海冰内部结构快速确定方法、装置、电子设备和存储介质制造方法及图纸

本公开提供了一种基于温度链数据的海冰内部结构快速确定方法、装置、电子设备和存储介质，该方法包括：根据温度链数据表，确定当前温度链在所有时刻下的正常温度有效数据序列和所有时刻下加热温度有效数据序列；根据正常温度有效数据序列和加热温度有效数据序列中相邻温度传感器之间的温度差确定海冰内部结构。本公开通过对温度链数据表中的各个传感器的温度数据进行有效数据的提取和处理，并结合相邻传感器之间的温度差值情况，反演得出海冰内部结构情况，在提升温度链数据的应用范围的同时，简化了科研人员对海冰内部结构研究的操作处理，为后续研究工作提供了更真实有效的数据基础。据基础。据基础。

【技术实现步骤摘要】
海冰内部结构快速确定方法、装置、电子设备和存储介质


[0001]本公开涉及数据处理领域，更具体地，本公开涉及一种基于温度链数据的海冰内部结构快速确定方法、装置、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]海冰作为全球气候系统的重要组成部分，可以影响大气和海洋之间的热量、通量交换及辐射传输、改变海表温度和盐度梯度等，从而极大地作用于极区的气候及环境变化。自20世纪70年代以来，随着全球气温持续升高，北极高纬度地区的气候条件发生了显著变化，北极海冰正在迅速衰减。北极持续变暖以及海冰加速融化，使得北极通航的可能性逐渐加大。近些年来，北极东北航道和西北航道均已出现开通的情况。因此，研究北极海冰分布和变化趋势成为近几十年的热门科学问题，科学家期待通过大量的观测帮助了解北极气候变化，加强北极航道的科学规划，推动北极航运业务的发展。
[0003]然而北极自然条件艰苦，环境极端恶劣，现场观测实施难度极大。环北极世界各国发展了各种各样的自动观测设备，以减少人员在北极工作出现的安全风险。其中利用海冰温度链对海冰剖面温度进行观测是被各国科学家广泛使用的海冰观测手段，国际上知名的海冰温度链包括美国寒区研究和工程实验室(CRREL)生产的IMB和苏格兰海洋科学协会(SAMS)生产的SMIBA。据不完全统计各国科学家布放在北极的海冰温度链总计有数百个，其中我国科学家在北极地区布放的海冰温度链总计也有近百个。
[0004]在相关技术中，海冰温度链是一根柔性的橡胶材质的链条，由240个温度传感器垂直排列组合而成，竖直安装在海冰中，上部延伸至大气中，下部延伸至海水中。通过一个安置在仪器箱中的采集器来高频率、高精度的记录海冰不同深度位置的温度，从而帮助科研人员得到完整的海冰剖面温度数据。这些温度链上的温度传感器的数据表征了海冰本身在大气和海洋的影响下的温度变化趋势，是研究大气
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海冰
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海洋相互作用的重要数据来源。
[0005]目前，科研人员常用温度链数据进行海冰内部垂直温度的监测，用以反演海冰厚度的变化，而在科研人员希望进行海冰内部结构的判断以及演变过程的确定时，只能通过实地钻取冰芯来实现，其操作繁琐、效率低下，并且需要大量人力物力配合完成，不容易实现。

