A hybrid integrated deep learning model for the prediction of citywide spatio-temporal flow volumes

ABSTRACT

The spatio-temporal residual network (ST-ResNet) leverages the power of deep learning (DL) for predicting the volume of citywide spatio-temporal flows. However, this model, neglects the dynamic dependency of the input flows in the temporal dimension, which affects what spatio-temporal features may be captured in the result. This study introduces a long short-term memory (LSTM) neural network into the ST-ResNet to form a hybrid integrated-DL model to predict the volumes of citywide spatio-temporal flows (called HIDLST). The new model can dynamically learn the temporal dependency among flows via the feedback connection in the LSTM to improve accurate captures of spatio-temporal features in the flows. We test the HIDLST model by predicting the volumes of citywide taxi flows in Beijing, China. We tune the hyperparameters of the HIDLST model to optimize the prediction accuracy. A comparative study shows that the proposed model consistently outperforms ST-ResNet and several other typical DL-based models on prediction accuracy. Furthermore, we discuss the distribution of prediction errors and the contributions of the different spatio-temporal patterns.     

南极洲纳尔逊冰帽的某些动力学特征*

纳尔逊冰帽是南设得兰群岛的一个小冰帽,受海洋性气候影响冰帽上降水丰富,冰温较高。冰帽表面运动速度完全由冰帽表面形态和冰帽底床形态所控制,其中E剖面更为复杂。冰帽驱动应力基本小于100kPa.由V/Z～Za曲线得到在V/7为0.6～3×10^-9范围内的流动参数:n约为1;B≈4.3×10¹⁰dynescm^-2sec.这表明在低应力区,冰体流动更接近牛顿流体。     

黄河长江珠江三角洲近30年海平面上升趋势及2030年上升量预测

黄河、长江和珠江三角洲由于地面沉降等原因,过去30年的相对海平面上升率远大于全球或全国海平面上升率（约1.5mm/a）。下一世纪,根据IPCC的最佳估计,至2030年全球海平面将上升18cm。我国三大三角洲,根据目前地面沉降情况、发展趋势及政府的控制措施,估计2030年相对海平面上升量老黄河三角洲（天津地区）为60cm,现代黄河三角洲（山东省东营市地区）为30—35cm,长江三角洲（上海地区）为30—40cm,珠江三角洲20—25cm,以上估计数可供沿海有关决策部门制订今后长远发展规划及拟订政策时的参考。     

土壤氮、盐浓度对盐角草(Salicornia europaea)生长发育及氮素吸收的影响

以盐生植物盐角草(Salicornia europaea)为材料,以NaCl模拟不同盐度环境,盆栽试验了氮(0.3g·kg-1,N1;0.6g·kg-1,N2;1.2g·kg-1,N3;2.4g·kg-1,N4)、盐(2.5g·kg-1,S1;5.0g·kg-1,S2;7.5g·kg-1,S3)处理对其生长发育及氮素吸收利用的影响。结果表明:(1)不同盐度下施氮均可以显著促进盐角草的生长,地上部干质量均在N2处理下达到最大,而株高均在N1时达到最高,且施氮对盐角草生长的影响与盐度有关;(2)不同盐度环境下施氮所能达到的最高干物质产量及最高施氮限量不同,表现为S3S1S2,随着施氮量的增加,氮素生产力与氮素农学利用效率均表现出下降的趋势;(3)施氮显著增加了盐角草各器官含氮量及氮吸收量,同一施氮水平下盐角草各器官含氮量及氮吸收量均表现为同化枝茎根;(4)同一施氮水平下,随着盐度的增加,盐角草同化枝渗透势显著下降,同一盐度环境下,随着施氮量的增加,同化枝渗透势呈现出下降趋势,渗透调节能力增大;(5)3个盐度环境下,施氮均增加盐角草同化枝光合色素含量,从而提高光合效率,增强其对盐渍环境的适应能力。     

