【摘要】：海洋二號衛(wèi)星是我國自主研制的第一顆海洋動力環(huán)境衛(wèi)星,其搭載的微波散射計(jì)(H2SCAT)可提供大量實(shí)時海面風(fēng)場資料數(shù)據(jù),而海面風(fēng)場數(shù)據(jù)在海洋環(huán)境數(shù)值預(yù)報(bào)中必不可少,但由于Ku波段雷達(dá)的物理特性,H2SCAT風(fēng)場的反演精度會受到降水等環(huán)境要素影響。本文的目標(biāo)就是考慮降水等環(huán)境要素對HY-2A散射計(jì)反演風(fēng)場精度的影響,對HY-2A散射計(jì)風(fēng)場進(jìn)行精度分析并通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對其進(jìn)行偏差訂正,以改進(jìn)HY-2A散射計(jì)反演風(fēng)場的質(zhì)量。利用2012-2014年三年間的多源風(fēng)矢量資料,包括NDBC浮標(biāo)、TAO的浮標(biāo)觀測的風(fēng)場資料數(shù)據(jù)以及ERA-Interim再分析風(fēng)場資料數(shù)據(jù),匹配對應(yīng)的CMORPH降水資料,開展了 2012-2014年的HY-2A散射計(jì)的近實(shí)時海面風(fēng)場資料在有降水的情況下的精度分析,統(tǒng)計(jì)了平均偏差、均方根誤差、標(biāo)準(zhǔn)差,分析了 H2SCAT針對不同資情況;創(chuàng)新性地利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對HY-2A散射計(jì)風(fēng)矢量場進(jìn)行了偏差訂正,按照風(fēng)速大小分析了 HY-2A散射計(jì)風(fēng)矢量場與各浮標(biāo)資料風(fēng)場的殘差分布情況;同時,設(shè)計(jì)敏感性試驗(yàn),以探究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入樣本量以及各輸入要素中的環(huán)境要素對訂正結(jié)果的敏感性。結(jié)果表明:HY-2A散射計(jì)的反演風(fēng)速對于3種不同資料風(fēng)速都呈現(xiàn)出高估現(xiàn)象,而風(fēng)向呈現(xiàn)不規(guī)則的非線性變化;經(jīng)過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的偏差訂正后,HY-2A散射計(jì)反演風(fēng)場精度尤其是風(fēng)速得到了較大提高,在對數(shù)據(jù)量足夠大的ERA-Interim再分析風(fēng)場數(shù)據(jù)做了 19組敏感性試驗(yàn)后,HY-2A風(fēng)速平均偏差由0.99m/s平均降低到了 0.01m/s,最小降低到0.2×10-3 m/s;輸入樣本中的環(huán)境要素中同時包括海溫和降水時的訂正效果比只包括其中之一環(huán)境要素的模型的訂正效果要好;將海浪數(shù)據(jù)加入訂正數(shù)據(jù)集中,對HY-2A散射計(jì)風(fēng)速數(shù)據(jù)也會起到一定的訂正效果;在一定輸入樣本量內(nèi),隨著樣本量的逐漸增加,平均偏差會逐漸減小,訂正效果會越好,但超過一定量后會產(chǎn)生過擬合現(xiàn)象,隨著輸入樣本量的逐漸增加,平均偏差沒有一直減小而是出現(xiàn)波動且整體上逐漸增大。
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP183;P715.6
【圖文】：

ＴＡＯ（ｔｒｏｐｉｃａｌ邋ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ邋ｏｃｅａｎ）浮標(biāo)網(wǎng)，由大約７０個錨系浮標(biāo)組成［７１１。逡逑本次研宄所用為熱帶大氣海洋項(xiàng)目（ＴＡＯ）的３０個錨系浮標(biāo)數(shù)據(jù)，同樣是逡逑２０１２年１月１日？２０１４年１２月３１日浮標(biāo)觀測數(shù)據(jù)，它們的分布位置見圖２．２。ＴＡＯ浮逡逑標(biāo)的風(fēng)速儀高度不同，分別是ＡＴＬＡＳ浮標(biāo)的４米和ＴＲＩＴＯＮ浮標(biāo)的３．５米。逡逑本次研究所用到的ＴＡＯ浮標(biāo)數(shù)據(jù)包括浮標(biāo)觀測的風(fēng)速、風(fēng)向及海溫資料。其中，逡逑對所用到的浮標(biāo)風(fēng)矢量數(shù)據(jù)同樣進(jìn)行了邋１０米中性風(fēng)的轉(zhuǎn)換＝逡逑１２逡逑

邐９０Ｗ邐６０Ｗ逡逑圖２．１邋ＮＤＢＣ浮標(biāo)分布圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．１邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＮＤＢＣ邋ｂｕｏｙｓ逡逑２．１．３邋ＴＡＯ浮標(biāo)觀測數(shù)據(jù)逡逑國外己經(jīng)將錨系浮標(biāo)觀測技術(shù)擴(kuò)展到深遠(yuǎn)海，如印度洋、南北極、赤道附逡逑近等。隨著海洋環(huán)境監(jiān)測要求的不斷增加和提高，建立了大區(qū)域、高密度、多參逡逑數(shù)、多功能的海洋浮標(biāo)監(jiān)測網(wǎng)，如美國ＮＤＢＣ用于熱帶海洋大氣觀測的逡逑ＴＡＯ（ｔｒｏｐｉｃａｌ邋ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ邋ｏｃｅａｎ）浮標(biāo)網(wǎng)，由大約７０個錨系浮標(biāo)組成［７１１。逡逑本次研宄所用為熱帶大氣海洋項(xiàng)目（ＴＡＯ）的３０個錨系浮標(biāo)數(shù)據(jù)，同樣是逡逑２０１２年１月１日？２０１４年１２月３１日浮標(biāo)觀測數(shù)據(jù)，它們的分布位置見圖２．２。ＴＡＯ浮逡逑標(biāo)的風(fēng)速儀高度不同，分別是ＡＴＬＡＳ浮標(biāo)的４米和ＴＲＩＴＯＮ浮標(biāo)的３．５米。逡逑本次研究所用到的ＴＡＯ浮標(biāo)數(shù)據(jù)包括浮標(biāo)觀測的風(fēng)速、風(fēng)向及海溫資料。其中

圖２．３邋ＢＰ人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２．３邋ＢＰ邋ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ邋ｎｅｕｒａｌ邋ｎｅｔｗｏｒｋ逡逑李世萍等采用ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了人工觀測風(fēng)速資料序列的訂正模型，并進(jìn)逡逑行了模擬效果的驗(yàn)證檢驗(yàn)。其模型結(jié)果表明：利用ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的風(fēng)速資料逡逑序列訂正模型能夠?qū)︼L(fēng)速達(dá)到較高精度的訂正，模型擬合的風(fēng)速差值相對于訂正逡逑前風(fēng)速差值呈明顯的減小趨勢，達(dá)到了較好的訂正效果，這將對建立風(fēng)速觀測資逡逑料的均一性時間序列有著非常重要的參考價值風(fēng)暴潮增水與眾多影響因素逡逑之間有著密切關(guān)系，盧君峰等利用ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立起廈門沿海的風(fēng)暴潮風(fēng)水預(yù)逡逑報(bào)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，該模型的預(yù)報(bào)效果良好，所預(yù)報(bào)的風(fēng)暴潮增水基本能夠逡逑反映實(shí)際變化趨勢，亦有較高的預(yù)報(bào)精度，適用性較好［６４］。樊彥國等采用遙感逡逑技術(shù)和ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合野外實(shí)測的鹽漬土光譜特征和實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)的土壤逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2765886