基于跨源反馈融合的池塘养殖水质多变量预测:DECSF-Net 模型的突破与应用

【字体: 时间:2025年05月04日 来源:Aquaculture International 2.2

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  传统池塘养殖水质预测模型处理跨源异质数据时存在局限,未考虑未来气象数据影响。研究人员开展基于跨源反馈融合的池塘养殖水质多变量预测研究,提出 DECSF-Net 模型。实验表明其预测精度高,为复杂生态环境水质预测提供新方案。

  传统池塘养殖的水质预测模型在处理跨源异质数据时存在局限性,尤其是在充分考虑未来气象数据对水质变化的影响方面有所欠缺。像温度、气压和降雨这类气象因素,通常会对水质变化产生显著的滞后效应。而现有的模型往往仅依赖历史水质数据进行预测,忽视了气象因素的作用。
在这项研究中,提出了一种增强型深度学习模型 —— 双编码器跨源反馈网络(DECSF-Net)。该模型采用改进的双编码器结构,分别对水质数据和气象数据进行编码,能够精准捕捉未来气象数据对水质时间序列的复杂影响。跨源反馈融合(CSFF)模块通过双向反馈机制,增强了水质数据和气象数据之间的相互关注,提升了模型对跨源数据的联合表征能力。

实验结果显示,在预测未来 8 小时的水质方面,DECSF-Net 模型优于现有的主流方法。其均方误差(MSE)为 0.0959,平均绝对误差(MAE)为 0.2037,均方根误差(RMSE)为 0.3084,平均绝对百分比误差(MAPE)为 1.5159,展现出卓越的预测准确性。这一模型有效地应对了复杂生态环境下的水质预测挑战,同时也表明将未来气象数据融入水质预测方法中,能够显著提高预测精度,具有重要的实用价值。

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