一种基于考虑峰面特征的水下三维温度场重构方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于考虑峰面特征的水下三维温度场重构方法及装置，其包括：采集目标区域内海表遥感观测信息及对应的实测温度剖面信息的历史数据；对所述历史数据进行预处理，将温度剖面信息与对应海表遥感观测信息进行匹配生成数据集；基于所述数据集以均方差损失函数最小为目标对预先构建的温度场重构模型进行训练；其中，所述模型用于根据输入数据提取目标区域海表温度中包含的锋面特征及建立海表参数与水下温度间的映射关系；向训练好的温度场重构模型输入海表遥感观测信息的当前数据，获得所述目标区域当前的水下三维温度场

【技术实现步骤摘要】
一种基于考虑峰面特征的水下三维温度场重构方法及装置


[0001]本专利技术涉及海洋数据处理
，具体涉及一种基于考虑峰面特征的水下三维温度场重构方法及装置
。

技术介绍

[0002]随着人类在海洋上的活动增多，人们对海洋水下信息精度的要求日益增高，研究海洋温度结构对于我国更好地利用周边海洋资源和环境具有重要的意义
。
其中，海洋锋是具有明显不同性质的水团间交界处的狭窄过渡带，锋区内往往具有较高的水文要素
(
如温度
、
盐度
、
营养物质等
)
水平变化梯度，是重要的中尺度海洋环境特征之一；海洋锋的空间尺度从几米到几千公里不等，稳定的锋面能够季节性存在或全年持续存在
。
锋区内温度结构具有很强的斜压性，其所在的区域往往存在强烈的湍流混合交换
、
水平辐合
(
辐散
)
和垂直运动，具有复杂的水下三维温盐结构，包括温度梯度的陡峭变化和垂直混合过程
。
目前的温度场重构技术往往难本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于考虑峰面特征的水下三维温度场重构方法，其特征在于，所述方法包括：采集目标区域内海表遥感观测信息及对应的实测温度剖面信息的历史数据；对所述历史数据进行预处理，将温度剖面信息与对应海表遥感观测信息进行匹配生成数据集；基于所述数据集以均方差损失函数最小为目标对预先构建的温度场重构模型进行训练；其中，所述模型用于根据输入数据提取目标区域海表温度中包含的锋面特征及建立海表参数与水下温度间的映射关系；向训练好的温度场重构模型输入海表遥感观测信息的当前数据，获得所述目标区域当前的水下三维温度场
。2.
根据权利要求1所述的基于考虑峰面特征的水下三维温度场重构方法，其特征在于，所述海表遥感观测信息包括海表温度
SST
数据和海平面高度异常
SLA
数据；所述温度剖面信息包括基于
Argo
浮标观测的垂向温度剖面
、
经纬度信息
、
深度信息和时间信息
。3.
根据权利要求2所述的基于考虑峰面特征的水下三维温度场重构方法，其特征在于，对所述历史数据进行预处理，将温度剖面信息与对应海表遥感观测信息进行匹配生成数据集的步骤包括：对实测的温度剖面信息的历史数据进行异常值剔除；将剔除异常值后的数据进行剖面插值处理，获得标准深度温度剖面信息；基于所述海表温度
SST
数据和海平面高度异常
SLA
数据，结合所述标准深度温度剖面信息提取对应时空的最邻近网格点处海面高度异常信息和网格点周围预设范围内的海表温度信息，以建立样本集；将所述样本集中包含的各项数据分别作最大最小归一化处理；将归一化处理后的样本集进行随机划分，得到用于训练所述模型的训练数据集
、
验证数据集和测试数据集
。4.
根据权利要求3所述的基于考虑峰面特征的水下三维温度场重构方法，其特征在于，所述对实测的温度剖面信息的历史数据进行异常值剔除，包括以下步骤：对各温度剖面中的经纬度信息进行检查，对超出目标区域所在经纬度范围的剖面进行剔除；对各温度剖面中的深度信息进行检查，若出现深度信息空缺
、
深度信息不是单向递增
、
深度信息中存在超过五个缺测值或深度信息不足预设长度中的任一一种情况，则将其对应的剖面进行剔除；对各温度剖面中的温度信息进行检查，若出现温度信息空缺
、
温度值超过预设温度范围或温度数据中存在超过五个缺测值中的任一一种情况，则将其对应的剖面进行剔除
。5.
根据权利要求3所述的基于考虑峰面特征的水下三维温度场重构方法，其特征在于，所述将剔除异常值后的数据进行剖面插值处理，包括以下步骤：检查温度剖面信息中是否有
0m
处深度和温度信息，若没有，则根据剖面所在经纬度及时间选择最近网格点的处海表温度作为填补；检查温度剖面各位置是否存在的缺测值，若存在，则去除其相应位置的深度和温度数据点；对剖面进行三次样条插值，使非标准深度的温度剖面数据统一为设定间隔的标准深度
温度剖面信息
。6.
根据权利要求1至5任一所述的基于考虑峰面特征的水下三维温度场重构方法，其特征在于，所构建的温度场重构模型包括深度神...

【专利技术属性】
技术研发人员：王臣，陈鑫，李慧敏，何宜军，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：