[發明專利]一種基于PM2.5的大氣氣溶膠光學厚度估計方法

在審

• 申請號: 201610121883.0
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105787184A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 劉衛亮;林永君;劉長良;何宗源;陳文穎;馬良玉
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F17/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于PM2.5的大氣氣溶膠光學厚度估計方法，其特征是該方法包括以下步驟：

a.建立螢火蟲支持向量機回歸預測模型：

①記錄某一時刻k下的PM2.5濃度C_o、能見度v、濕度h以及大氣氣溶膠光學厚度AOD，得到 一個樣本(C_o(k)，v(k)，h(k)，AOD(k))；通過收集多個不同AOD下的樣本，形成樣本集{(C_o(k)，v(k)，h(k)，AOD(k))}；

②利用樣本集{(C_o(k)，v(k)，h(k)，AOD(k))}訓練螢火蟲支持向量機回歸預測模型，其 中模型輸入為{C_o(k)，v(k)，h(k)}，模型輸出為AOD(k)；

b.利用螢火蟲支持向量機回歸預測模型進行大氣氣溶膠濃度AOD的估計，即將某一環 境下的PM2.5濃度C_o、能見度v、濕度h作為螢火蟲支持向量機回歸預測模型的輸入，模型輸 出為當前環境下AOD的估計值

2.如權利要求1所述的一種基于PM2.5的大氣氣溶膠光學厚度估計方法，其特征是所述 螢火蟲支持向量機回歸預測模型具體的優化步驟為：

I.初始化螢火蟲算法的參數：初始化螢火蟲數目n，熒光素揮發系數ρ，熒光素增強因子 γ，感知范圍r_s(即支持向量機回歸預測模型中待優化懲罰因子C與核參數δ²的變化范圍)， 鄰域變化率β，鄰居閾值n_t，移動步長s，初始熒光素l₀與最大迭代次數；

II.在支持向量機回歸預測模型中待優化懲罰因子C與核參數δ²的取值范圍內，隨機生 成一組數值作為螢火蟲個體的初始位置，適應度評價函數為利用螢火蟲所處位置(某一懲 罰因子C與核參數δ²)所訓練的支持向量機回歸預測模型在檢驗樣本上的平均相對誤差的 負值，平均相對誤差Δ_MRE表達式為：

ΔMRE=1N1Σi=1N1||AOD(i)-AOD^(i)||||AOD(i)||×100%]]>

其中，N₁為檢驗樣本個數，AOD(i)為第i個檢驗樣本的真值，為回歸模型輸出的 AOD(i)的估計值；

III.計算每只螢火蟲的熒光素濃度、決策域范圍和鄰居的熒光素濃度，通過鄰居的熒 光素濃度確定每一只螢火蟲的移動方向并向前移動；

IV.判斷螢火蟲算法是否達到終止條件，若達到，則選取適應度最高的螢火蟲位置為支 持向量機模型的參數，并記錄相應回歸模型中的支持向量以備使用；否則，轉步驟III。