[發明專利]高頻地波雷達觀測徑向流缺失值的填補修正方法及系統

有效

• 申請號: 202011538074.2
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112632868B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 任磊;楊凌娜;盧梓君;劉李哲;苗建明
• 申請（專利權）人: 中山大學;南方海洋科學與工程廣東省實驗室（珠海）
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06N3/04;G06N3/08;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 李思坪

本發明公開了一種高頻地波雷達觀測徑向流缺失值的填補修正方法及系統，該方法包括：統計分析得到海表徑向流缺失點；對海表徑向流缺失點進行填補；無人艇布設并收集觀測數據，得到觀測數據；在對應雷達觀測區域疊加填補后的徑向流場圖，得到海表流分布圖；根據填補數據和觀測數據對海表流分布圖進行修訂，得到修訂后的海表流分布圖；對修訂后的海表流分布圖進行定量綜合評估。該系統包括：缺失點獲取模塊、填補模塊、無人艇觀測模塊、可視化處理模塊、修訂模塊和評估模塊。本發明能夠對高頻地波雷達缺失數據進行填補和修正。本發明作為一種高頻地波雷達觀測徑向流缺失值的填補修正方法及系統，可廣泛應用于高頻地波雷達數據修正領域。

技術領域

本發明屬于高頻地波雷達數據修正領域，尤其涉及一種高頻地波雷達觀測徑向流缺失值的填補修正方法及系統。

背景技術

高頻地波觀測的海表流數據會存在缺失的情況，有缺失值的數據集會直接影響研究結果，最終導致研究和應用中的失誤和損失。在實際應用中，高頻地波雷達觀測的缺失值可能影響其在海岸營救、溢油處理等應急響應中發揮關鍵作用，從而使得其為海洋生態環境保護與治理提供的水動力場信息的質量、密度與時效性降低。高頻地波雷達觀測徑向流過程中，應盡量保障區域數據的完整性和準確性，但由于外部因素引起的海流時空探測不連續性無法避免。因此高頻地波雷達的觀測數據在實際應用時，需一方面采取有效措施減少數據缺失情況的發生，另一方面必須對缺失的數據進行填補、修訂。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種高頻地波雷達觀測徑向流缺失值的填補修正方法，有助于綜合全面了解高頻地波雷達觀測的數據。

本發明所采用的第一技術方案是：一種高頻地波雷達觀測徑向流缺失值的填補修正方法，包括以下步驟：

獲取地波雷達徑向海表流歷史數據并對海表流歷史數據進行統計分析，得到海表徑向流缺失點；

對海表徑向流缺失點進行填補，得到填補數據和填補后的徑向流場圖；

根據海表徑向流缺失點進行無人艇的布設并收集觀測數據，得到觀測數據；

基于CAD在對應雷達觀測區域疊加填補后的徑向流場圖，得到海表流分布圖；

根據填補數據和觀測數據對海表流分布圖進行修訂，得到修訂后的海表流分布圖；

對修訂后的海表流分布圖進行定量綜合評估。

進一步，所述獲取地波雷達徑向海表流歷史數據并對海表流歷史數據進行統計分析，得到海表徑向流缺失點這一步驟，其具體包括：

獲取研究區域內的高頻地波雷達檢測的徑向海表流歷史數據；

根據徑向海表流歷史數據得到觀測數據及徑向流場圖，建立徑向流場的空間二維矩陣；

根據徑向流場的空間二維矩陣和觀測數據判斷高密度點和低密度點；

根據預設規則對高密度點和低密度點進行缺失檢測，得到海表徑向流場缺失點。

進一步，所述根據徑向流場的空間二維矩陣和觀測數據判斷高密度點和低密度點具體判斷規則如下：

記第i個觀測點歷史觀測時段T₀時間段內應觀測次數為M，T₀時間段內所獲得的有效觀測數據數量為N_i，計K＝100％×(N_i/M)，取K≥85％的點為高密度點其余為低密度點在時間尺度上，當Δt≥0.2T_k，時間尺度為T_k+1＝T_k+Δt時，應重新劃分高低密度點。

進一步，所述預設規則具體為：