1.一種基于差異修正的景區(qū)旅游氣象災(zāi)害智能預(yù)測方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟一、收集目標(biāo)景區(qū)發(fā)生的氣象災(zāi)害的歷史數(shù)據(jù),其包括目標(biāo)景區(qū)發(fā)生的氣象災(zāi)害的時間和發(fā)生該氣象災(zāi)害的氣象要素數(shù)據(jù),建立目標(biāo)景區(qū)發(fā)生的氣象災(zāi)害的歷史氣象要素數(shù)據(jù)庫HDB;收集目標(biāo)景區(qū)發(fā)生氣象災(zāi)害時目標(biāo)景區(qū)所屬地區(qū)的氣象要素數(shù)據(jù),建立目標(biāo)景區(qū)所屬地區(qū)的歷史氣象要素數(shù)據(jù)庫RDB;
步驟二、根據(jù)目標(biāo)景區(qū)發(fā)生的氣象災(zāi)害的類型,將HDB中的氣象要素數(shù)據(jù)進(jìn)行分類,并對同類型的氣象要素數(shù)據(jù)進(jìn)行偏相關(guān)分析,確定目標(biāo)景區(qū)發(fā)生的氣象災(zāi)害的主要氣象要素,建立目標(biāo)景區(qū)發(fā)生的氣象災(zāi)害的主要氣象要素集Fs;在RDB中選取與Fs內(nèi)的氣象要素類型相同的氣象要素,建立目標(biāo)景區(qū)所屬地區(qū)發(fā)生的氣象災(zāi)害的主要氣象要素集RFs;
步驟三、從HDB中提取Fs對應(yīng)的氣象要素數(shù)據(jù),建立目標(biāo)景區(qū)發(fā)生的氣象災(zāi)害的主要氣象要素數(shù)據(jù)集合XFs;從RDB中提取RFs對應(yīng)的氣象要素數(shù)據(jù),建立目標(biāo)景區(qū)所屬地區(qū)發(fā)生的氣象災(zāi)害的主要氣象要素數(shù)據(jù)集合XRFs;分別計算XFs中的每一個氣象要素數(shù)據(jù)和XRFs中與XFs中的氣象要素數(shù)據(jù)相對應(yīng)的氣象要素數(shù)據(jù)的差值,得到差異集XDFs;
步驟四、以XRFs中的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)樣本,使用基因表達(dá)式編程算法分別計算目標(biāo)景區(qū)的每一種氣象災(zāi)害與主要氣象要素之間的映射關(guān)系函數(shù),進(jìn)而得到氣象災(zāi)害與主要氣象要素之間的映射關(guān)系函數(shù)集G1;
步驟五、以XDFs中的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)樣本,使用基因表達(dá)式編程算法分別計算目標(biāo)景區(qū)的每一種氣象災(zāi)害與主要氣象要素之間的差異映射關(guān)系函數(shù),進(jìn)而得到氣象災(zāi)害與主要氣象要素之間的差異映射關(guān)系函數(shù)集G2;
步驟六、將G1中的每一個數(shù)據(jù)和G2中與該數(shù)據(jù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)相加,得到預(yù)測函數(shù)集G3;
步驟七、對G3中的預(yù)測函數(shù)進(jìn)行F檢驗,如果顯著水平P不能滿足P<設(shè)定閾值,則該預(yù)測函數(shù)不符合要求,從G3中剔除該預(yù)測函數(shù),否則保留該預(yù)測函數(shù),完成剔除后得到的函數(shù)集,即為目標(biāo)景區(qū)氣象災(zāi)害的預(yù)測模型G;
步驟八、根據(jù)氣象部門發(fā)布的數(shù)值預(yù)報模式的實時數(shù)據(jù),并從中選出RFs中相對應(yīng)的氣象要素值,輸入到G中,即可計算得到目標(biāo)景區(qū)氣象災(zāi)害的預(yù)測結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的基于差異修正的景區(qū)旅游氣象災(zāi)害智能預(yù)測方法,其特征在于,所述步驟二中確定目標(biāo)景區(qū)發(fā)生的氣象災(zāi)害的主要氣象要素的具體方法為:
