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 20:15:41 浏览: 60
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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