用pytorch写一个神经网络,从csv文件中提取温度数据,输入为前60天的平均气温数据,输出为某天的平均气温,训练集和测试集分开
时间: 2024-05-31 13:11:13 浏览: 18
好的,我可以帮你编写代码,不过需要先明确一些问题:
1. csv文件的格式是怎样的?有哪些列?每列的含义是什么?
2. 训练集和测试集的划分方式是怎样的?按照日期划分还是按照随机划分?
3. 神经网络的结构是怎样的?包括输入层、输出层、隐藏层的神经元个数等。
回答了以上问题,我就可以按照你的要求编写代码了。
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用pytorch帮我写一个气温神经网络,从csv文件中读取温度数据,输入为前60天的平均气温,输出为某天的平均气温,画出实际气温变化与预测气温变化的对比图,計算在所有测试数据上的均方誤差。
好的,以下是一个简单的气温神经网络的代码示例:
```python
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
# 读取csv文件
data = pd.read_csv('temp.csv')
# 提取温度数据
temp = data['temperature'].values
# 归一化数据
temp_max = np.max(temp)
temp_min = np.min(temp)
temp = (temp - temp_min) / (temp_max - temp_min)
# 定义模型
class TemperatureNet(nn.Module):
def __init__(self):
super(TemperatureNet, self).__init__()
self.fc1 = nn.Linear(60, 10)
self.fc2 = nn.Linear(10, 1)
def forward(self, x):
x = torch.relu(self.fc1(x))
x = self.fc2(x)
return x
# 初始化模型
model = TemperatureNet()
# 定义损失函数和优化器
criterion = nn.MSELoss()
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.01)
# 划分训练集和测试集
train_data = temp[:3000]
test_data = temp[3000:]
# 构建训练数据
def create_dataset(dataset, look_back=60):
dataX, dataY = [], []
for i in range(len(dataset)-look_back-1):
a = dataset[i:(i+look_back)]
dataX.append(a)
dataY.append(dataset[i + look_back])
return np.array(dataX), np.array(dataY)
train_X, train_Y = create_dataset(train_data)
test_X, test_Y = create_dataset(test_data)
# 训练模型
for epoch in range(100):
inputs = torch.Tensor(train_X)
labels = torch.Tensor(train_Y)
optimizer.zero_grad()
outputs = model(inputs)
loss = criterion(outputs, labels.view(-1, 1))
loss.backward()
optimizer.step()
print('Epoch {}, Loss {}'.format(epoch, loss.item()))
# 测试模型
model.eval()
test_inputs = torch.Tensor(test_X)
test_outputs = model(test_inputs)
test_outputs = test_outputs.detach().numpy()
test_Y = test_Y.reshape(-1, 1)
test_outputs = test_outputs * (temp_max - temp_min) + temp_min
test_Y = test_Y * (temp_max - temp_min) + temp_min
# 绘制实际气温变化与预测气温变化的对比图
plt.plot(test_outputs, label='Predicted temperature')
plt.plot(test_Y, label='Actual temperature')
plt.legend()
plt.show()
# 计算在所有测试数据上的均方误差
mse = np.mean((test_outputs - test_Y)**2)
print('Mean Squared Error:', mse)
```
需要注意的是,这个代码示例只是一个简单的气温神经网络,可能需要根据实际情况进行调整和优化。
用pytorch帮我写一个气温神经网络,输入为前60天的平均气温,输出为某天的平均气温,从csv文件中读取温度数据,画出实际气温变化与预测气温变化的对比图,計算在所有测试数据上的均方誤差。
好的,我可以帮您写一个气温预测神经网络。您需要先安装PyTorch和Pandas模块,以便读取CSV文件和构建神经网络。
首先,我们需要导入必要的模块:
```python
import torch
import torch.nn as nn
import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
```
然后,我们读取CSV文件并将数据转换为Numpy数组:
```python
data = pd.read_csv('temperature.csv')
temp = np.array(data['temperature'], dtype='float32')
```
接下来,我们需要创建一个函数,该函数将前60天的平均气温作为输入,并输出下一天的平均气温。我们将使用一个简单的前馈神经网络,其中包含一个隐藏层:
```python
class TemperatureModel(nn.Module):
def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size):
super(TemperatureModel, self).__init__()
self.hidden = nn.Linear(input_size, hidden_size)
self.relu = nn.ReLU()
self.output = nn.Linear(hidden_size, output_size)
def forward(self, x):
hidden = self.hidden(x)
activated = self.relu(hidden)
output = self.output(activated)
return output
```
现在,我们需要准备数据并训练模型。我们将使用前60天的平均气温作为输入,下一天的平均气温作为输出,并使用均方误差作为损失函数。我们将使用随机梯度下降优化器进行优化,并迭代100次:
```python
# 准备数据
inputs = []
outputs = []
window_size = 60
for i in range(len(temp)-window_size):
inputs.append(temp[i:i+window_size])
outputs.append(temp[i+window_size])
inputs = np.array(inputs)
outputs = np.array(outputs)
inputs = torch.from_numpy(inputs)
outputs = torch.from_numpy(outputs)
train_size = int(len(inputs) * 0.8)
train_inputs = inputs[:train_size]
train_outputs = outputs[:train_size]
test_inputs = inputs[train_size:]
test_outputs = outputs[train_size:]
# 训练模型
model = TemperatureModel(window_size, 32, 1)
loss_fn = nn.MSELoss()
optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(), lr=0.001)
for i in range(100):
for j in range(train_size):
optimizer.zero_grad()
output = model(train_inputs[j])
loss = loss_fn(output, train_outputs[j])
loss.backward()
optimizer.step()
```
现在,我们可以使用模型进行预测并绘制实际气温变化与预测气温变化的对比图:
```python
# 预测并绘制图形
model.eval()
predicted_outputs = []
for input in test_inputs:
output = model(input)
predicted_outputs.append(output.item())
mse = ((test_outputs - predicted_outputs) ** 2).mean()
print('均方误差:', mse)
plt.plot(test_outputs, label='Actual')
plt.plot(predicted_outputs, label='Predicted')
plt.legend()
plt.show()
```
这样,您就可以得到一个简单的气温预测神经网络,并且可以使用它来预测任何未来天气的平均气温。