Exploiting Functional Time Series Prediction for PM2.5 Based on Multivariate Variational Mode Decomposition and Anomaly Detection

主成分分析 离群值 异常检测 计算机科学 背景(考古学) 时间序列 奇异谱分析 滑动窗口协议 维数之咒 联营 系列(地层学) 人工智能 降维 数据挖掘 多元统计 希尔伯特-黄变换 异常(物理) 功能数据分析 组分(热力学) 算法 模式识别(心理学) 模式(计算机接口) 函数主成分分析 维数(图论) 机器学习 自回归积分移动平均 奇异值分解 匹配(统计) 自回归模型 数学 缺少数据 推论 稳健性(进化)
作者
Zhifu Tao,Wenjing Liu,Qin Xu,Piao Wang
出处
期刊:Journal of Forecasting [Wiley]
卷期号:45 (3): 1077-1091
标识
DOI:10.1002/for.70075
摘要

ABSTRACT This paper presents a novel approach to high‐frequency time series forecasting in the context of functional time series, addressing challenges such as data complexity and outliers. The proposed hybrid model integrates outlier detection, multivariate variational mode decomposition (MVMD), and model pooling to enhance forecasting accuracy. Initially, outliers are identified using the isolation forest technique and subsequently replaced with smoothed values via a sliding window moving average. MVMD is then employed to decompose the time series into high‐, mid‐, and low‐frequency components, based on sample entropy. Discrete daily observations are transformed into functional data using Fourier basis functions, and functional principal component analysis (FPCA) is applied for dimensionality reduction, generating principal component scores and functions. Forecasting is carried out through model pooling, which combines statistical, machine learning, and deep learning techniques to predict the principal component scores. The final prediction is obtained by aggregating the forecasts of the predicted scores and their corresponding principal component functions. Empirical results, based on PM2.5 forecasting, demonstrate that the proposed approach significantly outperforms alternative models, offering valuable contributions to air quality monitoring and informed decision‐making.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
梨花弦外雨完成签到,获得积分10
刚刚
等等发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
机灵的成协完成签到,获得积分10
1秒前
YunjiangZhang发布了新的文献求助10
1秒前
认真的裤子完成签到,获得积分10
1秒前
个性尔槐完成签到,获得积分20
1秒前
领导范儿应助12334采纳,获得10
1秒前
2秒前
打打应助Yxx采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
荆佳怡发布了新的文献求助10
3秒前
马孔多暴雨完成签到,获得积分10
3秒前
江水应助rio采纳,获得10
3秒前
机智柚子完成签到,获得积分10
3秒前
胡韵涵发布了新的文献求助10
4秒前
ding应助机灵的成协采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
YunjiangZhang发布了新的文献求助10
5秒前
jjjjjsmile完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
紧张的路人完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
212发布了新的文献求助10
7秒前
kk发布了新的文献求助10
7秒前
顾矜应助X_X采纳,获得10
7秒前
彭于晏应助迅速冬瓜采纳,获得10
7秒前
Pendulium发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
医路前行完成签到 ,获得积分10
8秒前
小燕子发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI6.4应助LYCCEET采纳,获得10
9秒前
9秒前
CC完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
化工安全与环保 1000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 800
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7652336
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9223658
关于积分的说明 19809242
捐赠科研通 7218182
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3278859
关于科研通互助平台的介绍 2439677
邀请新用户注册赠送积分活动 2277924