u s Based on the N eu ral Network M i xed M odel of Par ticle Swar mO p ti m i zation/Chen H uihua,CuiX iangfu,Y ang Sheng li(the F orestry Bureau o fX ian j u County,Z he jiang P rov i nce,X i an-j u317300,P.R.Ch i na)//Journal o fN o rt heast F orestry U niversity.-2008,36(11).-88~91PSO-BP al gor it h m,a ne w neural net work algo rit h m,was established by co mb i ni ng BP net w ork,which i s characterized by loca l accuracy search but easil y trappi ng i n l ocal m i nm i u m,w ith Parti cle Swar m Optm i izati on(PSO)w it h g l oba l optm i izati on.A ccord i ng t o re l ated coefficien,t m ean-generati ng function and step w i se reg ressi on methods,meteoro l og i cal factors correspondingto area o f i nfested wood,populati on densit y and the attacki ng rate o f D endroli m us punctat us W a l ker,and conti nuati on-mean-gen-erati ng f uncti on sequence w ere selected as t he character of m i po rted samples to establi sh t he PS O-BP m i xed mode.l R es u ltssho wed that t he established PS O-BP m ixed models had sati sfactory fi tti ng accuracy and f orecasting prec i si on.Under t he cond itiono f t he hi dden neurons i n nu mber13and f orecasting fact o rs i n nu mber6,t he average forecasti ng error o f3g roups of reserved are-a of i nfested wood was4.01%.In contras,t if h i dden neurons i n nu mber9and f orecasti ng factors i n nu mber4under t he PS O-BP m i xedm odel of popu l ati on densit y and t he attacki ng rate,the average f orecasti ng error o f reserved sa mples w ere3.32%and2.83%,respecti ve l y.The forecasti ng accuracy of the above t hree i ndexes w ere100%.K ey word s D endro li mus punctat us;P arti c le s w ar m neura l net wo rk;O ccurrence quantit y;P red i ction;PS O-BPm ixed model林业有害生物预测预报是预防林业有害生物发生的极其重要的组成部分,是开展科学防灾救灾的基础。
基于ARIMA和DSVM组合模型的松毛虫发生面积预测
摘 要 :提 出一种基于 A / A 和动态 £ RM 支持 向量机(D V ) s S M 的组合预测模 型( RMA . A I 廿D V , S M) 预测松毛虫
发生面积.先采用 ARMA模型进行时 间序列线性趋势建模 ,为非线性部分确定输入阶数 ,根据确定 的输入阶数 I 进行 时间序列样本重构 , 再采用 s V 模型进行 时间序列非线性特征建模 , . M DS 将这两模型预测值相加得到组合模 型预测值.对辽宁省朝阳市松毛虫时间序列进行仿 真试验 ,结果表明 ,ARMA DS I VM 模型预测精确度 比单一 模型 AR MA 和 S I VM 及简单组合模型 A I .V 要高 ,AR MA DS M 模 型大 幅度改善预测效果 ,显著地 R MA S M I V
ARI A nd d na i VM o l M a y m cS m de
