基于LSTM-GM神经网络模型的风暴潮增水预报方法

作者：苑希民; 黄玉啟; 田福昌^*; 曹鲁赣

来源：水资源保护, 2023, 39(06): 8-15.

• 风暴潮增水
• LSTM-GM神经网络模型
• GM误差修正
• 小清河入海口

为充分挖掘风暴潮增水的时序关联特性，提高风暴潮增水的预报精度，综合考虑台风因素、气象要素和天文潮因素对风暴潮增水的影响，结合长短期记忆(LSTM)神经网络和灰色模型(GM)的优势，提出基于LSTM-GM神经网络模型的风暴潮增水预报方法。利用该方法采用12场历史台风数据对小清河入海口风暴潮增水进行模拟预报，并将预报结果与LSTM神经网络、BP神经网络的预报结果进行对比。结果表明：相较于LSTM神经网络和BP神经网络，LSTM-GM神经网络模型的纳什效率系数分别提高了6.5%和11.4%,均方根误差分别降低了70.6%和72.2%,平均相对误差分别降低了50%和69.2%;LSTM-GM神经网络模型可有效处理风暴潮增水与各影响因素间的非线性关系，提高风暴潮增水预报的精度。

• 单位
  天津大学; 水利工程仿真与安全国家重点实验室