對同類型的氣象要素數(shù)據(jù)進(jìn)行偏相關(guān)分析后,進(jìn)行偏相關(guān)系數(shù)檢驗,通過給定信度檢驗的偏相關(guān)性較好的氣象要素即為目標(biāo)景區(qū)發(fā)生的氣象災(zāi)害的主要氣象要素。
3.如權(quán)利要求1所述的基于差異修正的景區(qū)旅游氣象災(zāi)害智能預(yù)測方法,其特征在于,所述步驟四中使用基因表達(dá)式編程算法分別計算目標(biāo)景區(qū)的各氣象災(zāi)害與主要氣象要素之間的映射關(guān)系函數(shù)的方法包括以下步驟:
步驟a、基因表達(dá)式編程算法程序讀入數(shù)據(jù)樣本,輸入種群大小、基因頭長度、基因尾長度、函數(shù)最大操目數(shù)、基因數(shù)、最大迭代數(shù)、最大適應(yīng)度值、變異率、插串率和重組率,基因表達(dá)式編程算法程序根據(jù)基因表達(dá)式編程染色體和基因的定義自動生成初始種群;
步驟b、基因表達(dá)式編程算法程序進(jìn)行適應(yīng)度計算,以染色體為個體,并分別計算各個個體的適應(yīng)度,適應(yīng)度的計算公式如下:
其中,
Ri為第i個體的適應(yīng)度,0≤Ri≤1;
SSE為殘差平方和;
m為目標(biāo)發(fā)生的氣象災(zāi)害的總記錄次數(shù);
yj為以XRFs中的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)樣本,其中存儲的第j次氣象災(zāi)害;
為變量yj關(guān)于函數(shù)y的估計值;
SST為總離差平方和;
為變量yj的平均值;
步驟c、若步驟b中計算得到的個體的適應(yīng)度達(dá)到步驟a中輸入的最大適應(yīng)度值,則將種群中的最優(yōu)個體的表現(xiàn)型按樹的中序遍歷方法解析表達(dá)式樹為數(shù)學(xué)表達(dá)式,其中,在所有個體中適應(yīng)度最大的個體為最優(yōu)個體,所得數(shù)學(xué)表達(dá)式即為目標(biāo)景區(qū)的一種氣象災(zāi)害與主要氣象要素之間的映射關(guān)系函數(shù);若步驟b中計算得到的個體的適應(yīng)度未達(dá)到步驟a中輸入的最大適應(yīng)度值,則繼續(xù)
步驟d、以最優(yōu)個體作為最優(yōu)染色體,保留最優(yōu)染色體進(jìn)行遺傳操作,并根據(jù)達(dá)爾文的適者生存原則選擇產(chǎn)生下一代染色體,將得到的下一代染色體作為個體重復(fù)步驟b到步驟c。
4.如權(quán)利要求3所述的基于差異修正的景區(qū)旅游氣象災(zāi)害智能預(yù)測方法,其特征在于,所述步驟a中基因表達(dá)式編程算法的基因用長度固定的符串來表示,由頭部和尾部兩部分組成,頭部包含函數(shù)符號和終結(jié)符號,尾部包含終結(jié)符號,尾部長度t和頭部長度h之間滿足方程:t=h*(n-1)+1。
5.如權(quán)利要求3所述的基于差異修正的景區(qū)旅游氣象災(zāi)害智能預(yù)測方法,其特征在于,所述步驟a中的基因表達(dá)式編程算法程序采用多基因染色體的方式構(gòu)成染色體,每個氣象要素用一個基因表示。
6.如權(quán)利要求3所述的基于差異修正的景區(qū)旅游氣象災(zāi)害智能預(yù)測方法,其特征在于,所述步驟d中根據(jù)達(dá)爾文的適者生存原則產(chǎn)生下一代染色體的步驟為:
步驟1)、保留最優(yōu)染色體;
步驟2)、選擇染色體進(jìn)行復(fù)制,可選用輪盤賭選擇法或錦標(biāo)賽選擇法對染色體進(jìn)行選擇;
步驟3)、對步驟2)中得到的染色體依概率進(jìn)行交叉重組、變異、插串和倒串等遺傳操作,得到下一代染色體。
7.如權(quán)利要求1所述的基于差異修正的景區(qū)旅游氣象災(zāi)害智能預(yù)測方法,其特征在于,所述步驟七中的設(shè)定閾值為0.01。