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60天的实际曲线和预测曲线图,注意维度要一致

时间: 2023-10-01 20:06:37 浏览: 135
好的,以下是一个简单的天气预测的代码,使用LSTM模型: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim import pandas as pd import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 读取csv文件 df = pd.read_csv('weather.csv') # 提取时间和气温两列数据 data = df[['Time', 'Temperature']].values.astype(float) # 归一化数据 mean = np.mean(data, axis=0) std = np.std(data, axis=0) data = (data - mean) / std # 划分训练集和测试集 train_size = int(len(data) * 0.8) train_data = data[:train_size] test_data = data[train_size:] # 定义函数将数据转换为序列形式 def create_sequences(data, seq_length): xs = [] ys = [] for i in range(len(data)-seq_length-1): x = data[i:(i+seq_length), :] y = data[i+seq_length, 1] xs.append(x) ys.append(y) return np.array(xs), np.array(ys) # 将数据转换为序列形式 seq_length = 60 train_x, train_y = create_sequences(train_data, seq_length) test_x, test_y = create_sequences(test_data, seq_length) # 转换为PyTorch张量 train_x = torch.from_numpy(train_x).float() train_y = torch.from_numpy(train_y).float() test_x = torch.from_numpy(test_x).float() test_y = torch.from_numpy(test_y).float() # 定义LSTM模型 class LSTM(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size): super(LSTM, self).__init__() self.hidden_size = hidden_size self.lstm = nn.LSTM(input_size, hidden_size) self.fc = nn.Linear(hidden_size, output_size) def forward(self, x): lstm_out, _ = self.lstm(x.view(len(x), 1, -1)) output = self.fc(lstm_out.view(len(x), -1)) return output[-1] # 设置GPU device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu') # 初始化模型和优化器 input_size = 2 hidden_size = 64 output_size = 1 model = LSTM(input_size, hidden_size, output_size).to(device) optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001) # 定义训练函数 def train(model, optimizer, loss_fn, train_x, train_y): model.train() loss_train = 0 for i in range(len(train_x)): optimizer.zero_grad() output = model(train_x[i].to(device)) loss = loss_fn(output, train_y[i].to(device)) loss_train += loss.item() loss.backward() optimizer.step() return loss_train / len(train_x) # 定义测试函数 def test(model, loss_fn, test_x, test_y): model.eval() loss_test = 0 with torch.no_grad(): for i in range(len(test_x)): output = model(test_x[i].to(device)) loss = loss_fn(output, test_y[i].to(device)) loss_test += loss.item() return loss_test / len(test_x) # 训练模型 num_epochs = 100 loss_fn = nn.MSELoss() train_losses = [] test_losses = [] for epoch in range(num_epochs): train_loss = train(model, optimizer, loss_fn, train_x, train_y) test_loss = test(model, loss_fn, test_x, test_y) train_losses.append(train_loss) test_losses.append(test_loss) print(f'Epoch [{epoch+1}/{num_epochs}], Train Loss: {train_loss:.4f}, Test Loss: {test_loss:.4f}') # 画出损失曲线 plt.plot(train_losses, label='Train Loss') plt.plot(test_losses, label='Test Loss') plt.legend() plt.show() # 预测测试集数据 model.eval() pred_y = [] with torch.no_grad(): for i in range(len(test_x)): output = model(test_x[i].to(device)) pred_y.append(output.item()) # 反归一化数据 train_mean = mean[1] train_std = std[1] test_mean = mean[1] test_std = std[1] train_y = train_y * train_std + train_mean test_y = test_y * test_std + test_mean pred_y = np.array(pred_y) * test_std + test_mean # 画出预测和实际曲线图 plt.plot(test_y, label='Actual') plt.plot(pred_y, label='Predicted') plt.legend() plt.show() ``` 需要注意的是,此代码并没有进行超参优化和模型调整,可能存在过拟合或欠拟合的问题。在实际项目中,需要根据具体数据情况进行调整。
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