XI ANG a g s e g , HOU . i g Wu i a Ch n —h n a Z Zi n b y L. b n
,
( .olg f r n S i c n eh oo y b C l g f e o re n n i n n, AU C a g h 4 0 2 , a l eo i t c n ea d T c n lg ; . ol eo s uc s dE vr me tHN , h n s a 1 1 8 C e O e e e R a o
d a i h r ce it so n r l sp n t ts o c re c . n y m c c a a trs c fDe d oi i mu u ca u c u r n e ARI A o e su e o c pu et el e rf au eo M m dl wa s d t a t r i a e tr f h n t e t es re n ・ VM d l o f e n n i e rc mp n n f h me s re b an t e e s mb e f r c s n h m ei sa d£ DS i mo e tt o l a o o e t et ei st o t i n e l o e a t g ti h n o t i o h i r s l b d ig ARI A - VM . h r d c in p r o ma c so emeh d wa se yDe d o mu n t t s eut ya dn M t e DS o T ep e it e f r n e ft t o s e t db n r f s o h t i pu c au
基于Bayes判别法的马尾松毛虫一代二代幼虫发生期的预报
基于Bayes判别法的马尾松毛虫一代二代幼虫发生期的预报
马尾松毛虫是一种危害林木和果树的害虫,其一代幼虫主要危害松树、柏树等针叶树木,二代幼虫则主要危害果树和阔叶树。
对马尾松毛虫的发生期进行准确的预报,对于果
树和森林资源的保护具有重要意义。
传统的预报方法主要采用气象条件和虫情调查相结合的方式,但这种方法受到气象条
件和调查方法的限制,往往难以准确地预报马尾松毛虫的发生期。
而基于Bayes判别法的
预报方法,可以通过建立数学模型,利用历史数据和统计分析来进行推断,从而实现对马
尾松毛虫发生期的精准预报。
在建立模型的过程中,我们需要考虑到马尾松毛虫一代幼虫和二代幼虫的不同特性和
生态习性,分别建立相应的模型。
一代幼虫主要危害松树等针叶树木,其发生期受到温度、湿度等气象条件的影响;而二代幼虫则主要危害果树和阔叶树,其发生期则可能受到不同
的气象条件的影响。
通过建立一代和二代幼虫的条件概率模型,我们可以对马尾松毛虫的发生期进行精确
的预报。
当天气条件符合一定的模型条件时,我们可以通过模型进行概率推断,从而预测
马尾松毛虫的发生期。
我们还可以利用实时的气象数据和虫情调查结果,不断更新模型,
提高预测的准确性。
通过基于Bayes判别法的预报方法,可以实现对马尾松毛虫发生期的精准预报,为果
树种植者和森林资源管理者提供重要的决策支持。
这也为其他害虫的预报和防治提供了新
的方法和思路,拓展了害虫防治领域的研究和应用。
希望通过不断的研究和实践,可以进
一步完善基于Bayes判别法的马尾松毛虫发生期预报方法,为保护果树和森林资源作出更
大的贡献。
马尾松毛虫灾情指数的方差分析周期外推预报
马尾松毛虫灾情指数的方差分析周期外推预报马尾松毛虫是一种对马尾松等松树造成较大危害的害虫,其孳生期一般较为集中,一旦发生危害,往往对松树造成严重的破坏,因而对其灾情进行周期预测和外推预报显得尤为重要。
本文将通过方差分析的方法,对马尾松毛虫灾情指数的周期外推预报进行分析和讨论。
一、马尾松毛虫灾情指数的概述马尾松毛虫的危害主要是对松树的嫩叶进行食害,特别是在毛虫孵化和发育过程中,其对松树的危害更为明显。
灾情指数的预测主要包括孵化期和发育期两个方面。
通过对这两个时期的灾情指数进行预测和外推预报,可以为松树的有效防治提供重要的参考依据。
二、马尾松毛虫灾情指数的方差分析方差分析是一种常用的统计方法,通过对一组数据的方差进行分析,可以得到不同因素对数据的影响程度,从而进行预测和外推预报。
对于马尾松毛虫灾情指数的方差分析,可以通过以下步骤进行:1. 数据采集:首先需要对不同地区和不同季节的马尾松毛虫灾情指数进行数据采集,包括孵化期和发育期的灾情指数。
这些数据可以从专业机构或者相关研究单位进行采集,也可以通过现场调查和实地观察进行获取。
2. 数据分组:将采集到的数据按照地区和季节进行分组,可以得到不同地区和不同季节的马尾松毛虫灾情指数的平均值和方差。
1. 建立预测模型:通过对方差分析结果的分析,可以建立灾情指数的预测模型,包括孵化期和发育期的预测模型。
这些模型可以通过相关的数学方法和统计方法进行建立,可以是线性模型、非线性模型或者其他适合的模型。
2. 数据拟合:通过对历史数据的拟合,可以验证建立的预测模型的准确性和可靠性,从而为模型的预测提供依据。
