基于粒子群优化(PSO)超限学习机预测新疆参考作物蒸散量

• 作者: 尹起 周建平 许燕 李志磊 樊湘鹏 魏禹同
• 来源期刊: 江苏农业学报
• 关键词: 新疆 粒子群优化 超限学习机 参考作物蒸散量 模型精度
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 耕作栽培·资源环境|FARMING AND CULTIVATION·RESOURCE AND ENVIRONMENT
• 页码范围: 622-631
• 页数: 10页
• 分类号: S27|TP312
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-4440.2021.03.010

摘要

参考作物蒸散量(ET0)的准确预测对于作物需水量预测、农田精准灌溉和提高水资源利用效率等具有重要意义.为了解决传统方法获取ET0的弊端,本研究基于粒子群优化(Particle swarm optimization,PSO)-超限学习机(Extreme learning machine,ELM)预测ET0.通过选取新疆地区3个站点(乌鲁木齐、喀什、哈密)的最高气温(Tmax)、最低气温(Tmin)、平均相对湿度(RH)、风速(u2)、光照时间(n)等气象数据,建立PSO-ELM预测模型,对模型精度和普适性进行研究,并通过与ELM、Makkink、I-A模型的对比,探究不同气象因子组合模型的预测精度.结果表明,PSO-ELM模型在5种气象因子输入下具有最高预测精度(平均R2=0.9747,平均MAE=0.2520 mm/d,平均RMSE=0.3643 mm/d).由PSO-ELM6模型与ELM、Makkink、I-A模型的对比结果看出,在相同的气象因子输入条件下,3个站点用PSO-ELM6模型预测的效果最好.通过对PSO-ELM3模型在新疆地区普适性的研究发现,该模型具有较高的预测精度(平均R2=0.9465,平均MAE=0.3070 mm/d,平均RMSE=0.3569 mm/d).不同站点、不同气象因子输入的PSO-ELM模型能够较为精准地反映气象因子与ET0之间复杂的非线性关系,且模型在新疆地区的普适性较好,可以为新疆地区逐日ET0预测提供新的方法.