基于扩散模型的海面高度超分辨率重建方法技术

本发明专利技术公开一种基于扩散模型的海面高度超分辨率重建方法，包括：通过卫星高度计下载海面高度SSH数据，选择实验训练区域与测试区域；对SSH数据进行预处理，生成模型需要输入的高低分辨率SSH图像对，构建模型训练数据集；对去噪模型进行建模，通过所述的高低分辨率SSH图像对，生成SSH残差图像，通过去噪模型预测SSH残差噪声进行去噪；基于去噪模型生成的SSH残差图像和低分辨率SSH图像进行扩散重建高分辨率SSH图像；验证扩散模型的在其他区域重建效果。利用本发明专利技术，可以构建高分辨率、高精度的海面高度数据集，解决了研究海洋小尺度现象分辨率不足问题，并应用于小尺度海洋动力学研究提供了重要的数据支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋数据重建领域，尤其涉及一种基于扩散模型的海面高度超分辨率重建方法。

技术介绍

1、海洋动力现象是指在海洋中发生的物理现象，主要涉及海洋的运动、涡旋、海洋环流、湍流等。这些现象是由海洋的物理特性(如海洋的密度、粘度、温度、盐度等)和大气的物理特性(风速、气压、温度等)共同作用而产生的。涡旋是一种重要的中尺度现象，它们通常以环流模式出现，对海洋环境和气候具有深远影响。涡旋可以在海洋中传播能量、传输物质、影响温度和盐度分布，并在生态系统中扮演关键角色；海洋环流是指海洋中水流的运动。它是由风场、海温、海流等因素引起的。海洋环流的运动方式有水平环流、垂直环流、涡旋环流等。这些环流相互作用，形成了复杂的海洋环流系统；湍流是一种不规则、混乱的流动状态，通常在海洋中的较小尺度中出现。这些海洋动力现象相互交织，构成了复杂的海洋动力学系统。了解这些现象有助于我们更好地理解海洋的行为，预测海洋天气和海洋环境的变化，也有助于开发利用海洋资源。

2、为了深入研究海洋动力学现象的演变过程以及海洋小尺度现象特征分析，需要高分辨率、高精度的海面高度数据支持。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于扩散模型的海面高度超分辨率重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于扩散模型的海面高度超分辨率重建方法，其特征在于，所述步骤1)的具体实现方法为：使用由哥白尼海洋环境监测服务机构提供的海平面高度及衍生变量数据集，这套资料融合了Jason-3、Entinel-3A、HY-2A和T/P多颗卫星的数据，基于提供的海面高度数据开展相应的提高分辨率工作，在训练阶段，基于2019～2023年海平面高度数据进行实验，该数据集网格精度为0.125°×0.125°，时间分辨率为1天，空间覆盖范围纬度为19.9°N～66.1°N，经度为-30.1°E～42.1°E...

【技术特征摘要】

1.基于扩散模型的海面高度超分辨率重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于扩散模型的海面高度超分辨率重建方法，其特征在于，所述步骤1)的具体实现方法为：使用由哥白尼海洋环境监测服务机构提供的海平面高度及衍生变量数据集，这套资料融合了jason-3、entinel-3a、hy-2a和t/p多颗卫星的数据，基于提供的海面高度数据开展相应的提高分辨率工作，在训练阶段，基于2019～2023年海平面高度数据进行实验，该数据集网格精度为0.125°×0.125°，时间分辨率为1天，空间覆盖范围纬度为19.9°n～66.1°n，经度为-30.1°e～42.1°e；在测试阶段，为了验证模型迁移至其他区域效果，选择四个不同区域的海面高度数据作为测试集，分别为北太平洋、大西洋、南海、印度洋区域中海表动力学现象频发区域，空间分辨率为0.083°×0.083°，日期选择2020年1月1日至30日的数据。

3.根据权利要求1所述的基于扩散模型的海面高度超分辨率重建方法，其特征在于，所述步骤2)的具体实现方法为：对所选区域的海面高度图像，通过裁剪、旋转方式进行数据增强，将高分辨率ssh图像进行双三次下采样得到低分辨率ssh图像，形成模型输入的高、低分辨率ssh图像对，构建模型的训练集和测试集，所述高分辨ssh图像大小...

【专利技术属性】
技术研发人员：李孝伟，陶娜，陈耀然，张丹，周熙，张翔宇，彭艳，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：