米槠次生林内4种植物叶片DOM的数量和质量特征

选取福建省三明市米槠次生林内的4种植物,即米槠(CAC),木荷(SCS),山杜英(ELS),芒萁(DID)为研究对象,对其叶片进行了室内淋溶处理,并分析了淋溶液中的可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)含量及pH值,芳香性指标(AI)和荧光效率指数(Feff)等,以揭示其淋溶液中可溶性有机质(DOM)的数量和质量特征。结果表明:4种植物叶片DOM含量总体随淋溶次数的增加逐渐减小,其中首次淋溶后淋溶液中的DOC和DON含量最大,分别占总淋溶量的平均值为67.90%和44.51%;淋溶液中前3次DOC和DON淋溶量总和分别占10次淋溶总量的87.40%~94.77%和68.46%~72.49%;且前3次淋溶次数间呈极显著差异(P0.01),其后差异性不显著。DOM的pH值和光谱指标随着淋溶次数的增加逐渐上升.总体上乔木树种DOM的数量和质量比林下植被要高,这是由于乔木树种的DOM含有更多的养分和芳香类和腐殖化的高分子量化合物,而林下植被的DOM含有较多低分子量化合物和易分解组分。     

黄淮海平原地下水开采的水文效应

黄淮海平原是我国地下水开发最早,利用程度最高的地区。随着地下水开采量急剧增长,已产生了一系列水文效应变化,其中包括区域地下水位下降和地下水降落漏斗的形成;开采浅层地下水对地表径流和降雨入渗补给的地下水量的影响,井灌井排在盐碱土的改良作用等。     

南极伊利莎白公主地250年来雪芯累积、氧同位素与化学研究

1Introduction In the ongoing discussion of climate change,the mass balance of Antarctica has received increasing attention during recent decades,since its reaction to global warming will strongly influence sea-level change(Schlosser and Oerter,2002).Many …     

Symmetric Stability of Rotation and Boussinesq Fluid in Bounded Domain by Using Normal Mode Method

ＳｙｍｍｅｔｒｉｃＳｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＲｏｔａｔｉｏｎａｎｄＢｏｕｓｓｉｎｅｓｑＦｌｕｉｄｉｎＢｏｕｎｄｅｄＤｏｍａｉｎｂｙＵｓｉｎｇＮｏｒｍａｌＭｏｄｅＭｅｔｈｏｄ￥ＲｅｎＳｈｕｚｈａｎ（任舒展）（ＬＡＳＧ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅ...     

山西省层状云飞机云物理观测试验结果分析

利用山西省2008年-2010年64架次云结构的粒子测量系统（DMT）探测资料,配合地面观测和卫星资料统计分析了层状云系的宏微观特征。发现：降水性层状云低云含水量垂直方向上平均为0．03g,m^3,中云含水量垂直方向上平均为0．05g／m30对比分析降水云和非降水云系的微物理特征量,两者存在显著的差异,降水性层状云云粒子有效半径要达到10μm-14μm。对云系不同温度层的微物理特征和云中水分按不同粒子尺度的分配特征进行了对比分析,结果表明：降水性层状云在垂直方向上的微物理结构特征非常明显,也是分层的。高层主要是冰相粒子,主要是冰雪晶,随高度降低冰雪晶的尺度增大,在四个典型温度层的观测中,LWC、云粒子及降水的浓度、尺度相较有很大不同。云中水分按不同粒子尺度的分配可以看出,直径20μm、30μm的粒子含水量较高,对云中液态水含量的贡献较大,降水粒子主要由20μm、30μm的粒子转化。     

用月平均和逐时气象场对东亚夏季SOx远距离输送的数值实验

本文用日本山梨大学片谷教孝等人建立的３维欧拉型污染物远距离输送模式,分别输入１９８８年６月月平均和逐时气象资料（风场、气压场、密度场、降水等）,对夏季东亚地区ＳＯｘ的远距离输送进行了数值模拟。所有实验均积分１个月,对ＳＯ２、ＳＯ２－４的地面浓度及沉降量进行了分析,实验结果表明：如果仅仅考虑ＳＯ２的远距离输送模拟,可以月平均场气象资料代替模式中需要的逐时场气象资料;而将逐时场的风、降水资料和月平均场的气压、密度资料共同使用则与输入逐时场气象资料对ＳＯ２及ＳＯ２－４模拟结果完全相当。由于实验中只使用了１９８８年６月的资料,故下一步的研究应对不同年、季的气象资料及不同污染物的远距离输送模拟进行比较,从而考察月平均场气象资料在污染物远距离输送的模拟中能否完全或部分代替逐时场气象资料。