17 天前
Rainformer:面向雷达降水短临预报的特征提取均衡网络
{ShengYong Chen, Yi Song, Jinglin Zhang, Feng Sun, Cong Bai}
摘要
降水临近预报是自然灾害研究中的基础性挑战之一。强降水,尤其是暴雨,往往造成巨大的人员财产损失。现有方法通常采用卷积操作提取降水特征,并通过增加网络深度以扩大感受野,从而获取伪全局特征。尽管该方案结构简单,但仅能捕捉局部降水特征,对强降水事件的响应能力较弱。本文提出一种新型降水临近预报框架——Rainformer,其中包含两个实用组件:全局特征提取单元与门控融合单元(Gate Fusion Unit, GFU)。前者基于窗口化多头自注意力机制(Window-based Multi-head Self-attention, W-MSA),具备稳健的全局特征学习能力;后者则实现局部特征与全局特征的均衡融合。Rainformer具有结构简洁且高效的网络架构,在强降水预测任务中显著提升了预测精度,尤其在高强降水场景下表现突出,展现出良好的实际应用潜力。实验结果表明,Rainformer在基准数据集上的表现优于七种现有先进方法,为高强降水预测任务提供了更深入的见解与有效解决方案。