Dec, 2019

基于雷达图像的降水现在预报机器学习

PDF
TL;DR采用深度学习技术中的 UNET 卷积神经网络，将高分辨率（1km × 1km）短期（1 小时）降水预测视为图像翻译问题，用于气候变化适应的高分辨率实时预测，表现优于光流、持续性和 NOAA 的数值一小时 HRRR 气象预测模型。
high-resolution nowcastingclimate change adaptationdeep learning techniquesprecipitation nowcastingunet convolutional neural network
发现论文，激发创造
  • 使用深度神经网络进行降水现在预报

    本研究使用三种深度学习模型（U-net、ConvLSTM 和 SVG-LP）在二维降水图上进行降雨即时预测，并提出了补丁提取算法以获得高分辨率的降水地图和损失函数来解决图像模糊问题和减少降水地图中零值像素的影响。

    Mar, 2022

  • 基于深度学习的降水预报和估计的有效训练策略

    本研究提出了一种基于深度学习的预降水方案，利用 U-Net 模型和预训练技术来提高预测性能，使用新的损失函数减轻类别不平衡问题，实验表明相较于传统方法，本方法的准确性和精度在降水预报和降水估算中都有所提高。

    Feb, 2022

  • 使用深度生成模型进行降水熟练的即时预报

    使用深度生成模型从雷达数据预测监测降水，可以提高预测值和操作效用，尤其在预测较强降雨事件方面表现优秀。

    Apr, 2021

  • 降水预测的深度学习：从时间序列预测的角度看调查

    近期基于深度学习的时序降水预测模型研究进展与性能评估综述

    Jun, 2024

  • 利用 NowcastNet 实现熟练的降水即时预报

    设计有效的短期降水预警系统是必要的，气候变化导致极端天气事件频率增加，相关机构可以通过基于深度学习的现在预测模型在几秒内做出准确预测，以便更好地应对对农业、交通、公共卫生和安全等方面的影响。

    Nov, 2023

  • 降水预测的深度学习：基准和新模型

    该研究提出了一种新的 Trajectory GRU（TrajGRU）模型以解决天气预报中的位置变化问题，并提出了一个基准数据集和评估标准，旨在为未来的研究提供方便，并衡量该领域的技术水平。

    Jun, 2017

  • RainAI -- 卫星数据降水即时预测

    通过使用 2D U-Net 模型进行空时特征学习，通过重要性采样和数据集准备，以及研究交叉熵损失函数、条件时间领先和上采样方法，提升天气预报准确性。

    Nov, 2023

  • 卫星图像降水短时预报

    利用地球同步卫星影像开发了一种降水现预报方法，并将其应用于 Yandex 天气预报，拓展了预报范围并为未来提供了全球性覆盖的可能性。

    May, 2019

  • CasCast: 级联建模实现高分辨率降水即时预报

    基于雷达数据的降水即时预报在极端天气预测中起着关键作用，对于灾害管理具有广泛的影响。本文提出了 CasCast，这是一个级联框架，由确定性部分和概率部分组成，用于将中尺度降水分布和小尺度模式的预测分离开来。通过高分辨率的训练和在低维潜空间中进行概率建模，使用帧导向扩散变换器加强极端事件的优化，同时减少计算成本。对三个基准雷达降水数据集进行的大量实验证明，CasCast 实现了竞争性的性能。尤其是在区域极端降水的即时预报方面，CasCast 的性能明显优于基线（高达 + 91.8%）。

    Feb, 2024

  • GPM 集成多卫星获取的全球降水预报：一种 U-Net 卷积 LSTM 架构

    本文提出了一种基于深度学习架构的降水模拟方法，该方法可以全球范围内每 30 分钟进行一次未来 4 小时的预测。该架构融合了 U-Net 和卷积长短期记忆（LSTM）神经网络，并使用来自全球预报系统（GFS）的集成多卫星降水检索数据（IMERG）和一些关键的降水驱动因素进行训练。通过研究不同的训练损失函数（包括均方误差和分类误差），评估了对降水模拟精度的影响，结果表明分类网络在极端降水模拟方面表现优于回归网络。核心成功指数证实了分类网络的预测降水更接近 IMERG。同时，研究发现物理变量的引入可以提高降水模拟的准确性，特别是对于较长的预测时段。在分辨率为 10 公里的尺度下，该模型仍然具有较高的技能得分，尤其对于 4 毫米 / 小时以上的降水情况。

    Jul, 2023