3. 预测模型的应用:通过建立的预测模型,可以对未来的马尾松毛虫灾情指数进行预测和外推预报,可以得到不同地区和不同季节的孵化期和发育期的灾情指数。
四、结论与展望通过方差分析的方法,可以对马尾松毛虫灾情指数进行周期外推预报,从而为松树的防治提供有效的预测和预警依据。
但是需要注意的是,预测模型的建立和预测结果的应用都需要充分考虑数据的准确性和可靠性,同时还需要对模型进行不断的更新和改进,以提高预测的准确性和可靠性。
马尾松毛虫2~3龄高峰期预报神经网络建模试验-精品文档资料
马尾松毛虫2~3龄高峰期预报神经网络建模试验基金项目:林业公益性行?I科研项目“全国林业生物灾害精细化预报及管理基础应用研究”(201404410)1 数据来源与预处理马尾松毛虫(Dendrolimus punctatus Walker)发生期数据来源于历年监测数据,气象数据来源于国家气候中心,为便于建模分析,将发生期数据的日期格式(年/月/日)转换成日历天。
由于马尾松毛虫最佳防治时期为2~3龄幼虫期,将2~3龄幼虫高峰期作为预报因变量(目标变量Targets),气象数据作为自变量(输入变量Input)。
此外,大观区属于2~3代马尾松毛虫发生区,以幼虫越冬,为了体现马尾松毛虫发生发展时间上的完整性,在数据处理时,将越冬代数据与上一年第二代数据合并,这样,就在时间上保持了一个马尾松毛虫世代的完整性,更便于建模和预测。
转换成日历天的2~3龄幼虫高峰期数据如表1所示。
2 输入变量的筛选将表1数据与相应的气象数据合并,采用Excel2016对进行相关性分析,通过相关性分析,第一代2~3龄幼虫高峰期与第1、2龄平均气温,第1、2龄积温(日度),第1、2龄极低气温,卵期极低气温相关性较高;第二代2~3龄幼虫高峰期与成虫始见期,卵期平均气温,卵期积温(日度),第1、2龄极低气温相关性较高[1-9]。
3 建模试验工具选择选择Matlab2016a中神经网络工具Neural Net Fitting进行建模试验。
4 第一代2~3龄幼虫高峰期建模试验将第一代2~3龄幼虫高峰期数据(目标变量Targets)命名为变量t1y,将自变量(输入变量Input)第1、2龄平均气温,第1、2龄积温(日度),第1、2龄极低气温,卵期极低气温命名为t1x,选择合适的网络训练参数,进行神经网络训练。
网络训练如图1:训练结果,训练样本、验证样本、测试样本的R值分别为0.875337、1和1。
误差直方图如图2,训练样本、验证样本、测试样本、所有数据回归图如图3:5 第二代发生量建模试验将第二代2~3龄幼虫高峰期数据(目标变量Targets)变量命名为t2y,将自变量(输入变量Input)成虫始见期,卵期平均气温,卵期积温(日度),第1、2龄极低气温命名为t2x,选择合适的网络训练参数,进行神经网络训练。
马尾松毛虫灾情指数的方差分析周期外推预报
马尾松毛虫灾情指数的方差分析周期外推预报马尾松毛虫是一种常见的松树害虫,其幼虫喜食松针,严重危害松树林。
为了预防马尾松毛虫灾情,许多地方开展了马尾松毛虫灾情指数的监测和预报工作。
灾情指数的预报对于树木保护和森林资源的可持续利用具有重要意义。
本文研究了马尾松毛虫灾情指数的方差分析周期外推预报方法。
方差分析是一种统计方法,用于判断因素是否对指标的变化有显著影响。
对于马尾松毛虫灾情指数,我们可以采用方差分析的方法,分析各因素对于灾情指数的影响程度。
通过方差分析,我们可以得到各因素的主效应和交互效应,从而了解各因素对于灾情指数的影响程度。
这些主效应和交互效应可以用来建立预测模型,从而对未来的灾情指数进行预测。
为了提高预测精度,我们可以采用周期外推的方法。
周期外推是一种时间序列分析的方法,用于根据历史数据预测未来趋势。
具体来说,我们可以将历史数据分为两个部分,一部分用于建立预测模型,另一部分用于测试和验证模型的准确性。
然后,我们可以用这个模型来预测未来的灾情指数。
为了进行方差分析周期外推预测,我们需要以下步骤:第一步,收集历史数据。
我们需要收集足够长的历史数据,以便分析各因素对于灾情指数的影响。
同时,我们需要确定周期的长度,以便进行周期外推预测。
第三步,建立预测模型。
我们需要根据得到的主效应和交互效应建立预测模型。
这个模型可以用来预测未来的灾情指数。
第五步,分析预测误差。
我们需要分析预测误差,以确定预测模型的准确性。
如果预测误差较大,我们需要对模型进行调整,以提高预测精度。
总之,方差分析周期外推预测是一种有效的预测方法,可以帮助我们预测未来的马尾松毛虫灾情指数。
通过该方法,我们可以及时采取有效的措施,保护松树林和森林资源。
基于遗传神经网络混合模型预测马尾松毛虫发生量的研究
oiee od t ou tn esyad e tci to Dnriupatu w e,n nnao-eng e tguco (ec w fn sdwo,h ppli ni t t k g a e om s uct kr ad otutnma- nri f tn eune 书 ft e ao d t n h aa n re f d l as c i i e a n n i sI
