CNN-LSTM预测模型
PM2.5组分高精度预测
融合CNN与LSTM的深度学习模型,实现PM2.5及其化学成分的高精度时间序列预测。
刘凯 · Zhang, Yuanhang · 何欢 · Xiao, Hui · Wang, Siyuan · Yuteng, Zhang · 李慧明 · 钱新 · 柳凯 · 王思源
Chemosphere 2023
参数信息
- 决定系数(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Zn平均)
- 0.9
- 决定系数(PM2.5、Pb、Ti、EC、OC、SO42-、NO3-平均)
- 0.85-0.9
- 决定系数(变量筛选后)
- 0.70-0.84
技术优势
准确预测重金属组分
CNN-LSTM对As、Cd、Cr、Cu、Ni、Zn的平均R²超过0.9,表明模型能准确预测这些重金属浓度。
减少监测成本
通过消除若干输入变量,模型预测准确度仍可接受(R²在0.70至0.84之间),从而降低运行成本。
无需化学试剂
建模预测方法避免了传统化学检测所需的试剂,仅依靠气象和污染物数据即可实现快速检测。
应用场景
- 空气质量监测:可基于气象和污染物数据实时预测PM2.5组分,无需化学分析。
- PM2.5组分分析:能同时预测多种重金属、碳组分和水溶性离子,替代部分实验室检测。
- 环境传感器网络:模型可部署于传感器节点,利用常规污染物数据推断组分,降低传感器成本。
- 环境大数据分析:提供高精度时间序列预测,为环境大数据分析提供可靠的数据基础。
- 智慧环保:支持智能化空气质量监测与预警,辅助环保决策。