时间序列是水文、气象等领域中最为常见的数据类型,对时间序列数据的预测、分类以及异常值检测等也是这些领域最常见的任务;但是,时间序列分析技术从二十世纪二十年代兴起,一百年以来已经变的非常繁杂。以实践序列分析为主线,系统讲述了传统的时间序列分析技术、机器学习以及深度学习等模型。通过本学习不但可以掌握时间序列的分析方法,也可以对现代人工智能模型有更好的了解。此外,所有内容都基于大语言模型辅助,不再另外说明。
【内容简介】:
专题一Pytorch以及R语言编程
1.Pytorch及R的安装
2.Python编程语法及主要的科学计算包
3.Pytorch编程中涉及的概念
4.Pytorch使用方法
5.现代R语言的使用方法
6.时间序列建模的流程及注意点
专题二传统的时间序列模型
1.AR,MA,ARMA模型
2.ARIMA以及季节分解模型
3.GARCH模型及其扩展
4.分数阶差分时间序列模型
案例一:基于季节分解的水质参照状态确定
案例二:太湖叶绿素A的预测
案例三:基于GARCH的气温波动估计
专题三、频域分析及多元时间序列
1.小波变换、离散傅里叶分析及谱密度估计
2.ARIMAX模型
3.向量自回归模型及其贝叶斯版本
4.格兰特因果模型
案例四:基于VAR以及Bayesian VAR的气温回归
案例五:水质的格兰特因果检验
专题四、隐状态及时空数据分析
1.Markov以及隐Markov时间序列模型
2.带有状态转换的GARCH模型
3.基于模态分解的时间序列模型
4.经验函数分解模型
5.连续时间的结构方程模型
案例六:基于隐Markov模型的降雨数据分析
案例七:气压及水质的经验函数分解
案例八:基于模态分解的时间序列预测
案例九:MSGARCH模型的风险估计
专题五、时间序列中机器学习
1.支持向量机回归
2.树模型及其堆叠(Randomforest,孤立随机森林等)
3.XGBoost模型及其变种
4.高斯过程模型
5.模型的可解释性:夏普利值及其推广
案例十:基于XGBoost模型及夏普利值的归因分析
案例十一:基于高斯过程的时间序列预测
专题六、前大语言模型的深度学习技术
1.前馈神经网络
2.RNN及其在时间序列中的应用
3.CNN及其在时间序列中的应用
4.LSTM,GRU模型
6.基于概率的LSTM模型
6.对抗神经网络
7.共形预测及置信区间
案例十二:前馈神经网络的搭建及优化
案例十三:基于CNN的时间序列分类
案例十四:基于LSTM的水位预测
案例十五:如何估计LSTM预测的置信区间
案例十六:基于GAN的异常值检测
专题七、Transformers及其它
1.Transformers原理及其优化
2.时间序列的状态空间
3.Mamba模型原理及其优化
案例十七:模态分解与Transformers联合预测
案例十八:基于Mamba的序列预测