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wi n e h h t 4 u d rteGA- mie m d lfr山ep p lt n d n i n teatc igrt.te aea efrc tn lo f 3 g u so sre a lsw r BP xd e e 0 o uai e st ad h t kn ae h vrg oeaig eT ro r p fr ev smpe ee o y a s o e d
a crc n oe at g pe iin.U d rtecn io fte n mb ro id n n u ̄ swa 3a dten mb ro oe atn atr g6,tea ea e c uay a d frcsi rcs n o n e h o dt no h u e fhd e e ln s 1 u e ffrcsigfcoswa h v rg i n h
see a t p t acrteal e lB id oe. e l s w at tl eG -P i o lh tfty t ecd sh i o dhrts t i t A P x dsRst h e t t esbs d AB mx md sasi crf遗 lt em r c ae sbsh G . m em l us od l eai e o h 】h h d e e das o t a i
生物灾害精细化预报算法试验研究
生物灾害精细化预报算法试验研究摘要精细化预报建模,除了“精”“细”之外,还要注重“简”的精细化预报基本要求,只有这样的算法模型,才能“化繁为简”,才能在生产实践中得到广泛应用。
因此,算法与模型的的选择,应该按照“精”“细”“简”要求,应用最新数学、系统学成果和分析仿真工具,采用多种方式进行试验比较,选择合适的算法。
就本次算法试验而言,对于潜山县马尾松毛虫精细化预报,采用多层感知器建立马尾松毛虫预报模型较好。
关键词生物灾害;马尾松毛虫;回归神经网络算法;安徽潜山中图分类号S763.7 文献标识码 A 文章编号1007-5739(2015)18-0171-011 数据来源马尾松毛虫发生量、发生期数据来源于潜山县监测数据,气象数据来源于国家气候中心。
试验所用软件为:IBM SPSS Statistics 22,Microsoft Office Excel 2007。
2 数据预处理为了体现马尾松毛虫发生发展时间上的完整性,在数据处理时,将越冬代数据与上一年第2代数据合并,这样就在时间上保持了一个马尾松毛虫世代的完整性,以便于建模和预测。
2.1 发生量数据处理对潜山县1983―2014年原始监测数据预处理时,按照“轻”“中”“重”3个强度等级,分类按世代逐年汇总。
2.2 发生期数据处理在对潜山县1983―2014年原始发生期监测数据按世代逐年汇总,然后将日期数据转换成日历天,使之数量化,以便于建模分析。
2.3 气象数据处理根据《松毛虫综合管理》《中国松毛虫》等学术资料以及近年来有关马尾松毛虫监测预报的学术论文[1-2],初步选择与松毛虫的发生量、发生期有一定相关性的气象因子,然后按照精细化管理的“精”“细”“简”相关要求,选择对当前马尾松毛虫防治实践有着较高指导意义的发生面积和幼虫高峰期作为预报因子,采用SPSS进行偏相关性的分析,再次排除相关性较低因子变量,并排除世代降雨量、幼虫期降雨量、幼虫期极低气温、幼虫期平均气温、幼虫期积温等过时的数据,以减少过多相关性较低变量对于建模试验的干扰。
马尾松毛虫灾情指数的方差分析周期外推预报
马尾松毛虫灾情指数的方差分析周期外推预报马尾松毛虫是一种常见的食叶害虫,其幼虫在松树上大量繁殖,容易对松树造成严重危害。
随着气候变化和人类活动的影响,马尾松毛虫灾情呈现出一定的周期性变化。
为了更好地了解和预测马尾松毛虫的灾情,我们可以利用方差分析模型进行周期外推预报。
一、数据收集和整理为了开展马尾松毛虫的方差分析周期外推预报,我们首先需要搜集一定时期内的马尾松毛虫的灾情数据。
一般可以从林业部门、科研机构或相关学术期刊中获取相关数据。
在数据收集过程中,需要严格筛选和整理数据,确保数据的质量和真实性。
我们需要搜集马尾松毛虫的数量、分布、季节变化等相关数据,并建立相关的数据库。
二、方差分析模型建立通过方差分析模型,我们可以对马尾松毛虫的灾情进行周期外推预报。
方差分析是一种常用的数据分析方法,通过对组间、组内方差的分析,可以评估组别之间的差异性,并进行预测。
针对马尾松毛虫的灾情数据,我们可以建立相应的方差分析模型,以探究其周期性变化规律。
三、周期外推预报在建立好方差分析模型之后,我们可以利用该模型进行周期外推预报。
通过对历史数据的分析和建模,我们可以得到马尾松毛虫灾情的周期性变化规律,并进行周期外推预报。
在周期外推预报过程中,需要对预测结果进行合理性检验,以确保预测结果的可靠性和准确性。
四、预测结果的解读和应用周期外推预报的结果可以为林业部门、相关科研机构和社会公众提供相关的预警和参考。
