GraphCast项目中时间特征变量的生成方法解析
2025-06-04 20:47:52作者:郦嵘贵Just
背景介绍
GraphCast作为Google DeepMind开发的一款基于图神经网络的天气预报模型,其输入数据需要包含一些特殊的时间特征变量。这些变量包括年进度和日进度的正弦余弦变换值,它们是模型理解季节性变化和昼夜周期的重要特征。
时间特征变量的作用
在GraphCast模型中,时间特征变量主要包含以下四个关键变量:
- 年进度正弦值(year_progress_sin)
- 年进度余弦值(year_progress_cos)
- 日进度正弦值(day_progress_sin)
- 日进度余弦值(day_progress_cos)
这些变量通过三角函数变换将周期性时间信息编码为模型可学习的特征,帮助模型捕捉气象数据中的季节性模式和昼夜变化规律。
变量生成原理
年进度变量
年进度变量表示一年中的时间进度,计算方法是将当前日期在一年中的天数(1-365/366)归一化到[0,1]区间,然后进行正弦和余弦变换。
日进度变量
日进度变量表示一天中的时间进度,计算方法是将当前UTC时间的小时和分钟转换为一天中的分钟数(0-1440),归一化后同样进行正弦和余弦变换。
实现方法
在GraphCast项目中,这些时间特征变量的生成主要通过数据预处理工具自动完成。具体实现包含以下几个关键点:
-
自动检测与计算:项目中的
data_utils.extract_inputs_targets_forcings函数能够自动检测输入数据中的时间信息,并计算相应的年进度和日进度变量。 -
标准化处理:所有时间特征都经过标准化处理,确保数值范围在模型可接受的范围内。
-
时间一致性:计算过程严格保持与原始ERA5数据集的时间戳一致,确保时间特征的准确性。
实际应用建议
对于需要使用GraphCast进行自定义预测的用户,建议:
- 确保输入数据包含完整的时间戳信息
- 使用项目提供的数据处理工具自动生成这些时间特征
- 验证生成的时间特征是否符合预期(如季节性变化是否合理)
- 保持时间特征与气象数据的时间对齐
通过正确生成和使用这些时间特征变量,可以显著提升GraphCast模型在长期天气预报中的性能表现,特别是在捕捉季节性气候变化和昼夜温度波动等方面。
登录后查看全文
热门项目推荐
相关项目推荐
PaddleOCR-VLPaddleOCR-VL 是一款顶尖且资源高效的文档解析专用模型。其核心组件为 PaddleOCR-VL-0.9B,这是一款精简却功能强大的视觉语言模型(VLM)。该模型融合了 NaViT 风格的动态分辨率视觉编码器与 ERNIE-4.5-0.3B 语言模型,可实现精准的元素识别。Python00- DDeepSeek-OCR暂无简介Python00
openPangu-Ultra-MoE-718B-V1.1昇腾原生的开源盘古 Ultra-MoE-718B-V1.1 语言模型Python00
HunyuanWorld-Mirror混元3D世界重建模型,支持多模态先验注入和多任务统一输出Python00
AI内容魔方AI内容专区,汇集全球AI开源项目,集结模块、可组合的内容,致力于分享、交流。03
Spark-Scilit-X1-13BFLYTEK Spark Scilit-X1-13B is based on the latest generation of iFLYTEK Foundation Model, and has been trained on multiple core tasks derived from scientific literature. As a large language model tailored for academic research scenarios, it has shown excellent performance in Paper Assisted Reading, Academic Translation, English Polishing, and Review Generation, aiming to provide efficient and accurate intelligent assistance for researchers, faculty members, and students.Python00
GOT-OCR-2.0-hf阶跃星辰StepFun推出的GOT-OCR-2.0-hf是一款强大的多语言OCR开源模型,支持从普通文档到复杂场景的文字识别。它能精准处理表格、图表、数学公式、几何图形甚至乐谱等特殊内容,输出结果可通过第三方工具渲染成多种格式。模型支持1024×1024高分辨率输入,具备多页批量处理、动态分块识别和交互式区域选择等创新功能,用户可通过坐标或颜色指定识别区域。基于Apache 2.0协议开源,提供Hugging Face演示和完整代码,适用于学术研究到工业应用的广泛场景,为OCR领域带来突破性解决方案。00- HHowToCook程序员在家做饭方法指南。Programmer's guide about how to cook at home (Chinese only).Dockerfile013
Spark-Chemistry-X1-13B科大讯飞星火化学-X1-13B (iFLYTEK Spark Chemistry-X1-13B) 是一款专为化学领域优化的大语言模型。它由星火-X1 (Spark-X1) 基础模型微调而来,在化学知识问答、分子性质预测、化学名称转换和科学推理方面展现出强大的能力,同时保持了强大的通用语言理解与生成能力。Python00- PpathwayPathway is an open framework for high-throughput and low-latency real-time data processing.Python00
项目优选
收起
deepin linux kernel
C
24
6
OpenHarmony documentation | OpenHarmony开发者文档
Dockerfile
241
2.38 K
仓颉编译器源码及 cjdb 调试工具。
C++
115
86
旨在打造算法先进、性能卓越、高效敏捷、安全可靠的密码套件,通过轻量级、可剪裁的软件技术架构满足各行业不同场景的多样化要求,让密码技术应用更简单,同时探索后量子等先进算法创新实践,构建密码前沿技术底座!
C
1.02 K
405
React Native鸿蒙化仓库
JavaScript
216
291
Ascend Extension for PyTorch
Python
79
113
仓颉编程语言运行时与标准库。
Cangjie
122
97
仓颉编程语言测试用例。
Cangjie
34
71
暂无简介
Dart
539
118
本项目是CANN提供的数学类基础计算算子库,实现网络在NPU上加速计算。
C++
590
119