亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

A Hybrid Data‐Driven and Data Assimilation Method for Spatiotemporal Forecasting: PM2.5 Forecasting in China

数据同化 计算机科学 集合卡尔曼滤波器 卡尔曼滤波器 数据挖掘 机器学习 人工智能 气象学 扩展卡尔曼滤波器 物理
作者
Shengjuan Cai,F. Fang,Xiao Tang,Jiang Zhu,Yanghua Wang
出处
期刊:Journal of Advances in Modeling Earth Systems [Wiley]
卷期号:16 (2) 被引量:2
标识
DOI:10.1029/2023ms003789
摘要

Abstract Spatiotemporal forecasting involves generating temporal forecasts for system state variables across spatial regions. Data‐driven methods such as Convolutional Long Short‐Term Memory (ConvLSTM) are effective in capturing both spatial and temporal correlations, but they suffer from error accumulation and accuracy loss as forecasting time increases due to the nonlinearity and uncertainty in physical processes. To address this issue, we propose to combine data‐driven and data assimilation (DA) methods for spatiotemporal forecasting. The accuracy of the data‐driven ConvLSTM model can be improved by periodically assimilating real‐time observations using the ensemble Kalman filter (EnKF) approach. This proposed hybrid ConvLSTM‐EnKF method is demonstrated through PM2.5 forecasting in China, which is a challenging task due to the complexity of topographical and meteorological conditions in the region, the need for high‐resolution forecasting over a large study area, and the scarcity of observations. The results show that the ConvLSTM‐EnKF method outperforms conventional methods and can provide satisfactory operational PM2.5 forecasts for up to 1 month with spatially averaged RMSE below 20 μg/m 3 and correlation coefficient ( R ) above 0.8. In addition, the ConvLSTM‐EnKF method shows a substantial reduction in CPU time when compared to the commonly used NAQPMS‐EnKF method, up to three orders of magnitude. Overall, the use of data‐driven models provides efficient forecasts and speeds up DA. This hybrid ConvLSTM‐EnKF is a novel operational forecasting technique for spatiotemporal forecasting and is used in real spatiotemporal forecasting for the first time.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
流萤发布了新的文献求助30
1秒前
hwen1998完成签到 ,获得积分10
1秒前
鱼羊明完成签到 ,获得积分10
2秒前
tufei完成签到,获得积分10
5秒前
暮冬完成签到 ,获得积分10
10秒前
流萤完成签到,获得积分10
14秒前
瑞瑞刘完成签到 ,获得积分10
27秒前
土豪的摩托完成签到 ,获得积分10
34秒前
z610938841完成签到,获得积分10
49秒前
雨yu完成签到 ,获得积分10
53秒前
张晓祁完成签到,获得积分10
1分钟前
yueying完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
脑洞疼应助邓邓采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
笨蛋美女完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Jason发布了新的文献求助10
1分钟前
邓邓发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
橘橘橘子皮完成签到 ,获得积分10
1分钟前
吃了吃了完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
科研通AI2S应助霸气的金鱼采纳,获得10
1分钟前
Owen应助霸气的金鱼采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
墨池完成签到,获得积分10
2分钟前
z610938841发布了新的文献求助10
2分钟前
十有五完成签到,获得积分10
2分钟前
Dritsw应助菠萝采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
美好的惜天完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
2分钟前
符聪发布了新的文献求助10
2分钟前
研友_VZG7GZ应助miurny采纳,获得10
2分钟前
明理的踏歌完成签到,获得积分10
2分钟前
3分钟前
高分求助中
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3965636
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3510880
关于积分的说明 11155473
捐赠科研通 3245347
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1792850
邀请新用户注册赠送积分活动 874146
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804211