通过对马尾松毛虫的灾情进行周期外推预报,我们可以更好地了解其灾情变化趋势,并及时采取相应的防治措施。
预测结果的解读和应用需要结合实际情况,针对性地制定相应的防治策略,提高防治效果和减少损失。
通过方差分析周期外推预报马尾松毛虫的灾情,有助于更好地了解其灾情变化规律,提高预测准确性,为防治工作提供科学依据。
希望相关部门和研究机构能够重视该工作,加强数据搜集和研究,提高防治水平,保护松树资源,维护生态平衡。
马尾松毛虫精细化预报回归建模试验研究
1数据来源马尾松毛虫发生量、发生期数据来源于潜山县监测数据,气象数据来源于国家气候中心。
所用软件为IBM SPSS Statistics 22,Microsoft Office Excel 2007。
2发生面积回归建模试验2.1第1代发生面积多次回归试验比较,保留第1、2龄极低气温、卵期极低气温、上一代防治效果、上一代防治面积4个变量,进行新的回归建模试验,结果见表1、2。
可以看出,模型显著性概率为0.036,小于0.05,拒绝回归系数都为0的原假设,回归模型为:第1代发生面积=18563.523-0.170×上一代发生面积+3223.329×上一代防治效果+305.634×卵期极低气温-1197.311×第1、2龄极低气温。
2.2第2代发生面积采取同样的方法,采用Excel 对第1、2龄极低气温、上一代防治面积进行回归建模试验,试验结果接近显著性要摘要通过线性回归、曲线回归、非线性回归、Logistics 回归等回归多次建模试验的比较,建立了显著性较高的马尾松毛虫发生量和幼虫高峰期线性预报模型。
关键词马尾松毛虫;精细化预报;回归建模试验中图分类号S763.7文献标识码A 文章编号1007-5739(2015)18-0172-01马尾松毛虫精细化预报回归建模试验研究汪全兵陈南松张国庆*(安徽省潜山县林业局,安徽潜山246300)基金项目林业公益性行业科研项目“全国林业生物灾害精细化预报及管理基础应用研究”(201404410)。
作者简介汪全兵(1975-),男,安徽潜山人,工程师,从事林业技术推广研究工作。
*通讯作者收稿日期2015-06-29模型平方和自由度均方F 显著性1回归128282368.0714********.018 3.0470.036b残差263102323.0172510524092.921总计391384691.08829表1第1代发生面积ANOVA a注:a 为因变量,指发生面积合计;b 为预测变量(常量),包括第1、2龄极低气温、上一代防治效果、上一代防治面积、卵期极低气温。
基于机器学习的马尾松毛虫发生面积预测模型
基于机器学习的马尾松毛虫发生面积预测模型庞永华;冀小菊【摘要】为了提高马尾松毛虫预测预报的准确性,分别采用随机森林、支持向量机和深度学习3种机器学习模型,应用气象因子预测马尾松毛虫发生面积,并将模型预测结果与实际发生面积进行比较.结果表明:3个机器学习模型的拟合效果均优于多元线性模型,其中深度学习对马尾松毛虫发生面积的预测最为稳健,拟合决定系数(R2)和预测准确率(PA)最高(R2=0.9901,PA=99.27%),均方根误差(RSME)最低(RSME=0.1711);支持向量机模型预测效果也较好(R2=0.9617,RSME=0.3275,PA=92.13%).深度学习可用于马尾松毛虫发生面积与气象因子非线性模型的构建.【期刊名称】《江西农业学报》【年(卷),期】2019(031)005【总页数】4页(P55-58)【关键词】马尾松毛虫;深度学习;支持向量机;随机森林;多元线性回归;模型预测【作者】庞永华;冀小菊【作者单位】河南省上蔡县森林病虫害防治检疫站,河南上蔡 463800;河南省上蔡县林业技术推广站,河南上蔡 463800【正文语种】中文【中图分类】S763.3马尾松毛虫(Dendrolimus punctatus)属鳞翅目(Lepidoptera)、枯叶蛾科(Lasiocampidae),为我国南方18个省区的重要害虫,主要危害马尾松,是我国常发性森林害虫[1]。
该害以幼虫取食松针,暴发成灾时,数日内可将大面积连片的松林针叶吃光,远看焦黄、发黑,如同火烧一样,严重影响树木生长,造成松树枯死[2]。
因此,加强马尾松毛虫发生趋势预测预报研究,在其大发生之前进行控制,可以把对松林的危害损失降低到最小程度。
马尾松毛虫的发生及其种群数量变化与气象因子和林分结构有关[2-4],若不考虑林分因素,马尾松毛虫的发生量和发生面积主要与气象因子有关。
为此,很多学者利用气象因子,通过线性回归[5]、判别分析[6]、马尔科夫链[7]等方法对马尾松毛虫的发生量和发生面积进行了预测,这些方法多属于线性预测方法,实际上害虫的发生与气象因子的关系为复杂的非线性关系[8,9],故探讨预测精度更高的非线性预测方法非常重要。
马尾松毛虫2~3龄高峰期预报神经网络建模试验
马尾松毛虫2~3龄高峰期预报神经网络建模试验
丁邦达
【期刊名称】《吉林农业》
【年(卷),期】2018(000)014
【摘要】根据安徽省安庆市大观区马尾松毛虫监测数据,通过神经网络模型建模进行试验,结果表明,选择合适的神经网络模型和训练参数,其预测精度完全可以满足生产预报要求.
