1.基于时空序列聚类算法和LSTM神经网络雷电预测方法,其特征在于:包括如下步骤:
1)对基于雷电预测问题对密度聚类DBSCAN算法的改进过程;
步骤1)中,对所要预测一段时间内的雷电数据进行时间片划分,选取所要预测的一段时间上的雷电数据;其中数据包括雷电发生的经度,纬度,雷电强度,雷电坡度,发生雷电的时刻;把数据分成时间片;假设在划分的时间片与时间片之间,雷电中心的移动是跳跃式的;
首先,计算一个时间片上的所有雷电活动地理位置之间的欧氏距离,得到距离集合D(i)=(d1,d2,...,dh,...) 其中i表示这一个时间片上共有雷电活动的数量,dh表示这一时间片上某两个雷电活动之间的距离,h表示在集合D(i)中这一时间片上某两个雷电活动之间的距离的统计;
其次,统计距离集合D(i)中在区间V1[0,0.1),V2[0.1,0.2),V3[0.2,0.3),V4[0.3,0.4),V5[0.4,
0.5)的距离个数用m1,m2,m3,m4,m5进行表示,并构建统计矩阵
取区间V1,V2,V3,V4,V5中值为p1,p2,p3,p4,p5,利用公式计算
通过获得的Eps邻域值和定义的Minpts=2并通过检查雷电数据集中每个点的Eps邻域来搜索簇;如果点O的Eps邻域包含的最少点超过MinPts个,则创建一个以点O为核心对象的簇;当没有新的点添加到任何簇时,就确定了雷电聚集的簇;如果q不属于任何一个雷电聚集的簇,就称q为噪声点;
然后,所述的步骤1)中确定的雷电聚集簇上的雷电活动(o1,o2,...,on)的地理位置o1(w1,v1),o2(w2,v2),......,,on(wn,vn)并通过公式采用平均值法,求得雷电中心 其中on代表聚类簇上某一个雷电中心活动,wn和vn表示聚类簇上某一个雷电中心活动的纬度和经度, 和 代表聚类簇上所有雷电中心纬度和经度的平均值;
2)利用LSTM神经网络对短时雷电进行预测过程;
步骤2)中,一个雷电中心变化数据的处理,雷电中心变化数据包括时间片的起止时间T,雷电中心的经度L,雷电中心的纬度W,雷电中心的强度ST,雷电中心的坡度SL,统计时间片上的雷击次数Num。
2.根据权利要求1所述的基于时空序列聚类算法和LSTM神经网络雷电预测方法,其特征在于:所述的步骤2)中,将一个雷电中心不同时间片上的数据T,L,ST,SL,Num,输入到经度LSTM神经网络中,得到这个雷电活动在下一个时间序列中的经度值;将一个雷电活动的所有的雷电中心数据T,W,ST,SL,Num,输入到纬度LSTM神经网络中,得到这个雷电活动在下一个时间序列中的纬度值。