代数多重网格三维变分数据同化方法

    公开(公告)号:CN109933877B

    公开(公告)日:2022-08-12

    申请号:CN201910158554.7

    申请日:2019-03-04

    Inventor: 何忠杰

    Abstract: 本发明公开了代数多重网格三维变分数据同化方法,包括多重网格同化的基本框架,本发明结构科学合理,使用安全方便,非结构网格模式特点和多重网格变分同化的基本原理,首次将代数多重网格法与数据变分同化方法相结合,开发了代数多重网格变分数据同化技术,有效地解决了传统同化方法在复杂地形和非均匀观测资料同化方面面临的难题,并消除了正交网格同化结果到非规则模式网格的插值过程,有效提高了同化精度和灵活度,目前我国正在大力发展海洋经济,充分了解近岸海区的海洋环境状态对渔场、石油平台、潮汐发电设备等各种海洋工程的建设具有重要的保障意义,针对非规则网格模式的特点开发的代数多重网格数据同化技术,改善近岸海区的同化效果。

    代数多重网格三维变分数据同化技术

    公开(公告)号:CN109933877A

    公开(公告)日:2019-06-25

    申请号:CN201910158554.7

    申请日:2019-03-04

    Inventor: 何忠杰

    Abstract: 本发明公开了代数多重网格三维变分数据同化技术,包括多重网格同化的基本框架,非结构网格同化方程解算方法和多重非结构网格构造的基本原理等。首次将代数多重网格法与数据变分同化方法相结合,开发了代数多重网格变分数据同化技术,有效地解决了传统同化方法在复杂地形和非均匀观测资料同化方面面临的难题,并消除了正交网格同化结果到非规则模式网格的插值过程,有效提高了同化精度和灵活度。目前我国正在大力发展海洋经济,充分了解近岸海区的海洋环境状态对渔场、石油平台、潮汐发电设备等各种海洋工程的建设具有重要的保障意义,针对非规则网格模式的特点开发的代数多重网格数据同化技术,将大幅改善近岸海区的同化效果。

    基于最优观测时间窗口的耦合数据同化与参数优化方法

    公开(公告)号:CN109840311B

    公开(公告)日:2023-10-27

    申请号:CN201910038258.3

    申请日:2019-01-14

    Abstract: 基于最优观测时间窗口的耦合数据同化与参数优化方法,属于耦合气候模式系统的数据同化、参数优化与数值预报技术领域。针对传统耦合数据同化与参数优化方法存在的观测资源利用以及状态估计与参数优化精度的不足,本发明结合耦合模式自由积分状态的谱分析获取耦合模式状态的特征时间尺度,依据耦合模式状态的时间尺度设立最优观测时间窗口的大小。在基于最优观测时间窗口获取有效的大气与海洋观测数据的基础上引入观测窗口内时间权重系数,最大程度上提取有效的观测信息以拟合耦合模式状态的特征变率并忽略模式内部参数的时变特征并引入时间窗口内的时间平均系数,实现对模式参数的更加精确的估计与优化,强化耦合模式的大气与海洋的数值预报能力。

    一种结合最优观测时间窗口的强耦合数据同化方法

    公开(公告)号:CN109783932B

    公开(公告)日:2022-10-28

    申请号:CN201910032586.2

    申请日:2019-01-14

    Abstract: 一种结合最优观测时间窗口的强耦合数据同化方法,属于耦合气候模式系统的强耦合数据同化与数值预报技术领域。本发明结合耦合模式自由积分状态的谱分析获取耦合模式状态的特征时间尺度,并依据耦合模式状态的时间尺度设立最优观测时间窗口的大小;在基于最优观测时间窗口获取有效的大气与海洋观测数据的基础上,根据大气与海洋状态之间的自相关系数引入观测窗口内相关性权重系数,最大程度上提取有效的观测信息的同时减小时间与相关性差异;在基于最优观测时间窗口的弱耦合同化方案的稳态大气与海洋的耦合相关性系数,在传统强耦合同化方案中引入耦合相关性权重系数,实现对耦合模式状态的更加精确的估计强化耦合模式的大气与海洋的数值预报能力。

    一种基于时空经验正交函数的海洋环境要素统计预测方法

    公开(公告)号:CN113052370A

    公开(公告)日:2021-06-29

    申请号:CN202110277114.0

    申请日:2021-03-15

    Abstract: 本发明提供一种基于时空经验正交函数的海洋环境要素统计预测方法,基于待分析预测海域的再分析数据,构建待分析空间的历年逐日海洋动力环境要素时空样本矩阵;利用小波包分解方法,将时空样本矩阵进行多时间尺度分析,得到不同时间尺度的时空样本矩阵;对不同时间尺度的时空样本矩阵进行时空经验函数分解,分别构建对应不同时间尺度的正交时空基底;采用正交时空基底构建面向海洋动力环境要素的时空统计预测模型;利用不同时间尺度的中长期时空分析预测结果进行重构,得到待分析空间的海洋动力环境要素中长期时空分析预测结果。本发明研制一种基于时空经验正交函数的海洋动力环境要素的中长期统计预测模型,提高海洋动力环境要素分析预报能力。

    一种基于度量标准的海流场几何可视化方法

    公开(公告)号:CN110807293A

    公开(公告)日:2020-02-18

    申请号:CN201910958376.6

    申请日:2019-10-10

    Abstract: 本发明公开了一种基于度量标准的海流场几何可视化方法,用于进行二维稳态海流场的自适应流线绘制。首先为流线之间的局部相似性定义一种度量标准,然后使用此度量标准从稠密的候选种子点集合中增加流线。此种度量标准不仅考虑欧几里德距离,而且考虑到流线的形状和方向。如果没有明确的特征检测,本发明会自适应地突出几何感兴趣的区域。可以有效的显示出海流运动中的特征区域,有效的解决实际海流场在绘制过程中存在的模糊问题。

    一种基于改进的光线投射算法的海洋水声场三维可视化方法

    公开(公告)号:CN108874932A

    公开(公告)日:2018-11-23

    申请号:CN201810552272.0

    申请日:2018-05-31

    Abstract: 本发明公开了一种基于改进的光线投射算法的海洋水声场三维可视化方法,属于海洋环境要素可视化领域。首先对对三维抛物线方程模型求出的海洋水下声波声强传播损失数据进行预处理;然后针对图像平面像素,按既定方向发出的各条光线分别进行自适应间距采样,计算各条光线上所有重采样点的坐标,采用三线性插值算法对所有的重采样点进行插值。最后按照用户需求对插值后的重采样点数值设定不同的颜色值和不透明度,进行数据分类并合成,完成海洋水声场的三维可视化图像。本发明通过对水声场三维数据体素的划分,有效减少无效体素中重采样点的数量,进而提高三维可视化的效率,在保证图像质量的前提下,可视化速度更快。

    一种基于梯度分析的海水温度场采样方法

    公开(公告)号:CN108846400A

    公开(公告)日:2018-11-20

    申请号:CN201810524293.1

    申请日:2018-05-28

    Abstract: 本发明提供一种基于梯度分析的海水温度场采样方法,包括步骤:计算海水温度场中每个数据点的梯度大小,得到梯度空间分布,对梯度空间分布进行聚类分块操作,根据梯度分布特征计算每个聚类块的采样率,对聚类块内随机采样后,利用重构算法重构海水温度场分布。本发明对梯度具有显著变化的区域进行加密采样,提高了对海水温度场的重构精度。

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