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基于多模型神经网络的湿度廓线反演研究
1
作者 王金虎 肖安虹 +3 位作者 陈后财 王昊亮 刘萱 蔡海强 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期181-190,共10页
为提升微波辐射计对大气廓线探测的精度,利用ARM大气观测站提供的地基微波辐射计、毫米波测云雷达以及探空数据,构建了两种添加不同云信息的反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)模型(添加入云和出云高度的C-BPNN模... 为提升微波辐射计对大气廓线探测的精度,利用ARM大气观测站提供的地基微波辐射计、毫米波测云雷达以及探空数据,构建了两种添加不同云信息的反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)模型(添加入云和出云高度的C-BPNN模型与添加雷达反射率因子的Z-BPNN模型)与一种未添加云信息的BPNN模型(记为BPNN0),并对反演结果进行了对比,结果表明:C-BPNN模型和Z-BPNN模型在任何天气下(有云或无云),得到的反演误差都小于BPNN0模型;C-BPNN相较于另外两种模型反演结果具有更高的稳定性。对3种模型各自反演结果最好的个例分析发现,C-BPNN与Z-BPNN模型主要的误差存在于高空无云但是相对湿度却出现跃变的情况,说明神经网络模型对初始权值与阈值较为敏感,因此通过遗传算法(genetic algorithms,GA)对BPNN模型进行优化。经GA优化后的反演结果表明:BPNN0模型与C-BPNN模型具有明显优化效果,而Z-BPNN模型优化效果则不明显。 展开更多
关键词 地基微波辐射计 毫米波雷达 湿度廓线 反向传播神经网络(BPNN) 遗传算法(GA)
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基于三维全参数反演的煤矿采空区形变提取方法研究 被引量：1
2
作者 刘晖 李梅 +3 位作者 袁明泽 姜展 王金正 吴小虎 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期22-29,共8页
准确提取地表形变信息对于预防和控制煤矿开采导致的地质灾害至关重要。以山东郭屯煤矿某工作面为例,首先获取了工作面开采时间段内(2017年7月31日至2018年5月3日)的18景Sen-tinel-1A卫星影像,基于SBAS-InSAR技术处理得到工作面采空区... 准确提取地表形变信息对于预防和控制煤矿开采导致的地质灾害至关重要。以山东郭屯煤矿某工作面为例,首先获取了工作面开采时间段内(2017年7月31日至2018年5月3日)的18景Sen-tinel-1A卫星影像,基于SBAS-InSAR技术处理得到工作面采空区地表形变。在InSAR观测数据的驱动下,通过推导概率积分法与SBAS-InSAR视线向形变三维参数之间的函数映射关系,提出了一种基于随机误差消除遗传算法的三维全参数反演模型。基于该方法,准确反演了研究区地表沉降参数,通过与现场经验值对比,各参数的偏差均小于3%,拟合精度较高。最后,基于反演参数与概率积分法获得了采空区全盆地沉降形变信息,其中A测线与F测线的均方根误差分别为0.083 m和0.102 m,平均绝对误差分别为0.068 m和0.089 m,预计结果与实测水准测量数据高度一致,表明所提出的三维全参数反演模型能够以低成本的方式有效获取煤矿采空区全盆地沉降信息。 展开更多
关键词 采空区沉降 概率积分法 SBAS-InSAR 随机误差消除 三维全参数反演
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基于承灾体空间化的高温灾害风险评估研究:以中国长三角为例 被引量：5
3
作者 王金虎 王宇豪 +3 位作者 陈江 蔡嘉晗 谢槟泽 苏航 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2022年第9期1-12,共12页
为了更精确地反映高温灾害对人口、社会经济、农业的影响程度,基于多源遥感数据、地理信息数据、统计年鉴数据反演2020年长三角地区高温承灾体空间分布情况,结合1971—2020年长三角地区221个气象站逐日温度数据,从致灾因子、孕灾环境、... 为了更精确地反映高温灾害对人口、社会经济、农业的影响程度,基于多源遥感数据、地理信息数据、统计年鉴数据反演2020年长三角地区高温承灾体空间分布情况,结合1971—2020年长三角地区221个气象站逐日温度数据,从致灾因子、孕灾环境、承灾体、防灾减灾能力四个方面构建高温灾害风险评估模型。结果表明:(1)人居指数模型实现人口空间化分布与统计数据之间的误差为25.42%,多元线性回归模型实现GDP、农业用地密度空间化分布与统计数据之间的误差分别为26.70%、24.58%,经线性纠正后的结果能精确反映高温灾害承灾体空间分布情况;(2)基于高温的影响因素分析显示高温灾害发生在纬度低,远离水系、人口稠密的平原地带,利用指标权重分析得到纬度和海拔高度对高温灾害的影响最大,其次是人口密度和经济发展程度;(3)高温灾害风险图表明长三角地区高温风险总体呈现北低南高,内陆高于沿海的分布态势,高风险和次高风险主要分布于浙江省大部分地区,安徽西北、东南部,上海北部;中等风险分布于安徽省中部,苏南地区;低风险和次低风险分布于苏中、苏北、浙江沿海城市。 展开更多
