矩阵填充技术在气象数据中的应用研究

发布时间：2023-05-06 16:32

　　随着社会的发展,人类的生活环境受到自然灾害的影响越来越大,极端天气事件日益频发,给人类的生活带来了许多困扰,气象监测越来越重要。然而受到当今科技水平的制约,各种天气事件的准确性和实效性还有待提高。在气象研究应用领域,各类观测数据是监测天气系统的重要手段,是气候分析的数据基础和气象预报验证的标准。实时准确的监测天气系统数据能为决策部门的防灾减灾提供有力的技术支持。近年来,无线传感采集设备的飞速发展为气象观测系统带来了新的机遇,大大丰富并弥补了传统人工观测频率低、数据误差大等不足,并实现了全天候自动实时观测。然而在气象领域中,由于气象系统的复杂性,在气象数据的采集过程中,可能会因为观测环境复杂、采集设备故障及网络故障等原因,使得采集部分数据缺失,或者与实际天气状况存在一定的误差。在气象预报数据模型中,有误差的气象数据会导致天气预报结论产生偏差,如何恢复缺失数据并处理气象数据中的误差成为一个难点。矩阵填充主要解决的是能否从已知的部分矩阵元素来恢复整个矩阵,即在仅观察到未知矩阵小部分数据下,填充缺失数据的问题。气象数据有其自身时间空间的相关性优势,利用矩阵填充技术对缺失气象数据进行预测,挖掘处...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 研究内容与方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 关键技术及拟采用的解决方案
    1.4 论文框架及技术路线图
第2章 矩阵填充技术及气象采集与处理技术
    2.1 矩阵填充理论及其进展研究
    2.2 矩阵填充技术原理
        2.2.1 矩阵填充模型描述
        2.2.2 矩阵填充模型的应用
        2.2.3 矩阵恢复模型概述
        2.2.4 矩阵恢复模型的应用
    2.3 自动气象站观测数据采集原理及其观测数据特点
        2.3.1 自动气象站观测网现状及特点
        2.3.2 自动气象站观测数据采集原理
    2.4 本章小结
第3章 基于低秩矩阵填充的气象数据采集与恢复
    3.1 矩阵填充技术在气象数据中的相关理论研究
    3.2 矩阵填充算法
        3.2.1 SVT算法
        3.2.2 OptSpace算法
        3.2.3 SET算法
    3.3 气象数据采集与恢复
        3.3.1 气象数据的矩阵模型
        3.3.2 气象数据的采集模型
        3.3.3 气象数据的预测模型
        3.3.4 气象数据恢复算法
    3.4 数据分析
        3.4.1 数据来源
        3.4.2 低秩性
        3.4.3 稳定性
    3.5 实验结果与分析
        3.5.1 实验步骤和方法
        3.5.2 检测性能分析
    3.6 本章小结
第4章 气象数据采集与处理系统的设计
    4.1 系统总体架构
        4.1.1 系统总体架构设计
        4.1.2 系统数据处理控制流程
        4.1.3 系统数据传输设计
    4.2 客户端软件设计
        4.2.1 软件需求分析
        4.2.2 数据处理与用户操作建模
    4.3 数据库总体设计
    4.4 平台技术背景
    4.5 平台关键功能实现
        4.5.1 数据采集模块的实现
        4.5.2 数据查询实现
        4.5.3 气象数据分析
        4.5.4 运行状态监控的实现
        4.5.5 故障报警功能
        4.5.6 数据恢复模块的实现
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3809250