技术实现思路

[0006]本公开提供了一种基于温度链数据的海冰内部结构快速确定方法、装置、电子设备和存储介质。
[0007]根据本公开的一方面，提供了一种基于温度链数据的海冰内部结构快速确定方法，包括：根据温度链数据表，确定当前温度链在所有时刻下的正常温度有效数据序列和所有时刻下加热温度有效数据序列；根据所述正常温度有效数据序列和加热温度有效数据序列中相邻温度传感器之间的温度差确定海冰内部结构。
[0008]根据本公开的另一方面，提供了一种基于温度链数据的海冰内部结构快速确定装
置，包括：数据处理模块，用于根据温度链数据表，确定当前温度链在所有时刻下的正常温度有效数据序列和所有时刻下加热温度有效数据序列；结构确定模块，用于根据所述正常温度有效数据序列和加热温度有效数据序列中相邻温度传感器之间的温度差确定海冰内部结构。
[0009]根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：
[0010]至少一个处理器；以及
[0011]与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0012]存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本公开任一实施例提供的方法。
[0013]根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，计算机指令用于使计算机执行本公开任一实施例提供的方法。
[0014]根据本公开的技术方案，通过对温度链数据表中的各个传感器的温度数据进行有效数据的快速提取和处理，并结合相邻传感器之间的温度差值情况，反演得出海冰内部结构情况，在提升温度链数据的应用范围的同时，简化了科研人员对海冰内部结构研究的操作处理，为后续研究工作提供了更真实有效的数据基础。
[0015]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0016]附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
[0017]图1是相关技术中海冰温度链的结构示意图；
[0018]图2是本公开一个实施例提供的基于温度链数据的海冰内部结构快速确定方法的流程示意图；
[0019]图3是本公开一个实施例提供的确定当前温度链的正常温度有效数据序列的流程示意图；
[0020]图4是本公开一个实施例提供的温度链数据表格式示意图；
[0021]图5是本公开一个实施例提供的异常数据示意图；
[0022]图6是本公开另一个实施例提供的剔除异常数据方法的流程示意图；
[0023]图7是本公开另一实施例提供的确定当前温度链的加热温度有效数据序列的流程示意图；
[0024]图8是本公开一实施例提供的正常温度时间序列图像；
[0025]图9是本公开一个实施例提供的垂直梯度时间序列图像；
[0026]图10是本公开一个实施例提供的时间梯度时间序列图像；
[0027]图11是本公开一个实施例提供的加热数据时间序列图像；
[0028]图12是本公开另一实施例提供的基于温度链数据的海冰内部结构确定装置的结构示意图；
[0029]图13是本公开另一实施例提供的数据处理模块的结构示意图；
[0030]图14是本公开另一实施例提供的基于温度链数据的海冰内部结构快速确定装置的结构示意图；
[0031]图15是本公开另一实施例提供的电子设备的框图。
具体实施方式
[0032]以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
[0033]海冰作为全球气候系统的重要组成部分，可以影响大气和海洋之间的热量、通量交换及辐射传输、改变海表温度和盐度梯度等，从而极大地作用于极区的气候及环境变化。自20世纪70年代以来，随着全球气温持续升高，北极高纬度地区的气候条件发生了显著变化，北极海冰正在迅速衰减。北极持续变暖以及海冰加速融化，使得北极通航的可能性逐渐加大。近些年来，北极东北航道和西北航道均已出现开通的情况。因此，研究北极海冰分布和变化趋势成为近几十年的热门科学问题，科学家期待通过大量的观测帮助了解北极气候变化，加强北极航道的科学规划，推动北极航运业务的发展。
[0034]然而北极自然条件艰苦，环境极端恶劣，现场观测实施难度极大。环北极世界各国发展了各种各样的自动观测设备，以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于温度链数据的海冰内部结构快速确定方法，其特征在于，包括：根据温度链数据表，确定当前温度链在所有时刻下的正常温度有效数据序列和所有时刻下加热温度有效数据序列；根据所述正常温度有效数据序列和加热温度有效数据序列中相邻温度传感器之间的温度差确定海冰内部结构。2.根据权利要求1所述的海冰内部结构快速确定方法，其特征在于，所述确定当前温度链的正常温度有效数据序列，包括：获取所述温度链数据表中第一时刻下数据记录编号为第一参数值的第一温度数据序列以及数据记录编号为第二参数值的第二温度数据序列；按照传感器编号顺序排列所述第一温度数据序列和所述第二温度数据序列中的传感器数据，形成所述第一时刻下正常温度数据序列；剔除所述第一时刻下正常温度数据序列中的异常数据，得到所述第一时刻下的正常温度有效数据序列。3.根据权利要求2所述的海冰内部结构快速确定方法，其特征在于，所述剔除所述第一时刻下正常温度数据序列中的异常数据，包括：分别确定所述正常温度数据序列中第M个传感器数据与其相邻的两个传感器数据之间的第一梯度值和第二梯度值；在所述第一梯度值和所述第二梯度值均大于第一预设阈值的情况下，确定所述第M个传感器数据为所述异常数据；在所述第一时刻下正常温度数据序列中剔除所述异常数据。4.根据权利要求1所述的海冰内部结构快速确定方法，其特征在于，所述确定当前温度链的加热温度有效数据序列，包括：：获取所述温度链数据表中第二时刻下数据记录编号为第三参数值的第三温度数据序列；剔除所述第二时刻下所述第三温度数据序列中的异常加热数据，得到所述第二时刻下的加热温度有效数据序列。5.根据权利要求4所述的海冰内部结构快速确定方法，其特征在于，所述剔除所述第二时刻下所述第三温度数据序列中的异常加热数据，包括：分别确定所述第三温度数据序列中第N个传感器数据与其相邻的两个传感器数据之间的第三梯度值和第四梯度值；在所述第三梯度值和所述第四梯度值均大于第二预设阈值的情况下，确定所述第N个传感器数据为所述异常加热数据；在所述第二时刻下的第三温度数据序列中剔除所述异常加热数据。6.根据权利要求1至5中任一项所述的海冰内部结构快速确定方法，其特征在于，在确定正常温度有效数据序列和所有时刻下加热温度有效数据序列之后，还包括：根据所有正常温度有效数据序列和所述加热温度有效数据序列，绘制预设类型的图像；其中，所述预设类型的图像包括以下至少一种：正常温度时间序列图像、垂直梯度时间序列图像、时间梯度时间序列图像以及加热数
据时间序列图像。7.根据权利要求1至5中任一项所述的海冰内部结构快速确定方法，其特征在于，所述海冰内部结构至少包括以下之一：积雪层、海冰层、叠加冰层、雪冰层、内部融化层。8.一种基于温度链数据的海冰内部结构快速确定装置，其特征在于，包括：数据处理模块，用于根据温度链数据表，确定当...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵杰臣，马靖凯，孟凡昌，
申请(专利权)人：国家海洋环境预报中心，
类型：发明
国别省市：