对上述数据,做一个基于lstm的时间序列预测,给出python代码,同时不使用tensorflow和keair
时间: 2024-09-25 19:05:12 浏览: 54
对于基于LSTM的时间序列预测,我们可以使用PyTorch库,因为它也支持循环神经网络(RNN)模型,包括LSTM。以下是一个简单的例子,展示如何使用PyTorch构建一个基本的LSTM模型对给定的数据进行预测:
```python
import torch
import torch.nn as nn
import numpy as np
# 假设你的数据已经处理成numpy数组,data是时间序列,target是下一个时间步的值
data = np.array([...]) # 将实际数据替换这里
n_features = data.shape[1] # 特征数
n_steps = data.shape[0] // 2 # 预测步长,假设我们想要预测前两年的数据
n_outputs = 1 # 输出通道数,这里是总降水量
class LSTMModel(nn.Module):
def __init__(self, n_features, n_steps, n_outputs):
super().__init__()
self.lstm = nn.LSTM(n_features, 50, batch_first=True)
self.fc = nn.Linear(50, n_outputs)
def forward(self, x):
lstm_out, (hidden, cell) = self.lstm(x)
out = self.fc(lstm_out[:, -1, :])
return out
# 数据预处理
def create_dataset(data, look_back=1):
X, Y = [], []
for i in range(len(data)-look_back-1):
a = data[i:(i+look_back), :]
X.append(a)
Y.append(data[i + look_back, 0])
return np.array(X), np.array(Y)
# 将数据划分为训练集和测试集
X_train, y_train = create_dataset(data[:-n_steps], look_back=n_steps)
X_test, y_test = create_dataset(data[-n_steps:], look_back=n_steps)
# 转换为Tensor并标准化
X_train = torch.tensor(X_train, dtype=torch.float32).permute((0, 2, 1)) / 255.0 # 假设数据已归一化
y_train = torch.tensor(y_train, dtype=torch.float32)
X_test = torch.tensor(X_test, dtype=torch.float32).permute((0, 2, 1)) / 255.0
model = LSTMModel(n_features, n_steps, n_outputs)
optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001)
criterion = nn.MSELoss()
# 训练模型
for epoch in range(50): # 可视化调整此参数
model.train()
optimizer.zero_grad()
output = model(X_train)
loss = criterion(output, y_train.view(-1))
loss.backward()
optimizer.step()
# 测试模型
model.eval()
with torch.no_grad():
predictions = model(X_test)
mse = criterion(predictions, y_test.view(-1))
print(f'Mean Squared Error on test set: {mse.item()}')
# 对新数据做预测
new_data = data[-n_steps:].reshape(1, n_steps, n_features)
prediction = model(torch.tensor(new_data, dtype=torch.float32).permute((0, 2, 1))) # 预测下一年的降水量
```
注意:这个代码示例仅用于演示如何建立一个基础模型,实际应用中你可能需要根据数据特性、超参数调整和验证流程进行优化。另外,你需要将`create_dataset`函数中的`look_back`参数设置为你希望使用的预测长度。最后,记得处理好缺失值、异常值和序列对齐等问题。
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