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公开(公告)号：CN113779892B
公开(公告)日：2022-09-02
申请号：CN202111133887.8
申请日：2021-09-27
申请人： 中国人民解放军国防科技大学
IPC分类号： G06F30/27 , G06N3/04 , G06N3/08 , G06F111/08 , G06F113/08
摘要： 本发明公开了一种风速和风向的预测方法，通过获取目标站点的观测数据与模式数据，并根据观测数据与模式数据建立初始数据集；对初始数据集进行预处理获得目标数据集；从目标数据集中提取时间特征信息，并使用线性预测模块从目标数据集中提取并添加两组特征数据；在融合自适应权重机制与改进长短记忆单元序列网络中，对长短记忆网络中cell隐藏状态信息和输入信息进行交互处理；对隐藏状态信息进行概率采样处理；利用自适应权重机制将编码模块与解码模块的隐藏状态信息进行加权求和以生成网络预测模型；利用网络预测模型对所述目标数据集进行集成学习以获得最终模型并使用所述最终预测模型进行风速和风向的预测，实现了精确对风向和风速进行预测。
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公开(公告)号：CN111048161A
公开(公告)日：2020-04-21
申请号：CN201911003625.2
申请日：2019-10-22
申请人： 中国人民解放军国防科技大学
摘要： 一种基于IMPROVE方程的气溶胶消光系数的三维变分同化方法，步骤如下：依据三维变分理论和IMPROVE方程，编写求解三维变分目标泛函的计算机程序，称为同化系统；H称为观测算子，是一个M×N维的矩阵，其中M等于y的长度，N等于x的长度，x左乘H后的结果Hx是一个与y具有相同长度的向量；H的作用还包括将网格点的值插值到非网格点的观测位置处；R是观测误差协方差，是一个M×M维的矩阵；T代表向量的转置。依据IMPROVE方程实现Hx的计算，假设y的观测位置恰好在模式的规则网格点处，Hx的计算不涉及插值过程。
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公开(公告)号：CN117217027A
公开(公告)日：2023-12-12
申请号：CN202311444267.5
申请日：2023-11-02
申请人： 中国人民解放军国防科技大学
摘要： 本申请涉及一种基于四维变分同化的污染物点源廓线排放估算方法和装置。所述方法包括：获取研究区域内的观测数据，并基于大气化学模式和四维变分同化理论构建四维变分同化系统；采用大气化学模式和点源排放背景场进行模拟预报，获取研究期间内的大范围污染物浓度的物理化学变量；将模拟得到的物理化学变量作为参数输入四维变分同化系统，以多源污染物浓度观测数据作为约束，得到污染物点源廓线排放分析场，并计算得到污染物点源的总排放量。采用本方法能够快速有效地估算污染物点源排放量，得到排放期间内逐小时的污染物排放廓线，且可以用于大气化学模式研究，提高污染浓度的模拟预报的准确度。
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公开(公告)号：CN111048161B
公开(公告)日：2022-09-13
申请号：CN201911003625.2
申请日：2019-10-22
申请人： 中国人民解放军国防科技大学
摘要： 一种基于IMPROVE方程的气溶胶消光系数的三维变分同化方法，步骤如下：依据三维变分理论和IMPROVE方程，编写求解三维变分目标泛函的计算机程序，称为同化系统；H称为观测算子，是一个M×N维的矩阵，其中M等于y的长度，N等于x的长度，x左乘H后的结果Hx是一个与y具有相同长度的向量；H的作用还包括将网格点的值插值到非网格点的观测位置处；R是观测误差协方差，是一个M×M维的矩阵；T代表向量的转置。依据IMPROVE方程实现Hx的计算，假设y的观测位置恰好在模式的规则网格点处，Hx的计算不涉及插值过程。
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公开(公告)号：CN113779892A
公开(公告)日：2021-12-10
申请号：CN202111133887.8
申请日：2021-09-27
申请人： 中国人民解放军国防科技大学
IPC分类号： G06F30/27 , G06N3/04 , G06N3/08 , G06F111/08 , G06F113/08
摘要： 本发明公开了一种风速和风向的预测方法，通过获取目标站点的观测数据与模式数据，并根据观测数据与模式数据建立初始数据集；对初始数据集进行预处理获得目标数据集；从目标数据集中提取时间特征信息，并使用线性预测模块从目标数据集中提取并添加两组特征数据；在融合自适应权重机制与改进长短记忆单元序列网络中，对长短记忆网络中cell隐藏状态信息和输入信息进行交互处理；对隐藏状态信息进行概率采样处理；利用自适应权重机制将编码模块与解码模块的隐藏状态信息进行加权求和以生成网络预测模型；利用网络预测模型对所述目标数据集进行集成学习以获得最终模型并使用所述最终预测模型进行风速和风向的预测，实现了精确对风向和风速进行预测。
