ARGO稀损数据插补与三维海洋要素场重构研究
发布时间：2025-01-01 07:46
ARGO资料作为目前唯一实时/延时可用的全球尺度海洋三维观测资料,为分析揭示海洋环境温盐分布和流场结构、理解和深化海洋环境特性和气候变化规律提供了关键的观测事实基础,其蕴涵的丰富信息资源具有重要的科学意义和应用价值。论文针对ARGO资料稀疏、零散、缺损等空间不规则和时间不连续固有弱点和应用盲区,开展了ARGO稀疏资料插值、缺损数据拟合和三维温盐场重构等客观再分析研究；开展了基于卫星遥感资料和ARGO资料的海表流场估算以及三维流场的反演研究。为发掘和优化利用ARGO信息资源及ARGO资料再分析应用提供理论依据和技术手段；为深化海洋环境演变与气候变化研究,改进提高大气、海洋环境要素的数值预报能力提供数据信息支持。 论文主要成果和创新点包括： (1)针对ARGO等稀疏资料的小尺度结构和细节特征刻画等实际问题,改进和发展了分形插值方法模型,通过引入遗传算法对分形插值参数(压缩因子)优化搜索,实现了插值参数的客观优选,改进了分形插值方法对海洋稀疏要素场插值的合理性和有效性。 (2)提出了一种小样本插值新方法-信息扩散插值。该方法基于模糊映射思想,通过对稀少数据点的信息进行模糊扩散...
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究意义
1.2 国内外现状与发展动态
1.3 研究内容
1.4 论文结构
第二章 海洋环境场细节刻画-分形插值优化
2.1 概述
2.2 分形插值
2.3 研究资料
2.4 分形插值参数的遗传优选
2.5 改进插值算法的对比实验
2.6 小结
第三章 小样本数据分析—信息扩散插值
3.1 概述
3.2 信息扩散原理
3.2.1 信息扩散原理
3.2.2 信息扩散插值思想
3.3 信息扩散二维插值算法
3.4 均匀信息扩散-正态插值模型
3.5 非对称信息扩散-椭圆插值模型
3.5.1 二维“椭圆式”扩散函数
3.5.2 k与λ参数的确定
3.5.3 多维“椭圆式”扩散函数
3.6 非对称信息扩散-概率插值模型
3.6.1 二维“概率式”信息扩散函数
3.6.2 多维“概率式”扩散函数
3.7 算法试验
3.8 小结
第四章 三维温盐要素场重构-时空插值
4.1 概述
4.2 时空权重插值
4.3 时空权重插值的改进算法
4.3.1 常规时空插值存在问题
4.3.2 可疑的时空插值结果剔除
4.3.3 不同方向插值影响差异改进
4.3.4 基于观测数据的权函数估计
4.4 对比应用试验
4.4.1 与WOA05的对比试验
4.4.2 与TAO的对比试验
4.5 小结
第五章 缺损信息拟合-奇异谱迭代插补
5.1 概述
5.2 DIN-EOF算法原理
5.3 DIN-EOF算法试验
5.4 DIN-SSA/MSSA插补算法
5.5 DIN-SSA/MSSA改进算法-分段寻优法
5.5.1 DIN-SSA/MSSA存在问题
5.5.2 算法改进的基本思想
5.5.3 分段寻优的基本原理
5.5.4 分段寻优的计算步骤
5.6 OLR迭代插补应用试验
5.6.1 试验资料
5.6.2 试验方案
5.6.3 插补方法的应用对比试验
5.6.4 改进算法与常规算法对比
5.7 ARGO盐度场缺损插补
5.8 小结
第六章 基于卫星遥感资料的海表流场反演
6.1 概述
6.2 研究资料
6.2.1 卫星高度计资料
6.2.2 卫星遥感风场数据
6.3 研究方法
6.3.1 Ekman流计算
6.3.2 地转流计算
6.4 海表流场反演
6.4.1 平均场对比分析
6.4.2 纬向平均流场
6.5 小结
第七章 基于ARGO资料的三维流场估算
7.1 概述
7.2 数据分析处理
7.2.1 研究资料
7.2.2 ARGO浮标资料网格化
7.3 流场估算原理与计算方案
7.4 海洋流场反演估算
