A Water Quality Prediction Model Based on Modal Decomposition and Hybrid Deep Learning Models

情态动词 分解 质量(理念) 深度学习 水质 深水 人工智能 计算机科学 环境科学 工程类 材料科学 海洋工程 物理 化学 有机化学 高分子化学 生物 量子力学 生态学
作者
Shuo Zhao,Ruru Liu,Yahui Liu,Tao Zeng,Chunpeng Chen,XU Li-ping
出处
期刊:Water [MDPI AG]
卷期号:17 (2): 184-184
标识
DOI:10.3390/w17020184
摘要

When the total nitrogen content in water sources exceeds the standard, it can promote the rapid proliferation of algae and other plankton, leading to eutrophication of the water body and also causing damage to the ecological environment of the water source area. Therefore, making timely and accurate predictions of water quality at the source is of vital importance. Since water quality data exhibit non-stationary characteristics, predicting them is quite challenging. This study proposes a novel hybrid deep learning model based on modal decomposition, ERSCB (EMD-RBMO-SVMD-CNN-BiGRU), to enhance the accuracy of water quality forecasting. The model first employs Empirical Mode Decomposition (EMD) technology to decompose the original water quality data. Subsequently, it quantifies the complexity of the subsequences obtained from EMD using Sample Entropy (SE) and further decomposes the most complex subsequences using Sequential Variational Mode Decomposition (SVMD). To address the matter of selecting balanced parameters in SVMD, this study introduces the Red-Billed Blue Magpie Optimization (RBMO) algorithm to optimize the hyperparameters of SVMD. On this basis, a forecasting model is constructed by integrating Convolutional Neural Networks (CNN) and Bidirectional Gated Recurrent Unit (BiGRU) networks. The experimental results show that, compared to existing water quality prediction models, the ERSCB model has an improved prediction accuracy of 4.0% and 3.1% for the KaShi River and GongNaiSi River areas, respectively.

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
任性铅笔完成签到 ,获得积分10
刚刚
危机的道天完成签到 ,获得积分10
刚刚
蓝天应助何hh采纳,获得10
刚刚
充电宝应助向钱看采纳,获得10
2秒前
asdfqwer应助白开水采纳,获得10
6秒前
YM完成签到,获得积分10
8秒前
何hh完成签到,获得积分20
10秒前
nini完成签到,获得积分10
11秒前
快乐的鱼完成签到,获得积分10
12秒前
研友_Z7XlX8完成签到,获得积分10
12秒前
温文尔雅完成签到,获得积分10
13秒前
郑浩完成签到,获得积分10
14秒前
Ava应助唐唐采纳,获得10
15秒前
16秒前
帅帅厅完成签到,获得积分10
17秒前
恋恋青葡萄完成签到,获得积分10
17秒前
kingwill应助白开水采纳,获得20
18秒前
车访枫完成签到 ,获得积分10
19秒前
高大以南完成签到,获得积分10
31秒前
31秒前
科研通AI2S应助周琦采纳,获得10
32秒前
中原第一深情完成签到,获得积分10
32秒前
陈婷发布了新的文献求助10
32秒前
liu完成签到,获得积分10
33秒前
诸青梦完成签到 ,获得积分10
36秒前
kingwill应助白开水采纳,获得20
36秒前
向钱看完成签到,获得积分20
36秒前
zzf完成签到 ,获得积分10
37秒前
38秒前
黎幻枫发布了新的文献求助10
38秒前
冷静剑成完成签到,获得积分10
38秒前
又见白龙完成签到,获得积分10
39秒前
朴实孤云完成签到,获得积分10
40秒前
41秒前
43秒前
小荣儿完成签到,获得积分10
44秒前
爱科研的文西完成签到,获得积分10
44秒前
45秒前
青檬完成签到 ,获得积分10
45秒前
华仔应助浪费采纳,获得10
45秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
King Tyrant 600
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5565253
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4650097
关于积分的说明 14689825
捐赠科研通 4591984
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2519415
邀请新用户注册赠送积分活动 1491940
关于科研通互助平台的介绍 1463159