[发明专利]一种空气质量PM2.5预测方法及系统

权利要求书

1.一种空气质量PM2.5预测方法，其特征在于，所述空气质量PM2.5预测方法包括：

以预定的规格对研究区域进行网格化；

获取各个网格内的影响因子数据以及监测站监测到的空气质量数据；

将各个网格内的所述影响因子数据整合在一起构成四阶张量，并对所述四阶张量进行归一化处理；

基于归一化处理后的影响因子张量数据以及所述空气质量数据中提取的PM2.5浓度数据，建立张量样本数据库，所述张量样本数据库中包含训练样本和目标样本；

构建初始的支持张量回归模型；

将所述张量样本数据库中包含PM2.5影响因子张量数据以及PM2.5浓度数据的训练样本作为输入数据，对所述初始的支持张量回归模型进行训练；

通过交替投影算法确定所述初始的支持张量回归模型的参数，获得最终的支持张量回归模型；

通过所述最终的支持张量回归模型对所述张量样本数据库中的目标样本进行预测，以获取该目标样本中的PM2.5浓度数据；

所述通过交替投影算法确定所述初始的支持张量回归模型的参数，获得最终的支持张量回归模型包括：

步骤1：初始化四阶张量中前三阶张量的投影，根据所述初始的张量回归模型求第四阶张量的投影；

步骤2：更新第四阶张量的投影，根据所述初始的张量回归模型求第三阶张量的投影；

步骤3：更新第三阶张量的投影，根据所述初始的张量回归模型求第二阶张量的投影；

步骤4：更新第二阶张量的投影，根据所述初始的张量回归模型求第一阶张量的投影；

步骤5：循环步骤1至步骤4直到所述初始的张量回归模型收敛为止，获得投影张量和偏移标量。

2.如权利要求1所述的空气质量PM2.5预测方法，其特征在于，所述四阶张量中前三阶张量分别为经度、维度和时间；所述第四阶张量为影响PM2.5的相关因子，包括气象因子、交通因子、人口因子、路网因子以及兴趣点因子。

3.如权利要求1至2任一项所述的空气质量PM2.5预测方法，其特征在于，所述四阶张量由多个三阶张量组成，每个三阶张量包括经度、维度和时间三个影响因子。

4.一种空气质量PM2.5预测系统，其特征在于，所述空气质量PM2.5预测系统包括：

网格化单元，用于以预定的规格对研究区域进行网格化；

数据获取单元，用于获取各个网格内的影响因子数据以及监测站监测到的空气质量数据；

四阶张量构建单元，用于将各个网格内的所述影响因子数据整合在一起构成四阶张量，并对所述四阶张量进行归一化处理；

样本数据库建立单元，用于基于归一化处理后的影响因子张量数据以及所述空气质量数据中提取的PM2.5浓度数据，建立张量样本数据库，所述张量样本数据库中包含训练样本和目标样本；

回归模型构建单元，用于构建初始的支持张量回归模型；

训练单元，用于将所述张量样本数据库中包含PM2.5影响因子张量数据以及PM2.5浓度数据的训练样本作为输入数据，对所述初始的支持张量回归模型进行训练；

参数确定单元，用于通过交替投影算法确定所述初始的支持张量回归模型的参数，获得最终的支持张量回归模型；

预测单元，用于通过所述最终的支持张量回归模型对所述张量样本数据库中的目标样本进行预测，以获取该目标样本中的PM2.5浓度数据；

所述参数确定单元包括：

第一计算模块，用于初始化四阶张量中前三阶张量的投影，根据所述初始的张量回归模型求第四阶张量的投影；

第二计算模块，用于更新第四阶张量的投影，根据所述初始的张量回归模型求第三阶张量的投影；

第三计算模块，用于更新第三阶张量的投影，根据所述初始的张量回归模型求第二阶张量的投影；

第四计算模块，用于更新第二阶张量的投影，根据所述初始的张量回归模型求第一阶张量的投影；

控制模块，用于控制第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块以及第四计算模块的执行，直到所述初始的张量回归模型收敛为止，获得投影张量和偏移标量。