关键词 长三角 高温灾害 空间化 风险评估 气候变化 人类活动 极端灾害 精细化灾害评价
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基于多源数据的云中过冷水反演方法研究
4
作者 王金虎 肖安虹 +2 位作者 王宇豪 王昊亮 包金旺 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第4期108-115,共8页
云中过冷水的含量及分布是造成飞机积冰的主要原因,因此准确识别云中过冷水区域尤为重要.利用英国Chilbolton观测场的35GHz、94GHz毫米波测云雷达、激光雷达以及微波辐射计,结合探空资料,对阈值法和模糊逻辑算法识别云中过冷水分布情况... 云中过冷水的含量及分布是造成飞机积冰的主要原因,因此准确识别云中过冷水区域尤为重要.利用英国Chilbolton观测场的35GHz、94GHz毫米波测云雷达、激光雷达以及微波辐射计,结合探空资料,对阈值法和模糊逻辑算法识别云中过冷水分布情况进行对比研究,以及利用多普勒密度算法对不同水凝物含水量情况进行计算.结果表明:1)对比阈值法以及微波辐射计液态水路径的反演结果后认为模糊逻辑算法对水凝物的识别具有更高的反演精度;2)混合相态云中由于冰晶粒子主导雷达回波强度,会导致云中液态水含量被低估,需分别计算不同水凝物的雷达反射率因子. 展开更多
关键词 过冷水 毫米波雷达 模糊逻辑 多普勒谱
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基于近30a多源卫星高度计数据的东中国海潮汐信息提取 被引量：1
5
作者 李谦慧 何宜军 李秀仲 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1-14,共14页
我国HY-2B卫星已成功运行3 a多,本文首次将HY-2B测高数据用于计算潮汐。将HY-2B与相同时间段的Jason-3在东中国海分别进行潮汐信息提取,验证了其结果的一致性。建立了基于10颗国内外卫星高度计(TOPEX/Poseidon、Jason-1、Jason-2、Jaso... 我国HY-2B卫星已成功运行3 a多,本文首次将HY-2B测高数据用于计算潮汐。将HY-2B与相同时间段的Jason-3在东中国海分别进行潮汐信息提取,验证了其结果的一致性。建立了基于10颗国内外卫星高度计(TOPEX/Poseidon、Jason-1、Jason-2、Jason-3、ENVISAT、ERS-1、ERS-2、Sentinel-3A、Sentinel-3B、HY-2B)数据的时间序列,得到东中国海近30 a时间序列的较高空间分辨率网格化海面高度。利用该数据提取了东中国海12个分潮(O1、K1、Q1、P1、M2、S2、N2、K2、SA、SSa、Mm、Mf)的潮汐调和常数,并将4个主要分潮M2、S2、K1、O1的调和常数与验潮站进行对比,均方根误差分别为6.74 cm、3.98 cm、2.37 cm、1.81 cm,总体均方根误差为8.32 cm;同时,采用除HY-2B之外的剩余9颗国外卫星高度计数据和TPXO9潮汐模型结果分别与验潮站对比,结果显示,加入HY-2B后的10颗卫星高度计反演潮汐结果准确度最高,与不使用HY-2B卫星数据相比,全日潮有较大改善,K1和O1向量均方根误差分别降低19.93%和17.35%,4个主要分潮总体均方根误差降低3.5%。此外,通过与FVCOM模式结果对比分析,4个主要分潮的调和常数与模式结果的总体均方根误差为8.86 cm。另一方面,空间分辨率也有所提高,达到了0.1°×0.1°。最后,给出了4个主要分潮同潮图。在潮差较大的朝鲜半岛西侧,加入HY-2B后的同潮图可显示出2.1 m的M2等振幅线与0.75 m的S2等振幅线,与该海域实际观测结果一致,说明HY-2B在近海潮汐信息提取中有相当重要的作用。 展开更多
关键词 多源卫星高度计 东中国海 潮汐调和分析 均方根误差
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基于承灾体空间化的湖南省高温灾害风险评估
6
作者 王金虎 王钰尧 王宇豪 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第35期14958-14967,共10页
