王 敏 杨 鲲 孙彦菲

(1.山东科技大学 测绘科学与工程学院, 山东 青岛, 266590; 2.天津市水运工程测绘技术企业重点实验室, 天津 300221)

0 引言

太阳是地球上光和热的源泉,它的一举一动都会对地球产生各种各样的影响。黑子是太阳上物质的一种激烈活动现象,太阳黑子与人类活动息息相关。研究发现太阳黑子频繁活动不仅造成地球磁场紊乱,影响无线电通讯,威胁飞机、轮船、人造卫星的安全航行,还会引起地球上气候的剧烈变化,造成严重自然灾害。可见太阳黑子活动直接影响着我们的生活,如果能通过对其进行数据采集和规律研究进而对太阳黑子活动进行有效的预测,对分析地球环境的变化及其对社会的影响有着十分重要的价值[1-3]。

太阳黑子是非线性、高度复杂、多时间尺度变化的时间序列,且在观测与收集数据时经常受到自然界环境等的影响,使得观测结果存在噪声[4]。为了研究这种随机时间序列的周期以及神经网络对其预测的可行性与准确性,本文将1700年至2008年间太阳黑子数年均值建立归一化自相关函数模型并进行离散傅里叶变换,分析太阳黑子数在频率域的周期特征。为BP神经网络设置理想输入、输出等参数,建立BP神经网络的时间序列预测模型,将299组随机时间序列样本进行分组训练或验证预测,以回归R值为量度,比较神经网络输出预测值与实际值的拟合优度,得到了令人满意的结果,验证了BP神经网络在太阳黑子活动方面有较高的科学性和可行性。……