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基于Metropolis准则的BP模型改进及在太湖Chl-a预测中的应用

冯家成 李勇 李娜 单雅洁 钱佳宁

冯家成, 李勇, 李娜, 单雅洁, 钱佳宁. 基于Metropolis准则的BP模型改进及在太湖Chl-a预测中的应用[J]. 环境工程, 2022, 40(1): 161-168. doi: 10.13205/j.hjgc.202201024
引用本文: 冯家成, 李勇, 李娜, 单雅洁, 钱佳宁. 基于Metropolis准则的BP模型改进及在太湖Chl-a预测中的应用[J]. 环境工程, 2022, 40(1): 161-168. doi: 10.13205/j.hjgc.202201024
FENG Jiacheng, LI Yong, LI Na, SHAN Yajie, QIAN Jianing. IMPROVEMENT OF BP MODEL BASED ON METROPOLIS CRITERION AND ITS APPLICATION IN CHLOROPHYLL-A PREDICTION FOR LAKE TAIHU[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2022, 40(1): 161-168. doi: 10.13205/j.hjgc.202201024
Citation: FENG Jiacheng, LI Yong, LI Na, SHAN Yajie, QIAN Jianing. IMPROVEMENT OF BP MODEL BASED ON METROPOLIS CRITERION AND ITS APPLICATION IN CHLOROPHYLL-A PREDICTION FOR LAKE TAIHU[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2022, 40(1): 161-168. doi: 10.13205/j.hjgc.202201024

基于Metropolis准则的BP模型改进及在太湖Chl-a预测中的应用

doi: 10.13205/j.hjgc.202201024
基金项目: 

国家自然科学基金项目(51879081)

国家重点研发计划(2018YFC0407906)

详细信息
    作者简介:

    冯家成(1997-),男,硕士研究生,主要研究方向为河湖水环境模型。student_fengran@163.com

    通讯作者:

    李勇(1974-),男,教授,主要从事水体和土壤中污染物环境行为、规划评价及生态修复等方面的教学和研究工作。liyonghh@163.com

IMPROVEMENT OF BP MODEL BASED ON METROPOLIS CRITERION AND ITS APPLICATION IN CHLOROPHYLL-A PREDICTION FOR LAKE TAIHU

  • 摘要: 水体富营养化及藻华暴发已成为湖泊治理中的主要问题,利用历史监测数据,采用BP神经网络对水体中叶绿素a(Chl-a)浓度进行预测,已成为藻华预警的主要手段。但该方法存在迭代速度慢、易陷入局部极值等局限性,导致产生拟合结果不优或预测误差较大等问题。利用Metropolis接受准则的全局寻优能力,将其与BP神经网络相结合构建MBP模型,并以太湖水体中Chl-a月均浓度为预测对象进行验证模拟。结果表明,基于2009—2016年太湖月平均相关水环境数据训练出的MBP模型,相较于传统BP神经网络具有以下特点:1)权值在迭代过程的初始阶段能更快地收敛于较优值,模型拟合效果与预测精度也有所提升;2)针对不同的数据情况(数据噪声与样本数量),MBP模型的平均预测误差较传统BP神经网络明显降低,具有较强的鲁棒性与稳定性。构建的MBP模型进一步拓展了传统BP神经网络在叶绿素a浓度预测模型中的应用。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-03-25
  • 网络出版日期:  2022-03-30
  • 刊出日期:  2022-03-30

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