【总页数】3页(P99-101)
【作者】丁邦达
【作者单位】安庆市大观区十里铺乡林业站,安徽安庆246000
【正文语种】中文
【中图分类】S763.3;S763.7
【相关文献】
1.马尾松毛虫精细化预报建模变量筛选研究 [J], 朱汪兴
2.马尾松毛虫精细化预报径向基函数建模试验研究 [J], 熊端元;朱汪兴;张国庆
3.马尾松毛虫精细化预报多层感知器建模试验研究 [J], 贺刚;操丙周;张国庆
4.马尾松毛虫精细化预报回归建模试验研究 [J], 汪全兵;陈南松;张国庆
5.基于神经网络的马尾松毛虫发生量Matlab建模研究 [J], 张正常
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基于神经网络的马尾松毛虫精细化预报Matlab建模试验
基于神经网络的马尾松毛虫精细化预报Matlab建模试验张国庆(安徽省潜山县林业局)1.数据来源马尾松毛虫发生量、发生期数据来源于潜山县监测数据,气象数据来源于国家气候中心。
2.数据预处理为了体现马尾松毛虫发生发展时间上的完整性,在数据处理时,将越冬代数据与上一年第二代数据合并,这样,就在时间上保持了一个马尾松毛虫世代的完整性,更便于建模和预测。
(1)气象数据处理根据《松毛虫综合管理》、《中国松毛虫》等学术资料以及近年来有关马尾松毛虫监测预报学术论文,初步选择与松毛虫发生量、发生期有一定相关性气象因子,包括卵期极低气温,卵期平均气温,卵期积温(日度),卵期降雨量,第1、2龄极低气温,第1、2龄平均气温,第1、2龄积温(日度),第12龄降雨量,幼虫期极低气温,幼虫期平均气温,幼虫期积温(日度),幼虫期降雨量,世代极低气温,世代平均气温,世代积温(日度),世代降雨量共16个变量。
将来自于国家气候中心的气象原始数据,按年度分世代转换成上述16个变量数据系列。
(2)发生量数据处理为了在建模时分析发生强度,在对潜山县1983~2014年原始监测数据预处理时,按照“轻”、“中”、“重”3个强度等级,分类按世代逐年汇总。
(3)发生期数据处理首先对潜山县1983~2014年原始发生期监测数据按世代逐年汇总,然后日期数据转换成日历天,使之数量化,以便于建模分析。
3.因子变量选择通过相关性分析和建模试验比较,第一代发生量因子变量选择第1、2龄极低气温,卵期极低气温,上一代防治效果,上一代防治面积;第二代发生量因子变量选择第1、2龄极低气温,卵期极低气温,上一代防治效果,上一代防治面积,第1、2龄降雨量,卵期降雨量;第一代幼虫高峰期因子变量选择第1、2龄平均气温,第1、2龄积温(日度),第1、2龄极低气温,卵期极低气温;第二代幼虫高峰期因子变量选择成虫始见期,卵期平均气温,卵期积温(日度),第1、2龄极低气温。
将第一代发生量变量命名为s1y,因变量命名为s1x;第二代发生量变量命名为s2y,因变量命名为s2x;第一代幼虫高峰期变量命名为t1y,因变量命名为t1x;第二代幼虫高峰期变量命名为t2y,因变量命名为t2x。
如何使用Matlab进行神经生物学建模与仿真
如何使用Matlab进行神经生物学建模与仿真近年来,神经科学研究成为一个热门的领域,人们对神经系统的工作机制和功能的理解不断深入。
为了探索神经系统的复杂性并获得更多关于其功能的见解,建模和仿真成为一种有力的方法。
Matlab作为一种功能强大的计算软件,为神经科学家们提供了一个极好的工具,用于进行神经生物学建模和仿真的研究。
本文将详细介绍如何使用Matlab进行神经生物学建模与仿真。
1. Matlab的基本概述Matlab是一种被广泛使用的科学计算软件,其功能强大且易于使用。
它提供了丰富的数学工具箱和函数,可用于处理和分析数据、绘制图形以及进行模拟和建模。
在神经科学中,Matlab被广泛应用于神经网络和神经元模型的构建、仿真和分析。
2. 建立神经元模型在神经生物学建模中,最基础的部分就是构建神经元模型。
在Matlab中,可以使用适当的数学等式和函数来描述神经元的活动。
例如,Hodgkin-Huxley模型是描述神经元动作电位的经典模型之一。
通过将模型的微分方程转化为Matlab代码,可以实现该模型的仿真。
除了经典模型之外,还可以根据实际需求构建自定义的神经元模型。
Matlab提供了矩阵运算和向量操作的功能,这为构建和修改神经元模型提供了便利。
例如,可以通过矩阵运算来模拟神经元之间的突触传递。
3. 网络建模与仿真神经网络是神经生物学中一个重要的研究对象,它由大量的神经元相互连接而成。
在Matlab中,可以使用网络工具箱来构建和模拟神经网络。
网络工具箱提供了一系列用于定义、训练和仿真神经网络的函数和工具。
网络工具箱包括了常见的网络类型,如前馈网络、循环神经网络和卷积神经网络等。
神经网络的构建和仿真过程中,可以使用Matlab提供的函数来设置网络的结构、连接权重和激活函数等。
通过对输入数据的模拟,可以观察网络的输出,并对网络进行调整和优化。
4. 数据分析与可视化神经生物学研究的一个重要任务是分析和可视化数据。
应用人工神经网络预测马尾松毛虫的有虫面积
应用人工神经网络预测马尾松毛虫的有虫面积
朱寿燕;陈绘画;崔相富
【期刊名称】《中国农业气象》
【年(卷),期】2004(025)001
【摘要】运用人工神经网络的原理和方法,选取与马尾松毛虫发生量相关关系密切的8个气象因子作为样本的输入特征,建立马尾松毛虫有虫面积与气象因子的BP 网络模型,结果表明:所建立的BP模型,具有令人满意的拟合精度和预测精度.当隐含层神经元个数为15个,输入因子数为8个时,18组有虫面积的平均拟合精度为100%,相关系数为1.0000,2组预留有虫面积的平均预测精度为96.85%,预测准确率为100%.
【总页数】3页(P51-53)
【作者】朱寿燕;陈绘画;崔相富
【作者单位】浙江省仙居县气象局,浙江仙居,317300;浙江省仙居县林业局;浙江省仙居县林业局
【正文语种】中文
【中图分类】S4
【相关文献】
1.ARIMA模型在马尾松毛虫发生面积预测中的应用 [J], 贾春生
2.马尾松毛虫有虫面积预测模型的研究 [J], 葛吕琴;陈绘画
