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公开(公告)号：CN117314783B
公开(公告)日：2024-08-02
申请号：CN202311333828.4
申请日：2023-10-16
申请人： 南通大学 , 中国科学院大气物理研究所
IPC分类号： G06T5/70 , G06T5/60 , G06T7/10 , G06N3/0464 , G06N3/047 , G06N3/048 , G06N3/0499 , G06N3/084
摘要： 本发明公开了基于多级去噪网络的卫星闪电成像虚警信号滤除方法，通过预测卫星闪电成像图像上的噪声分布水平，从而将闪电成像虚警信号滤除任务简化为去除图像中特定分布的噪声，本发明第一阶段为自适应噪声分布估计阶段，利用注意力与多尺度机制的分布估计子网络挖掘噪声分布映射关系，第二阶段为非盲去噪阶段，利用深度可分离和残差结构从不同感受野中学习细粒度特征信息，减少去噪过程中的信息丢失，在保证去噪效果的同时减少网络参数，通过相关实验表明，本发明能够有效去除虚假事件，保证卫星闪电成像图像的质量。
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公开(公告)号：CN117930137A
公开(公告)日：2024-04-26
申请号：CN202311580417.5
申请日：2023-11-23
申请人： 南通大学 , 中国科学院大气物理研究所
摘要： 本发明公开了一种基于雷声的闪电通道定位方法，包括：收集每个麦克风接收到的雷声信号；采用监督学习的方法，将计算得到的第一时间差估计值和第二时间差估计值作为训练标签，雷声信号的特征作为输入，对神经网络模型进行训练，得到时间差的预测值；对第一时间差估计值、第二时间差估计值和时间差的预测值进行融合，得到到达时间差；基于雷声源与每个麦克风之间的到达时间差和声速，计算得到雷声源与每个麦克风之间的距离；引入多普勒效应对计算得到的雷声源与每个麦克风之间的距离进行修正；综合修正后的雷声源与每个麦克风的距离，计算得到雷声源的位置坐标。本发明能够精确计算雷声源的位置和处理定位的不确定性，提高定位效率。
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公开(公告)号：CN117115177A
公开(公告)日：2023-11-24
申请号：CN202311059822.2
申请日：2023-08-22
申请人： 南通大学 , 中国科学院大气物理研究所
IPC分类号： G06T7/10 , G06V10/44 , G06N3/0464 , G06N3/084 , G06V10/764 , G06V10/774 , G06T5/00
摘要： 本发明属于图像处理技术领域，具体涉及基于动态通道图卷积与多尺度注意力的闪电通道分割方法。本发明首次将语义分割模型引入闪电通道识别任务，并针对闪电通道图像的相关特性引进了基线网络，首先，引入了Transfomer层建模局部特征的全局依赖，提升了网络对不明显闪电通道的识别能力，其次，引入动态图卷积建模通道关系，改善了Transformer层在编码序列时信息丢失问题，最后，在跳跃连接结构中引入多尺度注意力，在补充局部细节信息的同时抑制了无关信息的干扰。改进网络从定量指标与定性评价较基线网络具有较大提升，验证本发明方法的有效性。本发明方法较基于传统图像分割算法的方法更具泛化性与鲁棒性，能够有效识别多种情景下的闪电通道。
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公开(公告)号：CN117631089A
公开(公告)日：2024-03-01
申请号：CN202311661699.1
申请日：2023-12-06
申请人： 南通大学 , 中国科学院大气物理研究所
IPC分类号： G01W1/10 , G06F18/25 , G06N3/042 , G06N3/0464 , G06N3/044 , G06N3/045 , G06N3/084 , G01W1/02 , G01S13/95 , G01S19/14 , G01W1/08 , G01R29/08
摘要： 本发明公开了一种基于多源数据和深度学习的雷暴路径预测方法，首先，收集多源数据，并进行预处理以确保数据质量，然后，通过基于图神经网络的数据融合方法，整合多源数据，从而提取出更丰富的特征，接下来，通过构建卷积神经网络模型，从融合后的数据中识别并追踪雷暴区域，在雷暴识别和追踪的基础上，利用递归神经网络模型，预测未来雷暴的状态，通过优化目标函数来找到雷暴的运动路径，从而达到预测雷暴路径的目的。本发明能够实现高精度的雷暴活动预测，对于防范和应对雷暴灾害具有重要的实际应用价值。
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公开(公告)号：CN117892613A
公开(公告)日：2024-04-16
申请号：CN202311697657.3
申请日：2023-12-08
申请人： 南通大学 , 中国科学院大气物理研究所
IPC分类号： G06F30/27 , G06F18/10 , G06F18/2431 , G06N3/006 , G01W1/10
摘要： 本发明公开了一种基于多基地映射的NGO‑mcODM雷电预测方法，通过提取多基地采集站获取的预报因子信息，构成雷电信号高维特征集；并利用Laplacian‑Beltrami算子在黎曼空间中对多基地高维特征进行投影，获得雷电数据高维空间中的低维流形，从而降低多基地高维特征中的冗余性；然后，引入NGO算法对mcODM的超参数进行优化，提高mcODM雷暴预测模型的准确性；最后，利用mcODM雷暴预测模型对雷电进行预测。本发明的NGO‑mcODM雷电预测方法适用于多基地雷电观测站，能够提高雷暴预测的精度与鲁棒性。
