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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:夏裕龍
研究生(外文):Yu-Lung Shia
論文名稱:應用遺傳演算法/類神經網路於臺灣地區天氣預報
論文名稱(外文):Apply Genetic Algorithm And Neural Network To Forecast Taiwan Weather.
指導教授:吳明進吳明進引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:大氣科學研究所
學門:自然科學學門
學類:大氣科學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:65
中文關鍵詞:類神經網路遺傳演算法混合遺傳演算法天氣預報統計預報
外文關鍵詞:Genetic AlgorithmsNeural NetworkHybrid Genetic AlgorithmsGABPWeather Forcast
相關次數:
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目前中央氣象局乃採用以逐步廻歸(SR)為基礎的模式輸出統計(MOS)作為天氣預報主要輔助業務預報工具之用。此類線性模式因預報因子的共線性問題而使得預報技術無法達到完善,為了改進MOS預報系統的缺點,本文引入非線性統計模式,類神經網路模式(BP)和混合遺傳演算法/類神經網路模式(GABP)。
本文使用此三種模式於全球分析場資料進行台灣測站日最高溫度、最低溫度及分區降水的預報實驗。以1995年至1999年為模式訓練期來建立模式,以2000年至2004年為測試期來進行模式驗證。以預測值和觀測值之相關係數及平均絕對誤差為評估指標。本文首先分析作為比較基準的SR模式模擬預報的結果。再和BP及GABP的模擬預報結果做比較。
SR模擬預報實驗的結果顯示直接選用台灣附近網格點上的預報因子資料讓SR有最佳的預報技術。SR篩選出來的預報因子也作為BP和GABP模式的輸入。以三種模式模擬預報實驗的結果顯示在訓練期BP可能在大部分情況較其他兩種模式有較高的技術,但是結果並不穩定。在測試期則以GABP有最高而穩定的預報。顯示GABP可有效解決SR和BP的缺點,具有進一步發展,作為業務預報模式之潛力。
本文另探討相關分析、顯著性及逐步廻歸選取預報因子的部分,顯示逐步廻歸所選取的預報因子和以相關分析顯示具有顯著相關的變數分佈有所差異。逐步廻歸所得到預報因子比相關分析中具顯著性變數的個數少。相關分析中具有顯著相關的變數並沒有完全挑選進入預報模式,甚或逐步廻歸會挑選不具相關顯著性的變數進入模式,顯示預報因子並非完全獨立。
摘要﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒I
目錄﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒III
圖表說明﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒.V
第一章 前言﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒1
第二章 研究資料、模式建立及評估﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4
2.1 研究方法 ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4
2.1.1 逐步廻歸﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4
2.1.2 倒傳遞類神經網路﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒4
2.1.3 遺傳演算法﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒6
2.2 使用資料、模式建立及參數設定﹒ ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒8
2.2.1 再分析場資料。﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒8
2.2.2 測站資料﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒8
2.3 模式建立及參數設定。﹒﹒﹒﹒﹒ ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒9
2.4 評估標準﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ 10
第三章 逐步廻歸模式﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒11
3.1 逐步廻歸模式之建立﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒11
3.1.1 日最高溫度﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒11
3.1.2 日最低溫度﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒12
3.1.3 日分區雨量﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒13
3.2 區域大小和資料EOF前處理的影響﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒13
3.2.1 網格資料範圍大小的影響﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒14
3.2.2 預報因子EOF﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒ ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒15
3.2.3 網格VS. EOF資料﹒﹒﹒﹒﹒﹒ ﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒17
3.3 線性廻歸與相關分析﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒18
第四章 模式模擬與預報比較﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒21
4.1 日最高溫度﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒21
4.2 日最低溫度﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒22
4.3 日分區雨量﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒23
第五章 總結和討論﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒25
參考文獻﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒27附錄一﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒31
附錄二﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒34
附圖﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒﹒35
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