3.噻虫啉防治马尾松毛虫和蜀柏毒蛾的林间试验 [J], 常国彬;熊惠龙;徐志伦;罗惠
文;吴洪广;袁长洪
4.基于混沌理论的马尾松毛虫有虫面积BP神经网络预测 [J], 陈绘画;徐志宏
5.应用人工神经网络预测马尾松毛虫的有虫面积 [J], 项云飞;陈绘画
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基于神经网络的马尾松毛虫精细化预报Matlab建模试验张国庆(安徽省潜山县林业局)1.数据来源马尾松毛虫发生量、发生期数据来源于潜山县监测数据,气象数据来源于国家气候中心。
2.数据预处理为了体现马尾松毛虫发生发展时间上的完整性,在数据处理时,将越冬代数据与上一年第二代数据合并,这样,就在时间上保持了一个马尾松毛虫世代的完整性,更便于建模和预测。
(1)气象数据处理根据《松毛虫综合管理》、《中国松毛虫》等学术资料以及近年来有关马尾松毛虫监测预报学术论文,初步选择与松毛虫发生量、发生期有一定相关性气象因子,包括卵期极低气温,卵期平均气温,卵期积温(日度),卵期降雨量,第1、2龄极低气温,第1、2龄平均气温,第1、2龄积温(日度),第12龄降雨量,幼虫期极低气温,幼虫期平均气温,幼虫期积温(日度),幼虫期降雨量,世代极低气温,世代平均气温,世代积温(日度),世代降雨量共16个变量。
将来自于国家气候中心的气象原始数据,按年度分世代转换成上述16个变量数据系列。
(2)发生量数据处理为了在建模时分析发生强度,在对潜山县1983~2014年原始监测数据预处理时,按照“轻”、“中”、“重”3个强度等级,分类按世代逐年汇总。
(3)发生期数据处理首先对潜山县1983~2014年原始发生期监测数据按世代逐年汇总,然后日期数据转换成日历天,使之数量化,以便于建模分析。
3.因子变量选择通过相关性分析和建模试验比较,第一代发生量因子变量选择第1、2龄极低气温,卵期极低气温,上一代防治效果,上一代防治面积;第二代发生量因子变量选择第1、2龄极低气温,卵期极低气温,上一代防治效果,上一代防治面积,第1、2龄降雨量,卵期降雨量;第一代幼虫高峰期因子变量选择第1、2龄平均气温,第1、2龄积温(日度),第1、2龄极低气温,卵期极低气温;第二代幼虫高峰期因子变量选择成虫始见期,卵期平均气温,卵期积温(日度),第1、2龄极低气温。
将第一代发生量变量命名为s1y,因变量命名为s1x;第二代发生量变量命名为s2y,因变量命名为s2x;第一代幼虫高峰期变量命名为t1y,因变量命名为t1x;第二代幼虫高峰期变量命名为t2y,因变量命名为t2x。
4.第一代发生量建模试验4.1程序代码程序代码(Simple Script)为:% Solve an Input-Output Fitting problem with a Neural Network% Script generated by Neural Fitting app% Created Wed Oct 28 19:28:48 CST 2015%% This script assumes these variables are defined:%% s1x - input data.% s1y - target data.x = s1x';t = s1y';% Choose a Training Function% For a list of all training functions type: help nntrain% 'trainlm' is usually fastest.% 'trainbr' takes longer but may be better for challenging problems.% 'trainscg' uses less memory. NFTOOL falls back to this in low memory situations.trainFcn = 'trainlm'; % Levenberg-Marquardt% Create a Fitting NetworkhiddenLayerSize = 10;net = fitnet(hiddenLayerSize,trainFcn);% Setup Division of Data for Training, Validation, Testingnet.divideParam.trainRatio = 90/100;net.divideParam.valRatio = 5/100;net.divideParam.testRatio = 5/100;% Train the Network[net,tr] = train(net,x,t);% Test the Networky = net(x);e = gsubtract(t,y);performance = perform(net,t,y)% View the Networkview(net)% Plots% Uncomment these lines to enable various plots.%figure, plotperform(tr)%figure, plottrainstate(tr)%figure, plotfit(net,x,t)%figure, plotregression(t,y)%figure, ploterrhist(e)程序代码(Advanced Script)为:% Solve an Input-Output Fitting problem with a Neural Network% Script generated by Neural Fitting app% Created Wed Oct 28 19:29:03 CST 2015%% This script assumes these variables are defined:%% s1x - input data.% s1y - target data.x = s1x';t = s1y';% Choose a Training Function% For a list of all training functions type: help nntrain% 'trainlm' is usually fastest.