基于ICEEMDAN分解的多维时间序列干旱预测模型性能评估
韦余鑫1
李巧1
卢春雷2
陶洪飞1
马合木江·艾合买提1
姜有为1
1.新疆农业大学 水利与土木工程学院,乌鲁木齐 830052;新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室,乌鲁木齐 8300522.昌吉市水利管理站(三屯河流域管理处),新疆 昌吉 831100
摘要：[目的]评估基于 ICEEMDAN 分解的多维时间序列干旱模型预测性能,为干旱预测提供新思路.[方法]以新疆三屯河灌区为研究区域,基于碾盘庄站1980-2023年逐月降水数据,计算 1、3、6、9、12、24 个月时间尺度的标准化降水指数(SPI),构建自回归差分移动平均模型(ARIMA)、门控循环单元网络(GRU)、长短期记忆网络(LSTM)、改进的完全自适应噪声集合经验模态分解ICEEMDAN-ARIMA、ICEEMDAN-GRU和ICEEMDAN-LSTM组合模型,利用6种预测模型对多时间尺度SPI进行预测,借助均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)、决定系数(R2)对所有模型预测精度进行评价.[结果]6种模型的预测精度均随时间尺度的增加而逐步提高,在24个月时间尺度下达到最高;ICEEMDAN 能有效平稳时间数据,提升模型预测精度;6 种模型的预测性能排序为:ICEEMDAN-ARIMA＞ICEEMDAN-GRU＞ICEEMDAN-LSTM＞ARIMA＞GRU＞LSTM.[结论]基于 ICEEMDAN算法的组合模型在干旱预测中表现出色,其中ICEEMDAN-ARIMA模型优于其他单一及组合模型,最有利于干旱预测.
关键词：ICEEMDAN长短期记忆网络差分自回归移动平均模型门控循环单元网络标准化降水指数
分类号：X43(自然灾害及其防治)P333(水文科学（水界物理学）)
资助基金：新疆维吾尔自治区重大专项(2023A02002-1)国家自然科学基金(41762018)新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室开放课题(ZDSYS-JS-2021-09)水灾害防御全国重点实验室一带一路水与可持续发展科技基金面上项目(2020491611)
论文发表日期：2025-03-27
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 94-103 )
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