基于BP-STARMA模型的孔隙地下水位時空變化預(yù)測研究的任務(wù)書

基于BP-STARMA模型的孔隙地下水位時空變化預(yù)測研究的任務(wù)書一、任務(wù)背景地下水資源是世界上最重要的淡水資源之一，它廣泛應(yīng)用于城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水等領(lǐng)域。然而，隨著人口的增加和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對地下水資源的需求與日俱增，而地下水的井孔管理與地下水位的預(yù)測也變得越來越重要。如果不能有效的管理地下水資源，可能會導(dǎo)致地下水位下降或水質(zhì)惡化，對社會、經(jīng)濟(jì)甚至生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響。因此，對地下水位時空變化的預(yù)測研究具有重要的意義。BP-STARMA模型是一種將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和SARIMA時間序列模型相結(jié)合的時空預(yù)測方法，它可以充分考慮孔隙地下水位的時空依賴關(guān)系，進(jìn)而提高預(yù)測精度。因此，采用BP-STARMA模型對孔隙地下水位的時空變化進(jìn)行預(yù)測具有一定的研究價值。二、任務(wù)內(nèi)容1.對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和SARIMA時間序列模型進(jìn)行論文研究，分析兩種模型的優(yōu)缺點以及在孔隙地下水位預(yù)測中的應(yīng)用情況。2.獲取孔隙地下水位數(shù)據(jù)，包括足尺水位、靜態(tài)水位等數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括缺失值填充、異常值處理等。3.分別采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、SARIMA模型以及BP-STARMA模型對孔隙地下水位進(jìn)行預(yù)測，并且將預(yù)測結(jié)果進(jìn)行對比分析。4.基于預(yù)測結(jié)果，分析孔隙地下水位時空變化的規(guī)律與特征，并深入探究其規(guī)律形成機(jī)制。5.提出針對孔隙地下水位時空變化的管理建議，并與地下水管理部門進(jìn)行溝通交流。三、任務(wù)要求1.熟練掌握BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和SARIMA時間序列模型的基本理論，具有一定的數(shù)學(xué)、計算機(jī)和統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)。2.了解地下水位時空變化的主要影響因素和規(guī)律，具備地下水資源管理和應(yīng)用的相關(guān)知識。3.熟悉數(shù)據(jù)處理方法和模型驗證的常見流程，并能夠熟練使用MATLAB軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和模型驗證。4.具有實踐能力和團(tuán)隊合作精神，能夠積極配合團(tuán)隊完成論文的撰寫與發(fā)表。四、任務(wù)進(jìn)度第一周：對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和SARIMA時間序列模型進(jìn)行文獻(xiàn)閱讀，了解模型理論和應(yīng)用情況。第二周：獲取孔隙地下水位數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理。第三周：采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對孔隙地下水位進(jìn)行預(yù)測，并分析預(yù)測結(jié)果。第四周：采用SARIMA模型對孔隙地下水位進(jìn)行預(yù)測，并分析預(yù)測結(jié)果。第五周：采用BP-STARMA模型對孔隙地下水位進(jìn)行預(yù)測，并分析預(yù)測結(jié)果。第六周：分析孔隙地下水位時空變化的規(guī)律與特征，并深入探究其規(guī)律形成機(jī)制。第七周：提出針對孔隙地下水位時空變化的管理建議，并與地下水管理部門進(jìn)行溝通交流。第八周：完成論文撰寫與修改，準(zhǔn)備論文發(fā)表。五、任務(wù)目標(biāo)1.深入探究BP-STARMA模型在孔隙地下水位預(yù)測中的應(yīng)用效果，并分析其優(yōu)缺點。2.揭示孔隙地下水位時空變化的規(guī)律與特征，為地下水資源管理和開發(fā)提供參考。3.提出對孔隙地下