% 'trainbr' takes longer but may be better for challenging problems.% 'trainscg' uses less memory. NFTOOL falls back to this in low memory situations.trainFcn = 'trainlm'; % Levenberg-Marquardt% Create a Fitting NetworkhiddenLayerSize = 10;net = fitnet(hiddenLayerSize,trainFcn);% Choose Input and Output Pre/Post-Processing Functions% For a list of all processing functions type: help nnprocessnet.input.processFcns = {'removeconstantrows','mapminmax'};net.output.processFcns = {'removeconstantrows','mapminmax'};% Setup Division of Data for Training, Validation, Testing% For a list of all data division functions type: help nndividenet.divideFcn = 'dividerand'; % Divide data randomlynet.divideMode = 'sample'; % Divide up every samplenet.divideParam.trainRatio = 90/100;net.divideParam.valRatio = 5/100;net.divideParam.testRatio = 5/100;% Choose a Performance Function% For a list of all performance functions type: help nnperformance net.performFcn = 'mse'; % Mean squared error% Choose Plot Functions% For a list of all plot functions type: help nnplotnet.plotFcns = {'plotperform','plottrainstate','ploterrhist', ...'plotregression', 'plotfit'};% Train the Network[net,tr] = train(net,x,t);% Test the Networky = net(x);e = gsubtract(t,y);performance = perform(net,t,y)% Recalculate Training, Validation and Test PerformancetrainTargets = t .* tr.trainMask{1};valTargets = t .* tr.valMask{1};testTargets = t .* tr.testMask{1};trainPerformance = perform(net,trainTargets,y)valPerformance = perform(net,valTargets,y)testPerformance = perform(net,testTargets,y)% View the Networkview(net)% Plots% Uncomment these lines to enable various plots.%figure, plotperform(tr)%figure, plottrainstate(tr)%figure, plotfit(net,x,t)%figure, plotregression(t,y)%figure, ploterrhist(e)% Deployment% Change the (false) values to (true) to enable the following code blocks. if (false)% Generate MATLAB function for neural network for application deployment % in MATLAB scripts or with MATLAB Compiler and Builder tools, or simply % to examine the calculations your trained neural network performs. genFunction(net,'myNeuralNetworkFunction');y = myNeuralNetworkFunction(x);endif (false)% Generate a matrix-only MATLAB function for neural network code% generation with MATLAB Coder tools.genFunction(net,'myNeuralNetworkFunction','MatrixOnly','yes');y = myNeuralNetworkFunction(x);endif (false)% Generate a Simulink diagram for simulation or deployment with. % Simulink Coder tools.gensim(net);end4.2网络训练过程网络训练为:图1 第一代发生量网络训练过程4.3训练结果训练结果为:图2 第一代发生量网络训练结果训练样本、验证样本、测试样本的R值分别为0.875337、-1和1。