keras搭建lstm水库流量预测实战

本文通过Keras框架构建了一个LSTM模型,应用于水库流量的预测实践。介绍了数据处理和模型训练过程,展示了预测的效果。

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数据:

效果:

 

 

 完整代码:

# -*- coding: utf-8 -*-
# 导入库pip install openpyxl -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
import pandas as pd
import numpy as np
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn import metrics
from sklearn.metrics import mean_squared_error  # 评价指标
import matplotlib.pyplot as plt
from keras.models
### 使用Keras构建LSTM神经网络 为了使用Keras搭建LSTM神经网络,可以遵循一系列特定的操作流程。这包括导入必要的库、定义模型结构、编译以及查看模型摘要。 #### 导入库文件 首先需要引入`Sequential`用于初始化顺序模型,而`LSTM`和`Dense`则分别用来添加循环层和全连接层: ```python from keras.models import Sequential from keras.layers import LSTM, Dense ``` #### 初始化并配置模型架构 接着创建一个线性的堆叠模型对象,并向其中加入具有指定单元数量的LSTM层;这里假设输入的时间步长不定(`None`)但每一步有100维特征量。之后再附加一层带有激活函数`softmax`的输出层,该层负责分类任务中的概率分布计算。 ```python model = Sequential() model.add(LSTM(64, input_shape=(None, 100))) model.add(Dense(10, activation='softmax')) ``` #### 编译设置 完成上述操作后,还需调用`compile()`方法设定损失函数(如`categorical_crossentropy`)、优化器(比如`rmsprop`),以便后续能够有效地执行反向传播更新权重参数[^2]。 ```python model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer='rmsprop') ``` #### 查看模型详情 最后可以通过调用`summary()`打印出整个网络框架的信息概览图,帮助理解各层之间的连接关系及其参数规模大小。 ```python model.summary() ``` 对于实际应用而言,在处理具体问题时可能还需要考虑更多细节上的调整,例如针对时间序列预测的任务,往往涉及到将原始数据转换成适合喂入LSTM的形式——即由二维数组转变为三维张量形式([样本数, 步骤, 特征])[^3]。此外,合理地划分训练集与测试集也是十分重要的环节之一。
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