پیش بینی دقیق پارامترهای آب و هوا و شرایط جوی با استفاده از شبکه FC-LSTM

پیش بینی شرایط جوی و آب و هوا کاربردهای بسیار مهمی در صنعت، مسائل نظامی، کشاورزی و .... دارد. بر همین اساس پیش بینی دقیق این شرایط پیش از مواجه شدن با آنها اهمیت بسیار بالایی دارد، چرا که در صورت عدم پیش بینی، ممکن است با خطرات جانی شدیدی مواجه شد. مساله پیش بینی آب و هوا به پارامترهای مختلفی همچون پیش بینی دقیق دما، طوفان، میزان دقیق بارش باران، سیل، باد و ... تقسیم بندی می شود. با توجه به اهمیت این مسائل، تاکنون روش های مختلفی برای حل این مسائل ارائه شده، اما همچنان این روش ها دقیق نبوده و مشاهده می شود که در زمان وقوع هر کدام از این اتفاقات کشور با مشکلات مختلفی مواجه می شود. با توجه به مطالعات انجام شده، یکی از بهترین روش های پیش بینی استفاده از شبکه های LSTM است. بر همین اساس در این مقاله روشی جدید مبتنی بر شبکه LSTM برای پیش بینی دقیق آب و هوا ارائه شده است. مدل ارائه شده توانست برای پیش بینی دما به MSE برابر 15 / 0 دست یابد که مشاهده می شود که مدل توانسته 13 / 0 بهبود نسبت به بهترین مدل ارائه شده تاکنون داشته باشد. همچنین مدل ارائه شده برای پیش بینی سرعت باد و وقوع طوفان نیز توانست به RMSE برابر 9 / 0 دست یابد و طوفان 12 خرداد سال 1393 و 9 خرداد 1397 تهران را پیش از وقوع با احتمال 95 درصد پیش بینی کند. در نهایت این مدل توانست بارش باران را با MSE 82 / 0 پیش بینی کرده که در مقایسه با MSE برابر 420 / 1 مدل های دیگر، می توان میزان بهبود مدل را به وضوح مشاهده کرد.

کلیدواژه ها:

پیش بینی ، کمینه و بیشینه دما ، میزان بارش باران ، وقوع طوفان ، سرعت باد ، شبکه FC-LSTM