【摘要】：Argo剖面數(shù)據集作為主要的全球準實時海洋水文觀測資料近年來得到迅速發(fā)展,為科研人員研究海洋水下溫鹽結構、分析多種水文要素信息時空變化特征和相互關系,進一步為揭示海洋溫鹽結構和流場三維特征,以及探索海洋環(huán)境和地球氣候變化提供了科學的參考依據。海洋現(xiàn)象無論是在空間還是時間上都是連續(xù)、復雜多變的,而稀疏離散、隨機分布的Argo剖面數(shù)據難以提供直觀、連續(xù)的水文要素和海洋過程等信息的動態(tài)可視化描述。因此,研究利用Argo剖面數(shù)據的網格化方法,實現(xiàn)海洋要素場三維網格資料構建,對深入了解海洋環(huán)境發(fā)展變化規(guī)律以及為軍事工程應用提供有效的數(shù)據支撐具有重要意義。當前Argo計劃仍處于發(fā)展階段,海洋內的浮標數(shù)量不充足且觀測時間不同步,以及浮標隨波漂流帶來的采樣位置不確定性,最終導致剖面數(shù)據集無論是在時間上還是空間上都具有稀疏、散布的特征,給海洋要素場的數(shù)據網格化造成了一定程度的困難。針對上述情況,本文綜合考慮海洋要素的空間和時間相關性,結合時空Kriging插值技術,對基于Argo剖面數(shù)據集的海洋要素場三維網格化技術進行了研究與實踐。論文完成的主要工作和取得的成果如下:(1)針對時空插值所需的高效鄰域搜索能力,分析了當前剖面數(shù)據的文件型管理方式的不足。利用單個Argo剖面數(shù)據文件的半結構化特性,設計了基于JSON格式的單個數(shù)據組織方式,根據海洋浮標的時空分布特征建立數(shù)據庫加以管理,最終通過索引編碼的方式實現(xiàn)了插值過程中鄰域采樣點搜索效率的提升。(2)詳細分析了現(xiàn)階段的時空Kriging插值存在的不足,以及應用在稀疏散布的Argo剖面數(shù)據時產生的不適應性,提出了多時段疊置擬合的時空Kriging插值改進方法,控制了時間變異對空間變異函數(shù)擬合的誤差影響,最后采用積合式模型構建時空變異函數(shù)進行插值,交叉驗證結果證明該方法有效提升了時空Kriging插值精度。(3)利用改進后的時空Kriging插值進行Argo海溫三維網格數(shù)據的構建應用。介紹了構建過程所涉及的數(shù)據類型和預處理方法,提出了基于“劃分-平均”的次表層海溫場網格數(shù)據構建方法,以及基于AVHRR遙感數(shù)據的表層海面溫場網格數(shù)據的融合思路,通過生成結果的時空分布特征分析和與其他數(shù)據的定量對比分析得出,本文構建海洋要素場網格數(shù)據所采用的方法基本科學可靠。
【圖文】：

面數(shù)據基本情況數(shù)據采集方式測浮標是沿海流軌跡分布的漂流浮標，，能夠實現(xiàn)自動控制面數(shù)據。Argo 計劃最早由美國和日本等國家發(fā)起，旨在通時地在全球范圍內大部分海域實施水下 2000m 以內的溫、面數(shù)據的采集方式如圖所示。主要分為四個階段：面（Surface）下降到懸浮層的深度（Park Depth）懸浮層以固定的周期隨海流自由移動最大深度（ProfileDepth）后，開始上浮同時采集剖面數(shù)據）記錄所在位置，在海上短暫漂浮并將位置和剖面數(shù)據傳輸?shù)挠^測（約 8 小時）生命周期為 3 年或更長，以固定周期不間斷的循環(huán)測量，測周期各不相同，以 3 天，5 天和 10 天為主。

戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學碩士學位論文基礎研究時需要謹慎對待。料中心（China Argo Real-time Data Center）提供的《p://ftp.argo.org.cn/pub/ARGO/global/）（圖 2-2）經過研容全面的用戶手冊，便于研究人員直接使用。目前為017 年 7 月的全球剖面觀測數(shù)據，每月的觀測數(shù)據存.tar.gz”表示 2006 年 1 月期間全球海洋內所有正在工壓縮包后可以得到對應的單個剖面數(shù)據文件。
【學位授予單位】：戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P714

【參考文獻】

相關期刊論文 前6條

1 張艷慧;王凡;臧楠;;基于Argo浮標和歷史資料的熱帶西太平洋次表層與中層水年代變化分析[J];海洋學報(中文版);2008年06期

2 郭懷成;周豐;刀

本文編號：2605019