一种海洋环境动力要素区域极值分析方法技术

本发明专利技术公开了一种海洋环境动力要素区域极值分析方法，属于海岸、海洋工程技术领域。包括以下步骤：获取海洋环境动力要素的n年时序历史数据；依据天气系统分组，提取独立且同分布的极端样本；在极端样本信息充足的区域，针对单点求出其各自的概率分布参数；基于人工神经网络建立各参数与经度、纬度和水深的空间演变模型；基于建好的模型，校正极端样本充足区域单点的概率分布参数；将空间模型外推到极端样本信息不充足的区域；通过区域重模拟方法计算不同重现期区域模型推算值的置信区间。该方法主要解决了某些海域位置海洋环境动力要素样本历史数据稀少导致的海洋、海岸结构物不同重现期下设计标准推算值不确定性较大的问题。重现期下设计标准推算值不确定性较大的问题。重现期下设计标准推算值不确定性较大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋环境动力要素区域极值分析方法


[0001]本专利技术属于海岸、海洋工程
具体涉及一种海洋环境动力要素区域极值分析方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国传统涉海产业逐步优化，高新涉海产业不断革新，海洋和海岸工程的发展面临着新的机遇，同时亦面临着新的挑战。海洋环境动力要素（例如：极端有效波高）是海岸结构设计和管理、海上平台、船舶路线以及港口建设中重要的参数。
[0003]台风是一种严重的自然灾害现象，对海洋和海岸工程有巨大的威胁。在台风发生较为频繁的区域有足够的历史数据可以利用，应用传统的推算方法得到海洋环境动力要素的设计值较为可靠；在台风发生次数较少（年频次小于1）的区域，但伴随其产生的海洋环境动力要素是极端的，因此在进行海洋、海岸结构物设计时，又不能忽略它的影响，但受限于有限的历史数据，应用传统的推算方法得到海洋环境动力要素的设计值具有很大的不确定性，不能满足实际工程建设的需要。
[0004]近年来，我国逐渐形成了“空天地海潜”的海洋观测体系，海洋观测、模拟数据呈现指数级的增长，海洋数据已进入大数据时代，但仍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋环境动力要素区域极值分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取海洋环境动力要素的n年时序历史数据，其中n大于20年，海洋动力环境要素为有效波高；S2、依据天气系统分组，提取独立且同分布的极端样本；S3、在极端样本信息充足的区域，针对单点求出其各自的概率分布参数，针对每个海域点应用GPD分布模型求出求各自的概率分布参数；S4、基于人工神经网络建立各参数与经度、纬度和水深的空间演变模型；本步骤具体包括：S41、搭建神经网络模型，模型包括输入层、隐藏层和输出层，采用Levenberg
‑
Marquardt反向传播算法进行数据训练，隐含层使用双曲正切Sigmoid型传递函数，输入层和输出层使用线性传递函数；S42、设定模型的输出层为概率分布模型的参数，S43、对比分析区域内单点累计分布曲线和区域模型获得的累计分布曲线的整体平均差异，确定输入模型的子区域位置点数量；S5、基于建好的模型，校正极端样本充足区域单点的概率分布参数，即在极端样本充足的区域每个位置处应用模型求得GPD分布的三个参数，作为校正值，代替原始值；S6、将空间模型外推到极端样本信息不充足的区域，即在极端样本不充足的区域位置，利用空间模型的参数演变模式逐渐外推到极端样本不充足的区域位置；S7、通过区域重模拟方法计算不同重现期区域模型推算值的置信区间。2.根据权利要求1所述的海洋环境动力要素区域极值分析方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：S21、针对台风特征显著、信息记录完整的天气系统，依据轨迹、影响范围和记录时间信息进行轨迹追踪和记录时间匹配，提取独立且同分布的样本；S22、针对其...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵珠晓，李佳谦，梁丙臣，李华军，李萍，谢波涛，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：