基于多源遥感数据、统计年鉴数据、NPP-VIIRS(NPOESS preparatory project-visible infrared imaging radiometer)夜光数据以及土地利用等数据,对湖南省的高温灾害进行空间分析,从而更准确地揭示其对人口、社会经济、农业等方面的影响... 基于多源遥感数据、统计年鉴数据、NPP-VIIRS(NPOESS preparatory project-visible infrared imaging radiometer)夜光数据以及土地利用等数据,对湖南省的高温灾害进行空间分析,从而更准确地揭示其对人口、社会经济、农业等方面的影响。以湖南省2015—2020年的历史气象、地理信息等数据为基础,综合运用致灾因子、孕灾环境、承灾体、抗灾减灾能力等要素,构建高温灾害风险评估模型。结果表明:①利用多元线性回归模型对GDP进行空间分配,并完成线性校正后的结果与统计值的偏差为2.73%;②孕灾环境因素中,在远离河流以及人口稠密的平原区,更易出现高温灾害;③湖南省从南到北的高温危险度呈“高-低-高”的趋势,其中高危险度区集中在湖南省东北部以及岳阳市的北部,次高危险度区集中在湖南北部以及长沙部分地区。 展开更多
关键词 高温灾害 承灾体 空间化 风险评估 湖南省
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基于高维特征域随机森林的海面小目标检测 被引量：7
7
作者 施赛楠 杨静 董泽远 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2022年第3期63-69,共7页
特征检测是提高海面小目标检测的有效途径。针对低维特征检测概率低和高维特征虚警难控制的问题,文中提出一种基于虚警可控随机森林的高维特征检测方法。首先,从时域、频域、时频域等多域提取多维特征,将检测问题转换为高维特征空间中... 特征检测是提高海面小目标检测的有效途径。针对低维特征检测概率低和高维特征虚警难控制的问题,文中提出一种基于虚警可控随机森林的高维特征检测方法。首先,从时域、频域、时频域等多域提取多维特征,将检测问题转换为高维特征空间中的两分类问题;其次,通过仿真含目标回波,获取海杂波和含目标回波的两类均衡训练样本;然后,将随机森林算法引入到高维特征空间中,建立分裂因子和虚警率的函数关系,获得虚警可控的判决区域;最后,基于IPIX实测数据验证所提检测器具有一定的性能提升,满足实际雷达恒虚警检测的要求。 展开更多
关键词 海杂波 目标检测 高维特征 随机森林
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副热带东北太平洋混合层深度及潜沉率季节循环对全球变暖的响应
8
作者 王艺珊 夏瑞彬 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期35-48,共14页
本文利用第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)中的地球系统模式(ESM2M),结合Argo观测数据和由Ishii等整理的再分析数据集,分析现在气候背景和辐射强迫极端增强下副热带东北太平洋海域(10°~40°N,110°~160°W)混合层深... 本文利用第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)中的地球系统模式(ESM2M),结合Argo观测数据和由Ishii等整理的再分析数据集,分析现在气候背景和辐射强迫极端增强下副热带东北太平洋海域(10°~40°N,110°~160°W)混合层深度(MLD)和潜沉率的季节变化特征,研究其对全球变暖的响应。在现在气候背景下,二者最大值均出现在冬季。潜沉率的主要贡献项存在显著的季节变化差异,1−5月主要受侧向潜沉率的变化控制,6−12月则由风应力旋度导致的埃克曼抽吸速度变化主控。全球变暖后,季节循环信号的主控要素不变。但受风应力旋度等要素变化的影响,各季节的MLD减小,大值区范围收缩。由于冬季减小幅度远大于夏季,MLD季节波动幅度(振幅)显著变小。长期看,MLD呈现持续变浅的趋势,其空间不均匀性减弱引起的MLD锋面减弱是控制侧向潜沉率减弱,最终导致总潜沉率减弱的关键。由于埃克曼抽吸速度的季节变化信号对全球变暖的响应较小,因此总潜沉率在冬季受全球变暖的影响最为强烈。上述结果表明,构成潜沉率的两个关键要素对总潜沉率的贡献比例是随着季节变化而改变的:冬季MLD锋面强盛时期,侧向潜沉率的影响将显著增强。全球变暖前后二者截然不同的变化会显著改变潜沉率的季节循环振幅,可能对该区域模态水的形成和输运产生深远的影响。 展开更多
关键词 混合层深度 潜沉率 副热带东北太平洋 全球变暖
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