用pytorch写一个天气预测的代码,用LSTM或CNN,读取天气中的csv文件,由时间和气温两列数据,区分训练集和测试集,用gpu训练,输入为60天的天气,输出为某一天的天气,并画出实际曲线和预测曲线图,注意维度要一致

时间: 2023-09-26 10:13:34 浏览: 43
好的,以下是一个基于Pytorch的天气预测的代码,使用LSTM模型: ``` import torch import torch.nn as nn import pandas as pd import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 读取csv文件 df = pd.read_csv('weather.csv') # 取出时间和气温两列数据 time = df['time'].values.astype('datetime64[D]') temp = df['temperature'].values.astype('float32') # 归一化处理 temp_max = np.max(temp) temp_min = np.min(temp) temp = (temp - temp_min) / (temp_max - temp_min) # 将数据划分为训练集和测试集 train_x, train_y = [], [] test_x, test_y = [], [] for i in range(60, len(temp)): if i < len(temp) * 0.8: train_x.append(temp[i-60:i]) train_y.append(temp[i]) else: test_x.append(temp[i-60:i]) test_y.append(temp[i]) train_x = np.array(train_x).reshape(-1, 60, 1) train_y = np.array(train_y).reshape(-1, 1) test_x = np.array(test_x).reshape(-1, 60, 1) test_y = np.array(test_y).reshape(-1, 1) # 定义LSTM模型 class LSTM(nn.Module): def __init__(self, input_size=1, hidden_size=32, num_layers=2): super(LSTM, self).__init__() self.hidden_size = hidden_size self.num_layers = num_layers self.lstm = nn.LSTM(input_size, hidden_size, num_layers, batch_first=True) self.fc = nn.Linear(hidden_size, 1) def forward(self, x): h0 = torch.zeros(self.num_layers, x.size(0), self.hidden_size).cuda() c0 = torch.zeros(self.num_layers, x.size(0), self.hidden_size).cuda() out, _ = self.lstm(x, (h0, c0)) out = self.fc(out[:, -1, :]) return out # 训练模型 device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu') model = LSTM().to(device) criterion = nn.MSELoss() optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001) epochs = 100 batch_size = 64 train_loss_list = [] test_loss_list = [] for epoch in range(epochs): # 训练集 for i in range(0, len(train_x), batch_size): x_batch = torch.tensor(train_x[i:i+batch_size], dtype=torch.float32).to(device) y_batch = torch.tensor(train_y[i:i+batch_size], dtype=torch.float32).to(device) optimizer.zero_grad() output = model(x_batch) loss = criterion(output, y_batch) loss.backward() optimizer.step() train_loss_list.append(loss.cpu().data.numpy()) # 测试集 for i in range(0, len(test_x), batch_size): x_batch = torch.tensor(test_x[i:i+batch_size], dtype=torch.float32).to(device) y_batch = torch.tensor(test_y[i:i+batch_size], dtype=torch.float32).to(device) output = model(x_batch) loss = criterion(output, y_batch) test_loss_list.append(loss.cpu().data.numpy()) # 打印损失 print('Epoch [{}/{}], Train Loss: {:.4f}, Test Loss: {:.4f}'.format(epoch+1, epochs, train_loss_list[-1], test_loss_list[-1])) # 预测 model.eval() with torch.no_grad(): train_predict = model(torch.tensor(train_x, dtype=torch.float32).to(device)).cpu().data.numpy() test_predict = model(torch.tensor(test_x, dtype=torch.float32).to(device)).cpu().data.numpy() # 反归一化处理 train_predict = train_predict * (temp_max - temp_min) + temp_min train_y = train_y * (temp_max - temp_min) + temp_min test_predict = test_predict * (temp_max - temp_min) + temp_min test_y = test_y * (temp_max - temp_min) + temp_min # 绘制实际曲线和预测曲线图 plt.plot(time[60:len(train_predict)+60], train_predict, label='train predict') plt.plot(time[60:len(train_predict)+60], train_y, label='train actual') plt.plot(time[len(train_predict)+60:], test_predict, label='test predict') plt.plot(time[len(train_predict)+60:], test_y, label='test actual') plt.legend() plt.show() ``` 以上代码中,我们首先将读取的温度数据进行归一化处理,并将数据划分为训练集和测试集。然后我们定义了一个LSTM模型,并使用GPU进行训练。最后,我们使用训练好的模型进行预测,并将预测结果反归一化处理,并绘制实际曲线和预测曲线图。

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