基于相空间重构预测方法预测能力的评估

摘要

为了客观地评估基于相空间重构预测方法的预测能力,使用非线性局部Lyapunov指数来替代均方根误差。根据误差平均相对增长的饱和性质,可以确定预测方法的最大预测期限。通过计算得到重构Lorenz相空间和原始Lorenz相空间的最大预测期限分别是12,13s,k-近邻方法(k=1,2,3,4,5)的最大预测期限分别是12.0,9.8,9.7,9.2,8.8s,多变量预测方法的最大预测期限是12.8s,单变量预测方法的最大预测期限是12.0s。研究表明,重构的Lorenz系统的相空间可预报性与原始Lorenz相空间相当。此外,对于重构的Lorenz相空间,由于k-近邻方法集合了预测能力参差不齐的成员,导致其预测能力逊色于零级近似预测,多变量预测方法的预测能力与单变量预测方法几乎相当。