LSTM Prediction difficulties – Help Needed with Using Trained Model to Predict Future Flow Values

I have recently trained a predictive model using historical climate data from the file ClimateFlow_Data1950_2021_Daily_spider.xlsx, specifically focusing on the ‘RCP26’ sheet. My aim is to utilize this model to forecast Flow values using data from another file, RCPs_2025_2100.xlsx, with the target sheet being ‘RCPs_2025_2100’.

To provide some context, the predictors in this scenario are Precipitation (PPT) and Maximum Temperature (Tmax), while the target variable I am seeking to predict is Flow.

However, I’ve encountered an issue: the Flow column in the second data file (RCPs_2025_2100.xlsx) is empty, and I need to fill it with the predicted values generated by my model.

Could someone kindly guide me on how to proceed with this task? I’d greatly appreciate any insights or suggestions you might have.

Thank you in advance!



df.head()
Out[6]: 
                 Date       PPT      Tmax  Flow
0 1950-01-01 12:00:00 -0.000092 -3.384451  58.0
1 1950-01-02 12:00:00  2.026306 -4.189279  61.2
2 1950-01-03 12:00:00 -0.000092 -2.875478  63.4
3 1950-01-04 12:00:00 -0.000092 -3.103854  49.0
4 1950-01-05 12:00:00  1.196228 -2.425506  60.9

df2=df = pd.read_excel('C:/LSTM_Python_Climate_streamflow/RCPs_2025_2100.xlsx', sheet_name='RCPs_2025_2100')

df2.head()
Out[8]: 
        Date   PPT  Tmax  Flow
0 2025-01-01  3.96 -0.87   NaN
1 2025-01-02  2.93 -2.05   NaN
2 2025-01-03  3.01 -1.32   NaN
3 2025-01-04  4.57 -1.67   NaN
4 2025-01-05  2.16 -1.89   NaN


import pandas as pd

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

df = pd.read_excel('C:/LSTM_Python_Climate_streamflow/ClimateFlow_Data1950_2021_Daily_spider.xlsx')

df.head()

# Drop rows with missing values

df.dropna(inplace=True)



#Find the correlation

import seaborn as sn

sn.heatmap(df.corr())



training_set = df.iloc[:26298, 1:5].values

test_set = df.iloc[26298:, 1:5].values



from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler



sc = MinMaxScaler(feature_range = (0,1))



training_set_scaled = sc.fit_transform(training_set)

test_set_scaled = sc.fit_transform(test_set)



test_set_scaled = test_set_scaled[:, 0:3]



X_train = []

y_train = []

WS = 24



for i in range(WS, len(training_set_scaled)):

    X_train.append(training_set_scaled[i-WS:i, 0:4])

    y_train.append(training_set_scaled[i,3])

   

X_train, y_train = np.array(X_train), np.array(y_train)



#X_train = np.reshape(X_train,(X_train.shape[0], X_train.shape[3], 4))



X_train = np.reshape(X_train, (X_train.shape[0], X_train.shape[1], X_train.shape[2]))

from keras.models import Sequential

from keras.layers import LSTM

from keras.layers import Dense

from keras.layers import Dropout

Model = Sequential()

Model.add(LSTM(units = 70, return_sequences = True, input_shape = (X_train.shape[1], 4)))

Model.add(Dropout(0.2))

Model.add(LSTM(units = 70, return_sequences = True))

Model.add(Dropout(0.2))

Model.add(LSTM(units = 70, return_sequences = True))

Model.add(Dropout(0.2))

Model.add(LSTM(units = 70))

Model.add(Dropout(0.2))

Model.add(Dense(units = 1))

Model.compile(optimizer = 'adam', loss = 'mean_squared_error')

Model.fit(X_train,y_train, epochs = 5, batch_size = 32)



plt.plot(range(len(Model.history.history['loss'])), Model.history.history['loss'])

plt.xlabel('Epoch Number')

plt.ylabel('Loss')

plt.show()



Model.save('LSTM_ClimateChange_RCP85_24.h5')



from keras.models import load_model

Model = load_model('LSTM_ClimateChange_RCP85_24.h5')



prediction_test = []



Batch_one = training_set_scaled[-24:]

Batch_New = Batch_one.reshape((1,24,4))



for i in range(48):

    First_pred = Model.predict(Batch_New)[0]

    prediction_test.append(First_pred)   

    New_var = test_set_scaled[i,:]

    New_var = New_var.reshape(1,3)

    New_test = np.insert(New_var, 3, [First_pred], axis =1)   

    New_test = New_test.reshape(1,1,4)   

    Batch_New = np.append(Batch_New[:,1:,:], New_test, axis=1)

   

prediction_test = np.array(prediction_test)



SI = MinMaxScaler(feature_range = (0,3))

y_Scale = training_set[:,3:4]

SI.fit_transform(y_Scale)



predictions = SI.inverse_transform(prediction_test)

real_values = test_set[:, 3]



# Plot the first 100 values

plt.plot(real_values[:100], color='black', label='Actual Flow')

plt.plot(predictions[:100], color='blue', label='Predicted Flow')

plt.title('Humber River Flow Prediction')

plt.xlabel('Time (Day)')

plt.ylabel('Flow (M3/s)')

plt.legend()

plt.show()


#### Future data prediction from second data file

df2=df = pd.read_excel('C:/LSTM_Python_Climate_streamflow/RCPs_2025_2100.xlsx', sheet_name='RCPs_2025_2100')
df2.head()
df2.columns = df.columns.str.strip()
df2.index = pd.to_datetime(df['Date'], format='%Y.%m.%d')
df2.head()

print(df2.columns)

flow = df2['Flow']


def df_to_X_y(df2, window_size=5):
  df_as_np = df.to_numpy()
  X = []
  y = []
  for i in range(len(df_as_np)-window_size):
    row = [[a] for a in df_as_np[i:i+window_size]]
    X.append(row)
    label = df_as_np[i+window_size]
    y.append(label)
  return np.array(X), np.array(y)

WINDOW_SIZE = 5
X1, y1 = df_to_X_y(flow, WINDOW_SIZE)
X1.shape, y1.shape

X_pred, y_pred = X1[:20000], y1[:20000]

X_pred.shape, y_pred.shape, 

predictions = model1.predict(X_pred)


df2.index = pd.to_datetime(df2['Date'])


df2.drop(columns=['Date'], inplace=True)

def df_to_sequences(df2, window_size=5):
    sequences = []
    for i in range(len(df) - window_size):
        sequence = df.iloc[i:i + window_size]
        sequences.append(sequence)
    return sequences


sequences = df_to_sequences(df2)

X_new = np.array(sequences)

#X_new = X_new.reshape(X_new.shape[0], X_new.shape[1], X_new.shape[2])

predictions = model1.predict(X_new)

print("X_new shape:", X_new.shape)  # Debugging statement
predictions = model1.predict(X_new)

[enter image description here](https://i.sstatic.net/vQzzPSo7.jpg)

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật