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公开(公告)号：CN118277767A
公开(公告)日：2024-07-02
申请号：CN202410614990.1
申请日：2024-05-17
申请人： 南京信息工程大学 , 南京气象科技创新研究院 , 无锡学院
IPC分类号： G06F18/213 , G06F18/25 , G06N3/0442 , G06N3/08 , G01W1/10
摘要： 本发明公开了一种基于LA‑UNET‑LSTM的次季节降水预报方法，包括：采集数值模式输出的降水和多气象要素预报数据、实际降水观测数据，并将数据划分成训练集、验证集和测试集；基于训练集数据提取降水可预报模态的特征序列，诊断分析其在数值模式中的可预报性来源，并提取特征掩膜场；搭建LA‑UNET‑LSTM神经网络，构建基于结构相似性和加权均方差的损失函数；对数据进行标准化处理，配合特征掩膜场构建预报因子特征图，基于训练集数据对模型展开训练，并根据模型验证集中表现调整模型参数；将测试集中的预报因子特征图带入训练好的模型，同时得到未来1‑4周的降水预报数据。本发明有效提高了计算效率和极端降水的预报技巧。
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公开(公告)号：CN118366046A
公开(公告)日：2024-07-19
申请号：CN202410799661.9
申请日：2024-06-20
申请人： 南京信息工程大学
IPC分类号： G06V20/10 , G06V10/44 , G06V10/774 , G06V10/82 , G06N3/0464 , G06N3/048 , G06N3/08
摘要： 本发明公开了一种基于深度学习并结合地形的风场降尺度方法，包括：（1）采集地面高程数据、低分辨率数值模式预报数据、高分辨率观测数据，并对数据进行预处理，最后构成降尺度数据集；（2）搭建基于矢量的神经网络深度学习降尺度模型；（3）基于降尺度数据集对基于矢量的神经网络深度学习降尺度模型进行训练；（4）基于实时低分辨率数值模式预报数据以及高分辨率地面高程数据，通过训练好的模型生成高分辨率降尺度数据。本发明能够实现经纬度分辨率从0.25°×0.25°到0.1°×0.1°的降尺度预测，提高了网络拟合效果，并可以综合把握矢量的方向和大小，产生更具有应用价值、准确率更高的结果。
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公开(公告)号：CN118050729B
公开(公告)日：2024-07-09
申请号：CN202410447311.6
申请日：2024-04-15
申请人： 南京信息工程大学
IPC分类号： G01S13/95 , G06N3/0455 , G06N3/0464 , G06N3/0475 , G06N3/082 , G01S7/41 , G01S7/40
摘要： 本发明公开了一种基于改进U‑Net的雷达回波时间降尺度订正方法，包括以下步骤：（1）收集发布的CMA‑SH数值模式预报数据，并进行初步的预报因子筛选和预处理；（2）搭建基于改进U‑Net的深度学习模型即传统U‑Net基础上增加基于对抗生成网络的TSR‑GAN时间降尺度模块，并定义新的阈值法评估指标，以此为基础更改适用于雷达回波预报订正问题的损失函数；（3）基于步骤（2）雷达回波数据集与改进U‑Net模型进行训练，获得订正后高分辨率的雷达回波预报产品；本发明通过降尺度得到分钟级预报，提高了对短临系统的预报能力。
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公开(公告)号：CN118033590B
公开(公告)日：2024-06-28
申请号：CN202410437687.9
申请日：2024-04-12
申请人： 南京信息工程大学
摘要： 本发明公开了一种基于改进VIT神经网络的短临降水预报方法，包括以下步骤：（1）采集气象雷达回波资料、风廓线雷达资料，并进行质量控制和特征提取；（2）搭建融合了深层链接和自适应最优权重分配的VIT神经网络模型；（3）构建训练集后对模型进行训练，并引入基于均方根误差和对流面积变化率的损失函数；（4）基于训练好的模型预报未来的雷达回波，并转换得到降水预报场；（5）基于频率匹配法和消空法对降水预报场进行后处理，得到最终的短临降水预报产品；本发明能有效改善小量级降水的空报和大量级降水的漏报，进而进一步提高降水预报技巧。
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公开(公告)号：CN118227979B
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410652939.X
申请日：2024-05-24
申请人： 南京信息工程大学
IPC分类号： G06F18/15 , G06F18/214 , G06N3/0464 , G06F30/27 , G06F119/02