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公开(公告)号：CN117591952A
公开(公告)日：2024-02-23
申请号：CN202311741098.1
申请日：2023-12-15
申请人： 南通大学 , 中国科学院大气物理研究所
IPC分类号： G06F18/2413 , G06F18/10 , G06F18/213
摘要： 本申请涉及一种闪电微弱电场信号的类型识别方法。该方法包括：获取待识别的闪电电场信号序列进行离散傅里叶变换、平滑以及划分的最优阈值，并确定区间边界，根据所述区间边界构造滤波器，并确定经验小波函数和经验尺度函数，获得经验小波分结构的模式分量，基于陡度指标对模式分量进行合并，获得合并的模式分量，并分析合并的模式分量的频率均值、重心频率、频率均方根、频率标准差作为信号特征，将所述信号特征输入到训练好的分类模型中进行类型识别，确定所述闪电电场信号序列所属的信号类型，由此，尤其是闪电微弱电场信号的识别，不同类型的微弱的闪电电场信号的局部特征能够被充分提取，从而提高了微弱的闪电电场信号的类型识别的准确率。
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公开(公告)号：CN117540278A
公开(公告)日：2024-02-09
申请号：CN202311589453.8
申请日：2023-11-24
申请人： 南通大学 , 中国科学院大气物理研究所
IPC分类号： G06F18/241 , G06F18/214 , G06F18/15 , G06N3/0442 , G06N3/084 , G06N3/082 , G06N3/08 , G01W1/10
摘要： 本申请涉及一种基于LSTM循环神经网络闪电地闪信号的预测方法。该方法包括：采用所述处理后的历史闪电电场信号划分训练集和测试集，构建LSTM模型作为待训练的闪电电场信号预测模型，并初始化所述LSTM模型的权值矩阵和偏置矩阵，将所述训练集输入所述LSTM模型中，采用前向传播算法进行前向传播训练后，并通过误差反向传播算法对权重和偏置的更新完成所述LSTM模型的训练，获得最优的权值矩阵和最优的偏置矩阵，将所述测试集输入采用最优的权值矩阵和最优的偏置矩阵的LSTM模型进行测试达到预设精度，获得训练好的闪电电场信号预测模型预测未来预设时间段内的闪电电场信号，以确定是否会发生闪电回击，进而准确的实现雷电地闪灾害的预测。
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公开(公告)号：CN113945769A
公开(公告)日：2022-01-18
申请号：CN202111205559.4
申请日：2021-10-15
申请人： 中国科学院大气物理研究所 , 南通大学
摘要： 本发明公开了基于双种群粒子群法的闪电三维定位方法，涉及闪电定位领域，包括S1获取各个测站的闪电电场信号；S2对闪电电场信号进行去噪过滤获得预处理后的电场信号；S3每个测站预处理后的电场信号与其他测站电场信号进行脉冲匹配获得脉冲组合；S4将所有匹配好的脉冲组合进行解算得到初始的闪电三维定位结果；S5采用双种群粒子群法优化拟合初始的闪电三维定位结果获得最优的闪电三维定位结果作为最终定位结果；采用混沌分布的全局搜索种群协同多样性搜索粒种群对闪电定位初始结果进行优化拟合，能够降低对初始解精度的依赖，避免结果“早熟”，甚至结果发散的情况；同时也可以提高计算效率，提升计算精度。
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公开(公告)号：CN113850226A
公开(公告)日：2021-12-28
申请号：CN202111205567.9
申请日：2021-10-15
申请人： 南通大学 , 中国科学院大气物理研究所
摘要： 本发明公开了用于闪电先导辐射的信号不规则度分析方法，涉及闪电信号处理领域，S1获取电场信号；S2电场信号分为多段，计算电场信号的平均样本熵值；S3多段电场信号分为三个区域，采用样本熵量化三个区域先导辐射的不规则度并进行分类；S4分类数据与闪电定位数据对比形成分析数据库；S5获取实时电场信号，计算电场信号平均样本熵值，预测闪电先导不规则辐射的发展特征；引入信号样本熵量化闪电先导辐射电场信号的不规则度，根据不规则度数值大小以及变化特征进行分类并建立分析数据库，能够实现在实验设备不充足的情况下仅仅采用闪电电场数据就能分析和预测闪电先导不规则辐射的发展特征。
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公开(公告)号：CN113850226B
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202111205567.9
申请日：2021-10-15
申请人： 南通大学 , 中国科学院大气物理研究所
摘要： 本发明公开了用于闪电先导辐射的信号不规则度分析方法，涉及闪电信号处理领域，S1获取电场信号；S2电场信号分为多段，计算电场信号的平均样本熵值；S3多段电场信号分为三个区域，采用样本熵量化三个区域先导辐射的不规则度并进行分类；S4分类数据与闪电定位数据对比形成分析数据库；S5获取实时电场信号，计算电场信号平均样本熵值，预测闪电先导不规则辐射的发展特征；引入信号样本熵量化闪电先导辐射电场信号的不规则度，根据不规则度数值大小以及变化特征进行分类并建立分析数据库，能够实现在实验设备不充足的情况下仅仅采用闪电电场数据就能分析和预测闪电先导不规则辐射的发展特征。
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