编写基于TensorFlow和LSTM模型的Python自定义类ModelLstm预测全球风速代码,读取720个tif文件,每个文件表示一小时时间间隔,每个tif包含像元数[721,1440],表示全球格网点,作为训练数据,用3小时数据预测未来3小时风速
时间: 2024-03-29 20:40:23 浏览: 16
好的,让我来帮你编写这个ModelLstm类。
首先,需要导入一些必要的库和模块:
```python
import tensorflow as tf
from tensorflow.keras.models import Sequential
from tensorflow.keras.layers import Dense, LSTM
from tensorflow.keras.callbacks import ModelCheckpoint, EarlyStopping
import numpy as np
import os
from osgeo import gdal
```
然后,我们可以定义ModelLstm类,包括初始化函数和训练函数:
```python
class ModelLstm:
def __init__(self, input_shape=(721, 1440), output_shape=(721, 1440), lstm_units=128, dense_units=128, epochs=50, batch_size=16):
self.input_shape = input_shape
self.output_shape = output_shape
self.lstm_units = lstm_units
self.dense_units = dense_units
self.epochs = epochs
self.batch_size = batch_size
self.model = self.build_model()
def build_model(self):
model = Sequential()
model.add(LSTM(self.lstm_units, input_shape=self.input_shape, return_sequences=True))
model.add(Dense(self.dense_units))
model.add(Dense(np.prod(self.output_shape), activation='linear'))
model.compile(loss='mean_squared_error', optimizer='adam')
return model
def train(self, data_path, model_path):
x, y = self.load_data(data_path)
checkpoint = ModelCheckpoint(model_path, monitor='val_loss', verbose=1, save_best_only=True, mode='min')
early_stop = EarlyStopping(monitor='val_loss', patience=10, verbose=1, mode='min')
callbacks_list = [checkpoint, early_stop]
self.model.fit(x, y, epochs=self.epochs, batch_size=self.batch_size, validation_split=0.1, callbacks=callbacks_list)
def load_data(self, data_path):
data_list = os.listdir(data_path)
data_list.sort()
x = []
y = []
for i in range(len(data_list)-6):
data_x = []
for j in range(6):
data = gdal.Open(data_path + '/' + data_list[i+j])
data_band = data.GetRasterBand(1)
data_array = data_band.ReadAsArray()
data_x.append(data_array)
x.append(data_x)
data_y = gdal.Open(data_path + '/' + data_list[i+6])
data_band = data_y.GetRasterBand(1)
data_array = data_band.ReadAsArray()
y.append(data_array)
x = np.array(x)
y = np.array(y)
x = x.reshape(x.shape[0], x.shape[1], x.shape[2], x.shape[3], 1)
y = y.reshape(y.shape[0], y.shape[1]*y.shape[2])
return x, y
```
在这个ModelLstm类中,我们定义了初始化函数,包括输入形状、输出形状、LSTM单元数、全连接层单元数、迭代次数和批次大小。我们还定义了build_model函数,用于建立LSTM模型,并定义了train函数,用于训练模型。
在load_data函数中,我们首先获取数据文件夹中的所有文件,并根据文件名排序。然后,我们读取6个小时的数据作为输入,读取第7个小时的数据作为输出,并将它们分别存入x和y数组中。最后,我们将x和y数组转换为numpy数组,并将x数组的形状调整为(batch_size, 6, 721, 1440, 1),将y数组的形状调整为(batch_size, 721*1440)。
现在,我们可以使用ModelLstm类来训练模型了。假设我们有一个名为data的数据文件夹,并且我们想要将训练好的模型保存到名为model.h5的文件中,我们可以这样做:
```python
model_lstm = ModelLstm()
model_lstm.train('data', 'model.h5')
```
这将会使用data文件夹中的数据来训练模型,并将训练好的模型保存到model.h5文件中。