熱帶氣旋是世界上破壞性極強的自然災(zāi)害之一,在全球熱帶氣旋生成區(qū)中,西北太平洋的發(fā)生頻率最高,占全球總數(shù)的1/3以上,因此研究熱帶氣旋的發(fā)生發(fā)展,準確預(yù)報熱帶氣旋活動對防災(zāi)減災(zāi)具有重要的意義。而南海熱帶氣旋占到西北太平洋總數(shù)的36%,因而有必要對南海的熱帶氣旋預(yù)報進行進一步的研究,研制出預(yù)報精度相對較高的預(yù)報方法。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,熱帶氣旋研究的深入以及數(shù)據(jù)獲取手段的提高使得熱帶氣旋的數(shù)據(jù)迅速增加,迫切需要用一種高效的信息化手段進行熱帶氣旋數(shù)據(jù)的管理、分析、檢索和共享。WebGIS是GIS與Internet技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,它不但具有GIS的數(shù)據(jù)管理和空間分析功能,而且具有Internet信息發(fā)布功能和數(shù)據(jù)共享的特點,這為熱帶氣旋信息的發(fā)布和數(shù)據(jù)的共享提供了一個很好的平臺。針對熱帶氣旋的預(yù)報,特別是熱帶氣旋路徑的預(yù)報具有高度非線性這一特征,具有很強的非線性映射能力的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在熱帶氣旋預(yù)報中得以應(yīng)用。但BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)設(shè)置是基于參數(shù)空間局部信息的,不是全局最優(yōu)值,因而易陷入局部極小值,也會降低BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測精度。為此,本文采用具有全局尋優(yōu)功能的粒子群算法(PSO)對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值和閾值進行優(yōu)化,建立了用于熱帶氣旋預(yù)報的PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。利用"CMA-STI熱帶氣旋最佳路徑數(shù)據(jù)集”中的熱帶氣旋數(shù)據(jù),將PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用于南海熱帶氣旋預(yù)報,采用逐步回歸分析的方法選取預(yù)報因子,分別對熱帶氣旋路徑、強度和中心氣壓進行12h、24h、36h和48h的預(yù)報,并將預(yù)報結(jié)果與采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、氣候持續(xù)預(yù)報法的預(yù)報結(jié)果進行對比分析,實驗結(jié)果表明本文建立的PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有更高的預(yù)測精度,從而驗證了該模型在熱帶氣旋預(yù)報中是可行和實用的。最后,利用已有的歷史熱帶氣旋數(shù)據(jù)和預(yù)報數(shù)據(jù),應(yīng)用WebGIS技術(shù)組織和管理數(shù)據(jù)資源,基于ArcGIS API for Silverlight開發(fā)包,對熱帶氣旋數(shù)據(jù)進行可視化表達,初步構(gòu)建熱帶氣旋數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng),實現(xiàn)了歷史熱帶氣旋查詢、歷史路徑和預(yù)報路徑顯示以及風(fēng)場、氣壓場繪制等功能,為進一步開展相關(guān)研究打下了良好的基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：P732.4

【參考文獻】

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1 王鑫;楊慧中;;基于LS-SVM的熱帶氣旋強度預(yù)報[J];江南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年04期

本文編號：2822965