梯度下降训练线性回归方程

 代码如下:

import matplotlib.pyplot as plt

import numpy as np

def gradient(m, a, b): # 求偏导

    return(h(m) -a) * b

def h(m): # 求和

    return  w0 + w1 *m # + w2 * n

x1 = [2, 4, 6, 8, 10, 12, 14]

# x2 = [2, 1, 1, 0, 0]

y = [5, 9, 13, 17, 21, 25, 29]

w0 = 0.5 # 权重

w1 = 0.5

# w2 = 1

a = 0.001 # 学习率

e = 0.001 # 终止点

i = 0

while(True):

    w0 = w0 - a * gradient(x1[i], y[i], 1) # 迭代权重值

    # print(w0, gradient(x1[i], y[i], 1))

    w1 = w1 - a * gradient(x1[i], y[i], x1[i])

    # print(w1, gradient(x1[i], y[i], x1[i]))

    # w2 = w2 - a * gradient(x1[i], x2[i], y[i], x2[i])

    if(abs(gradient(x1[i], y[i], 1)) < e and abs(gradient(x1[i], y[i], x1[i])) < e): # 偏导趋于零的判定

        # print(gradient(x1[i], y[i], 1), gradient(x1[i], y[i], x1[i]))

        break

    if i == 6: # 在列表中重复使用

        i = 0

    else:

        i += 1

print(round(w0, 3), round(w1, 3))

# 画图

for i in range(7):

    plt.scatter(x1[i], y[i], marker = 'x', color = 'red')

x_test = np.linspace(0, 30, 50)

y_predict = w0 + w1 *x_test

plt.plot(x_test, y_predict, 'b')

plt.show()

设计的一元线性回归函数是:y = 2x + 1

最终权重应接近于:w0 = 1, w1 = 2

 

 以上可以看出,权值最终收敛。

基于TROPOMI高光谱遥感仪器获取的大气成分观测资料,本研究聚焦于大气污染物一氧化氮(NO₂)的空间分布与浓度定量反演问题。NO₂作为影响空气质量的关键指标,其精确监测对环境保护与大气科学研究具有显著价值。当前,利用卫星遥感数据结合先进算法实现NO₂浓度的高精度反演已成为该领域的重要研究方向。 本研究构建了一套以深度学习为核心的技术框架,整合了来自TROPOMI仪器的光谱辐射信息、观测几何参数以及辅助气象数据,形成多维度特征数据集。该数据集充分融合了不同来源的观测信息,为深入解析大气中NO₂的时空变化规律提供了数据基础,有助于提升反演模型的准确性与环境预测的可靠性。 在模型架构方面,项目设计了一种多分支神经网络,用于分别处理光谱特征与气象特征等多模态数据。各分支通过独立学习提取代表性特征,并在深层网络中进行特征融合,从而综合利用不同数据的互补信息,显著提高了NO₂浓度反演的整体精度。这种多源信息融合策略有效增强了模型对复杂大气环境的表征能力。 研究过程涵盖了系统的数据处理流程。前期预处理包括辐射定标、噪声抑制及数据标准化等步骤,以保障输入特征的质量与一致性;后期处理则涉及模型输出的物理量转换与结果验证,确保反演结果符合实际大气浓度范围,提升数据的实用价值。 此外,本研究进一步对不同功能区域(如城市建成区、工业带、郊区及自然背景区)的NO₂浓度分布进行了对比分析,揭示了人类活动与污染物空间格局的关联性。相关结论可为区域环境规划、污染管控政策的制定提供科学依据,助力大气环境治理与公共健康保护。 综上所述,本研究通过融合TROPOMI高光谱数据与多模态特征深度学习技术,发展了一套高效、准确的大气NO₂浓度遥感反演方法,不仅提升了卫星大气监测的技术水平,也为环境管理与决策支持提供了重要的技术工具。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
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