7.4.1 基于ARGO资料的太平洋温盐场
7.4.2 利用温盐场估算太平洋流场
7.5 大西洋流场反演估算
7.5.1 大西洋的ARGO温盐场
7.5.2 基于温盐场估算的大西洋流场
7.6 小结
第八章 全文总结
8.1 主要研究成果
8.2 论文创新点
8.3 下一步的研究构想
缩略语表
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及科研成果
一、发表的论文
二、参与的科研项目
本文编号：4022266
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究意义
1.2 国内外现状与发展动态
1.3 研究内容
1.4 论文结构
第二章 海洋环境场细节刻画-分形插值优化
2.1 概述
2.2 分形插值
2.3 研究资料
2.4 分形插值参数的遗传优选
2.5 改进插值算法的对比实验
2.6 小结
第三章 小样本数据分析—信息扩散插值
3.1 概述
3.2 信息扩散原理
3.2.1 信息扩散原理
3.2.2 信息扩散插值思想
3.3 信息扩散二维插值算法
3.4 均匀信息扩散-正态插值模型
3.5 非对称信息扩散-椭圆插值模型
3.5.1 二维“椭圆式”扩散函数
3.5.2 k与λ参数的确定
3.5.3 多维“椭圆式”扩散函数
3.6 非对称信息扩散-概率插值模型
3.6.1 二维“概率式”信息扩散函数
3.6.2 多维“概率式”扩散函数
3.7 算法试验
3.8 小结
第四章 三维温盐要素场重构-时空插值
4.1 概述
4.2 时空权重插值
4.3 时空权重插值的改进算法
4.3.1 常规时空插值存在问题
4.3.2 可疑的时空插值结果剔除
4.3.3 不同方向插值影响差异改进
4.3.4 基于观测数据的权函数估计
4.4 对比应用试验
4.4.1 与WOA05的对比试验
4.4.2 与TAO的对比试验
4.5 小结
第五章 缺损信息拟合-奇异谱迭代插补
5.1 概述
5.2 DIN-EOF算法原理
5.3 DIN-EOF算法试验
5.4 DIN-SSA/MSSA插补算法
5.5 DIN-SSA/MSSA改进算法-分段寻优法
5.5.1 DIN-SSA/MSSA存在问题
5.5.2 算法改进的基本思想
5.5.3 分段寻优的基本原理
5.5.4 分段寻优的计算步骤
5.6 OLR迭代插补应用试验
5.6.1 试验资料
5.6.2 试验方案
5.6.3 插补方法的应用对比试验
5.6.4 改进算法与常规算法对比
5.7 ARGO盐度场缺损插补
5.8 小结
第六章 基于卫星遥感资料的海表流场反演
6.1 概述
6.2 研究资料
6.2.1 卫星高度计资料
6.2.2 卫星遥感风场数据
6.3 研究方法
6.3.1 Ekman流计算
6.3.2 地转流计算
6.4 海表流场反演
6.4.1 平均场对比分析
6.4.2 纬向平均流场
6.5 小结
第七章 基于ARGO资料的三维流场估算
7.1 概述
7.2 数据分析处理
7.2.1 研究资料
7.2.2 ARGO浮标资料网格化
7.3 流场估算原理与计算方案
7.4 海洋流场反演估算
7.4.1 基于ARGO资料的太平洋温盐场
7.4.2 利用温盐场估算太平洋流场
7.5 大西洋流场反演估算
7.5.1 大西洋的ARGO温盐场
7.5.2 基于温盐场估算的大西洋流场
7.6 小结
第八章 全文总结
8.1 主要研究成果
8.2 论文创新点
8.3 下一步的研究构想
缩略语表
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及科研成果
一、发表的论文
二、参与的科研项目
本文编号：4022266
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