發(fā)布時(shí)間：2020-03-28 22:49

【摘要】：Argo剖面數(shù)據(jù)集作為主要的全球準(zhǔn)實(shí)時(shí)海洋水文觀測資料近年來得到迅速發(fā)展,為科研人員研究海洋水下溫鹽結(jié)構(gòu)、分析多種水文要素信息時(shí)空變化特征和相互關(guān)系,進(jìn)一步為揭示海洋溫鹽結(jié)構(gòu)和流場三維特征,以及探索海洋環(huán)境和地球氣候變化提供了科學(xué)的參考依據(jù)。海洋現(xiàn)象無論是在空間還是時(shí)間上都是連續(xù)、復(fù)雜多變的,而稀疏離散、隨機(jī)分布的Argo剖面數(shù)據(jù)難以提供直觀、連續(xù)的水文要素和海洋過程等信息的動態(tài)可視化描述。因此,研究利用Argo剖面數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化方法,實(shí)現(xiàn)海洋要素場三維網(wǎng)格資料構(gòu)建,對深入了解海洋環(huán)境發(fā)展變化規(guī)律以及為軍事工程應(yīng)用提供有效的數(shù)據(jù)支撐具有重要意義。當(dāng)前Argo計(jì)劃仍處于發(fā)展階段,海洋內(nèi)的浮標(biāo)數(shù)量不充足且觀測時(shí)間不同步,以及浮標(biāo)隨波漂流帶來的采樣位置不確定性,最終導(dǎo)致剖面數(shù)據(jù)集無論是在時(shí)間上還是空間上都具有稀疏、散布的特征,給海洋要素場的數(shù)據(jù)網(wǎng)格化造成了一定程度的困難。針對上述情況,本文綜合考慮海洋要素的空間和時(shí)間相關(guān)性,結(jié)合時(shí)空Kriging插值技術(shù),對基于Argo剖面數(shù)據(jù)集的海洋要素場三維網(wǎng)格化技術(shù)進(jìn)行了研究與實(shí)踐。論文完成的主要工作和取得的成果如下:(1)針對時(shí)空插值所需的高效鄰域搜索能力,分析了當(dāng)前剖面數(shù)據(jù)的文件型管理方式的不足。利用單個(gè)Argo剖面數(shù)據(jù)文件的半結(jié)構(gòu)化特性,設(shè)計(jì)了基于JSON格式的單個(gè)數(shù)據(jù)組織方式,根據(jù)海洋浮標(biāo)的時(shí)空分布特征建立數(shù)據(jù)庫加以管理,最終通過索引編碼的方式實(shí)現(xiàn)了插值過程中鄰域采樣點(diǎn)搜索效率的提升。(2)詳細(xì)分析了現(xiàn)階段的時(shí)空Kriging插值存在的不足,以及應(yīng)用在稀疏散布的Argo剖面數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的不適應(yīng)性,提出了多時(shí)段疊置擬合的時(shí)空Kriging插值改進(jìn)方法,控制了時(shí)間變異對空間變異函數(shù)擬合的誤差影響,最后采用積合式模型構(gòu)建時(shí)空變異函數(shù)進(jìn)行插值,交叉驗(yàn)證結(jié)果證明該方法有效提升了時(shí)空Kriging插值精度。(3)利用改進(jìn)后的時(shí)空Kriging插值進(jìn)行Argo海溫三維網(wǎng)格數(shù)據(jù)的構(gòu)建應(yīng)用。介紹了構(gòu)建過程所涉及的數(shù)據(jù)類型和預(yù)處理方法,提出了基于“劃分-平均”的次表層海溫場網(wǎng)格數(shù)據(jù)構(gòu)建方法,以及基于AVHRR遙感數(shù)據(jù)的表層海面溫場網(wǎng)格數(shù)據(jù)的融合思路,通過生成結(jié)果的時(shí)空分布特征分析和與其他數(shù)據(jù)的定量對比分析得出,本文構(gòu)建海洋要素場網(wǎng)格數(shù)據(jù)所采用的方法基本科學(xué)可靠。
【圖文】：

面數(shù)據(jù)基本情況數(shù)據(jù)采集方式測浮標(biāo)是沿海流軌跡分布的漂流浮標(biāo)，，能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制面數(shù)據(jù)。Argo 計(jì)劃最早由美國和日本等國家發(fā)起，旨在通時(shí)地在全球范圍內(nèi)大部分海域?qū)嵤┧?2000m 以內(nèi)的溫、面數(shù)據(jù)的采集方式如圖所示。主要分為四個(gè)階段：面（Surface）下降到懸浮層的深度（Park Depth）懸浮層以固定的周期隨海流自由移動最大深度（ProfileDepth）后，開始上浮同時(shí)采集剖面數(shù)據(jù)）記錄所在位置，在海上短暫漂浮并將位置和剖面數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠^測（約 8 小時(shí)）生命周期為 3 年或更長，以固定周期不間斷的循環(huán)測量，測周期各不相同，以 3 天，5 天和 10 天為主。

戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)碩士學(xué)位論文基礎(chǔ)研究時(shí)需要謹(jǐn)慎對待。料中心（China Argo Real-time Data Center）提供的《p://ftp.argo.org.cn/pub/ARGO/global/）（圖 2-2）經(jīng)過研容全面的用戶手冊，便于研究人員直接使用。目前為017 年 7 月的全球剖面觀測數(shù)據(jù)，每月的觀測數(shù)據(jù)存.tar.gz”表示 2006 年 1 月期間全球海洋內(nèi)所有正在工壓縮包后可以得到對應(yīng)的單個(gè)剖面數(shù)據(jù)文件。
【學(xué)位授予單位】：戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P714

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 張艷慧;王凡;臧楠;;基于Argo浮標(biāo)和歷史資料的熱帶西太平洋次表層與中層水年代變化分析[J];海洋學(xué)報(bào)(中文版);2008年06期

2 郭懷成;周豐;刀

本文編號：2605019