基于随机森林算法的参考作物蒸发蒸腾量模拟计算

摘要：

选取西南喀斯特地区4个气象站点(都安、河池、百色和融安)5 a(2008--2012年)的逐日气象数据,包括日最高气温Tmax、日最低气温Tmin、相对湿度RH、日照时数n和风速u2这5个气象因子的不同组合作为输入,并以FAO 56 Penman-Monteith法(FAO P-M)的计算结果作为标准值,建立基于随机森林(Random forest,RF)算法和基因表达式编程(Gene expression programming,GEP)算法的ET0模型,并将模拟结果与传统Hargreaves模型的计算结果进行比较.结果表明,不同气象因子组合下建立的RF模型均能较好地反映气象因子与ET0之间的非线性关系.随着气象因子的增加,RF模型模拟的精度随之提高.在仅有气温数据时,RF模型仍具有足够的精度(R2为0.875,RMSE为0.546 mm/d),与传统Hargreaves模型相比R2平均增加了1.98％,RMSE平均减小了22.88％,因此在仅有气温数据时可用RF模型代替Hargreaves模型.RF算法对气象因子的重要性评估表明,在该区域对ET0最重要的气象因子依次为Tmux、n、Tmin、Ra、RH和u2.相同气象因子输入下,RF模型精度高于GEP模型.

关键词：参考作物蒸发蒸腾量、随机森林、基因表达式编程、Penman-Monteith模型、西南喀斯特地区

所属期刊栏目：48

分类号：S161.4(农业气象学)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划项目2015CB452703;国家自然科学基金项目41171187、31100294

在线出版日期：2017-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：302-309