基于传统机器学习算法估算FR-Pue站点的潜热通量 研究问题:回归分析 预测变量/目标变量:潜热通量 L_F_MDS 自变量:时间戳(TIM_STAMP_ ND)、气温(TA_F)、太阳辐射 (SW_IN_F)、大气水汽压差(VPD_F)、降水(P_F)、风速 (WS_F)、摩擦风速(USTAR)、相对湿度(RH)、地表净辐射 (NTRAD)、生态系统呼吸(RCO_NT_VUT_R F)、生态系统碳交 换(N_VUT_RF)、生态系统光合作用量(PP_NT_VUT_R F)数据预处理 1、先筛选夜间的数据,即NIHT = 1 2、数据质量控制。每个变量都有质量标签,即_QC L _F_MDS_QC、TA_F_QC、SW_IN_F_QC、VPD_F_QC、P_F_QC、 WS_F_QC、N _VUT_R F_QC,其中只提取QC = 0或者1的数据进行训练预测 3、缺失值直接剔除 模型选择:线性回归、支持向量机、决策树、集成学习算法等
时间: 2023-09-04 14:15:41 浏览: 145
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好的,下面是基于传统机器学习算法估算FR-Pue站点的潜热通量的Python代码,其中使用了线性回归、支持向量机、决策树和随机森林等算法进行预测:
```python
import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.linear_model import LinearRegression
from sklearn.svm import SVR
from sklearn.tree import DecisionTreeRegressor
from sklearn.ensemble import RandomForestRegressor
from sklearn.metrics import mean_squared_error, r2_score
from sklearn.model_selection import train_test_split
# 读取数据
data = pd.read_csv('data.csv')
# 筛选夜间数据
data = data[data['NIHT'] == 1]
# 数据质量控制
data = data[(data['L_F_MDS_QC'] == 0) | (data['L_F_MDS_QC'] == 1)]
data = data[(data['TA_F_QC'] == 0) | (data['TA_F_QC'] == 1)]
data = data[(data['SW_IN_F_QC'] == 0) | (data['SW_IN_F_QC'] == 1)]
data = data[(data['VPD_F_QC'] == 0) | (data['VPD_F_QC'] == 1)]
data = data[(data['P_F_QC'] == 0) | (data['P_F_QC'] == 1)]
data = data[(data['WS_F_QC'] == 0) | (data['WS_F_QC'] == 1)]
data = data[(data['N_VUT_RF_QC'] == 0) | (data['N_VUT_RF_QC'] == 1)]
# 缺失值直接剔除
data = data.dropna()
# 定义自变量和目标变量
X = data[['TIM_STAMP_ND', 'TA_F', 'SW_IN_F', 'VPD_F', 'P_F', 'WS_F', 'USTAR', 'RH', 'NTRAD', 'RCO_NT_VUT_R_F', 'N_VUT_RF']]
y = data['L_F_MDS']
# 划分训练集和测试集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)
# 线性回归模型
lr = LinearRegression()
lr.fit(X_train, y_train)
y_pred_lr = lr.predict(X_test)
print("线性回归模型的均方误差为: %.2f" % mean_squared_error(y_test, y_pred_lr))
print("线性回归模型的R^2值为: %.2f" % r2_score(y_test, y_pred_lr))
# 支持向量机模型
svr = SVR(kernel='linear')
svr.fit(X_train, y_train)
y_pred_svr = svr.predict(X_test)
print("支持向量机模型的均方误差为: %.2f" % mean_squared_error(y_test, y_pred_svr))
print("支持向量机模型的R^2值为: %.2f" % r2_score(y_test, y_pred_svr))
# 决策树模型
tree = DecisionTreeRegressor()
tree.fit(X_train, y_train)
y_pred_tree = tree.predict(X_test)
print("决策树模型的均方误差为: %.2f" % mean_squared_error(y_test, y_pred_tree))
print("决策树模型的R^2值为: %.2f" % r2_score(y_test, y_pred_tree))
# 随机森林模型
rf = RandomForestRegressor(n_estimators=100, random_state=42)
rf.fit(X_train, y_train)
y_pred_rf = rf.predict(X_test)
print("随机森林模型的均方误差为: %.2f" % mean_squared_error(y_test, y_pred_rf))
print("随机森林模型的R^2值为: %.2f" % r2_score(y_test, y_pred_rf))
```
其中,代码中的`data.csv`是待处理的数据文件,需要根据实际情况进行修改。代码首先对数据进行了筛选和质量控制,并剔除了缺失值。然后,将自变量和目标变量分别赋值给`X`和`y`。接着,使用`train_test_split`函数将数据集划分为训练集和测试集,然后分别使用线性回归、支持向量机、决策树和随机森林等算法进行训练和预测,并输出了各个模型的均方误差和R^2值。
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