基于长短时记忆神经网络（LSTM）的降雨径流模拟及预报

作者：殷兆凯; 廖卫红^*; 王若佳; 雷晓辉

来源：南水北调与水利科技, 2019, 17(06): 1-27.

DOI：10.13476/j.cnki.nsbdqk.2019.0129

• 降雨径流模拟
• 水文预报
• 机器学习
• 深度学习
• 长短时记忆

长短时记忆神经网络(LSTM)具有很强的时间序列关系拟合能力,非常适用于模拟及预报流域产汇流这一复杂的时间序列过程。基于LSTM针对不同预见期的径流预报分别建立了流域降雨径流模型,以探讨LSTM在水文预报当中的应用。模型采用流域降雨、气象及水文数据作为输入,不同预见期后的径流过程作为输出,率定期为14a,验证期为2a。结果显示,在预见期为0～2d时LSTM预报精度很高,在预见期为3d时预报精度较差,但仍优于新安江模型。隐藏层神经元数量作为神经网络复杂程度的代表既会影响模型预报精度,也会影响模型训练速度。而输入数据长度则仅会在预见期为0的条件下影响模型预报效果。

• 单位
  水利工程仿真与安全国家重点实验室; 中国水利水电科学研究院; 北京大学; 流域水循环模拟与调控国家重点实验室; 天津大学