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公开(公告)号：CN113740220A
公开(公告)日：2021-12-03
申请号：CN202111042118.7
申请日：2021-09-07
申请人： 中国人民解放军国防科技大学
摘要： 本发明公开了基于高分辨气溶胶资料的多尺度三维变分同化方法。本发明生成的气溶胶浓度的三维分析场，更准确描述气溶胶空间分布的多尺度特征尤其是较小尺度的特征。利用更准确的三维分析场，为空气质量模式提供更准确的化学初始场，从而提高气溶胶预报的准确率，构建更准确的气溶胶质量浓度的再分析历史数据集，为研究气溶胶发生发展规律提供更准确的数据支持。
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公开(公告)号：CN113435068A
公开(公告)日：2021-09-24
申请号：CN202110991600.9
申请日：2021-08-27
申请人： 中国人民解放军国防科技大学
摘要： 本发明公开了基于对数变分同化的放射性核素同化预报方法，包括步骤：收集研究区域内放射性核素的观测数据；对收集到的观测数据进行对数变换；基于变分同化目标泛函的公式建立对数同化系统；统计背景误差，更改观测误差，利用对数同化系统对放射性核素观测数据进行资料同化，得到优化的初始场；将得到的优化初始场代入大气化学模式中进行放射性核素的核污染预报。本发明融合了实际观测数据，相对于普通同化系统来说，更适应核污染分布特征，可更好地融合观测信息，显著提高了模式预报的初始场效果，从而提高了模式预报水平，显著提升核素预报的短期预报效果。
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公开(公告)号：CN117217027B
公开(公告)日：2024-01-30
申请号：CN202311444267.5
申请日：2023-11-02
申请人： 中国人民解放军国防科技大学
摘要： 本申请涉及一种基于四维变分同化的污染物点源廓线排放估算方法和装置。所述方法包括：获取研究区域内的观测数据，并基于大气化学模式和四维变分同化理论构建四维变分同化系统；采用大气化学模式和点源排放背景场进行模拟预报，获取研究期间内的大范围污染物浓度的物理化学变量；将模拟得到的物理化学变量作为参数输入四维变分同化系统，以多源污染物浓度观测数据作为约束，得到污染物点源廓线排放分析场，并计算得到污染物点源的总排放量。采用本方法能够快速有效地估算污染物点源排放量，得到排放期间内逐小时的污染物排放廓线，且可以用于大气化学模式研究，提高污染浓度的(56)对比文件C liu等.Optimal estimation of initialconcentrations and emission sources with4D-Var for air pollution prediction in a2D transport model.ScienceDirect.2021,全文.何斌;梅士龙;陆琛莉;李海军;周秋林;宋刘明.MEIC排放清单在空气质量模式中的应用研究.中国环境科学.2017,(第10期),全文.李莉;程水源;陈东升;郝粼波;付红玲.基于CMAQ的大气环境容量计算方法及控制策略.环境科学与技术.2010,(第08期),全文.
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公开(公告)号：CN111353634A
公开(公告)日：2020-06-30
申请号：CN202010095034.9
申请日：2020-02-12
申请人： 中国人民解放军国防科技大学
摘要： 本发明公开了一种基于模式初始场同化的二氧化硫排放源优化方法，属于大气污染数值模拟领域，包括如下步骤：步骤1：获取二氧化硫地面观测数据、气象观测数据、气象再分析格点数据和“自下而上”方法统计的排放源；步骤2：基于大气化学模式和三维变分(3Dvar)同化方法对二氧化硫地面观测资料进行同化，得到“最优的”二氧化硫浓度场和二氧化硫预报误差；步骤3：将二氧化硫预报误差转化为二氧化硫排放源误差，进而得到最优的二氧化硫排放源并进行验证。
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公开(公告)号：CN113834902B
公开(公告)日：2024-06-14
申请号：CN202110938878.X
申请日：2021-08-16
申请人： 中国人民解放军国防科技大学
IPC分类号： G01N33/00
摘要： 本发明公开了一种基于四维变分同化的二氧化硫排放源反演方法，包括步骤：收集研究区域内的观测数据；利用3Dvar同化方法对污染物观测数据进行初始场同化，得到二氧化硫浓度分析场；基于大气化学模式进行预报；基于四维变分目标泛函公式建立4Dvar同化系统；对二氧化硫地面观测资料进行同化，将3Dvar同化后的初始场作为背景场，大气化学模式模拟的物理化学变量作为参数输入4Dvar同化系统，得到同化后的二氧化硫排放源。本发明反演的排放清单有效降低了排放清单的不确定性，提高了模式预报水平；具有计算速度较快，存储空间较小，反演的排放源时间分辨率高。
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