摘要： 本发明公开一种基于改进卷积神经网络利用热带太平洋次表层海温异常的预测ENSO方法，包括以下步骤:（1）采集热带太平洋次表层海温数据、Nino3.4观测数据，并对数据进行预处理，构建训练数据集；（2）搭建加入了注意力机制SENet的CNN模型；（3）基于所述训练集和模型进行训练；（4）生成预测产品利用皮尔森积矩相关系数计算得到ENSO预测；本发明所用数据资源和计算资源少，计算速度更快，预测时效长；突出次表层海温的经向扰动，更能体现热带太平洋次表层海温异常东传的特征。
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公开(公告)号：CN118050729A
公开(公告)日：2024-05-17
申请号：CN202410447311.6
申请日：2024-04-15
申请人： 南京信息工程大学
IPC分类号： G01S13/95 , G06N3/0455 , G06N3/0464 , G06N3/0475 , G06N3/082 , G01S7/41 , G01S7/40
摘要： 本发明公开了一种基于改进U‑Net的雷达回波时间降尺度订正方法，包括以下步骤：（1）收集发布的CMA‑SH数值模式预报数据，并进行初步的预报因子筛选和预处理；（2）搭建基于改进U‑Net的深度学习模型即传统U‑Net基础上增加基于对抗生成网络的TSR‑GAN时间降尺度模块，并定义新的阈值法评估指标，以此为基础更改适用于雷达回波预报订正问题的损失函数；（3）基于步骤（2）雷达回波数据集与改进U‑Net模型进行训练，获得订正后高分辨率的雷达回波预报产品；本发明通过降尺度得到分钟级预报，提高了对短临系统的预报能力。
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公开(公告)号：CN118366046B
公开(公告)日：2024-08-30
申请号：CN202410799661.9
申请日：2024-06-20
申请人： 南京信息工程大学
IPC分类号： G06V20/10 , G06V10/44 , G06V10/774 , G06V10/82 , G06N3/0464 , G06N3/048 , G06N3/08
摘要： 本发明公开了一种基于深度学习并结合地形的风场降尺度方法，包括：（1）采集地面高程数据、低分辨率数值模式预报数据、高分辨率观测数据，并对数据进行预处理，最后构成降尺度数据集；（2）搭建基于矢量的神经网络深度学习降尺度模型；（3）基于降尺度数据集对基于矢量的神经网络深度学习降尺度模型进行训练；（4）基于实时低分辨率数值模式预报数据以及高分辨率地面高程数据，通过训练好的模型生成高分辨率降尺度数据。本发明能够实现经纬度分辨率从0.25°×0.25°到0.1°×0.1°的降尺度预测，提高了网络拟合效果，并可以综合把握矢量的方向和大小，产生更具有应用价值、准确率更高的结果。
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公开(公告)号：CN118227979A
公开(公告)日：2024-06-21
申请号：CN202410652939.X
申请日：2024-05-24
申请人： 南京信息工程大学
IPC分类号： G06F18/15 , G06F18/214 , G06N3/0464 , G06F30/27 , G06F119/02
摘要： 本发明公开一种基于改进卷积神经网络利用热带太平洋次表层海温异常的预测ENSO方法，包括以下步骤:（1）采集热带太平洋次表层海温数据、Nino3.4观测数据，并对数据进行预处理，构建训练数据集；（2）搭建加入了注意力机制SENet的CNN模型；（3）基于所述训练集和模型进行训练；（4）生成预测产品利用皮尔森积矩相关系数计算得到ENSO预测；本发明所用数据资源和计算资源少，计算速度更快，预测时效长；突出次表层海温的经向扰动，更能体现热带太平洋次表层海温异常东传的特征。
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公开(公告)号：CN118033590A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202410437687.9
申请日：2024-04-12
申请人： 南京信息工程大学
摘要： 本发明公开了一种基于改进VIT神经网络的短临降水预报方法，包括以下步骤：（1）采集气象雷达回波资料、风廓线雷达资料，并进行质量控制和特征提取；（2）搭建融合了深层链接和自适应最优权重分配的VIT神经网络模型；（3）构建训练集后对模型进行训练，并引入基于均方根误差和对流面积变化率的损失函数；（4）基于训练好的模型预报未来的雷达回波，并转换得到降水预报场；（5）基于频率匹配法和消空法对降水预报场进行后处理，得到最终的短临降水预报产品；本发明能有效改善小量级降水的空报和大量级降水的漏报，进而进一步提高降水预报技巧。
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