一种海洋环境预报方法、装置及其存储介质与流程

：本发明涉及海洋环境预测领域，尤其是指一种海洋环境预报方法、装置及其存储介质。

背景技术

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背景技术：

1、海洋环境预报所用的初始场的准确性在很大程度上决定了预报结果的精度。当前，初始场精度的提高多是采用数据同化的方式进行，现有的数据同化方法在计算效率和计算精度方面的均衡性较差，计算精度高的计算效率低，优化初始场是解决上述问题的核心要素。

2、急需一种海洋环境预报方法，有助于解决现有技术中预测精度较差的技术问题。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、在一实施例中，本发明提供了一种海洋环境预报方法，通过加入实船观测数据改善初始场，以提高预测精度，有助于解决现有技术中预测精度较差的技术问题。

2、所述海洋环境预报方法：

3、对历史预报样本和时间滞后样本，以及实船观测数据进行数据同化；

4、将数据同化的历史预报样本和时间滞后样本，以及实船观测数据实现集合同化和变分同化得到初始场；

5、根据所述初始场经过风浪流耦合计算得到环境预报结果。

6、在一实施例中，所述对历史预报样本和时间滞后样本，以及实船观测数据进行数据同化步骤前，该方法还包括：

7、采用eof方法对背景场和所有历史预报样本进行正交分解，提取主要模态后逐一计算相关关系，并将历史预报样本按照相关系数由高到低进行排序，根据试验设计的样本总数，挑选高排序的历史预报样本用于后续处理。

8、在一实施例中，所述时间滞后样本包括预报过程中不同起报时间和同一时刻的预报场。

9、在一实施例中，所述将数据同化的历史预报样本和时间滞后样本，以及实船观测数据实现集合同化和变分同化得到初始场为采用机器学习中快速数据同化(fda)等方法，以构建的融合同化方案为基础，将同化过程相关数据作为训练样本，得到三/四维变分框架下的数据拟合方案。

10、在一实施例中，所述将数据同化的历史预报样本和时间滞后样本，以及实船观测数据实现集合同化和变分同化得到初始场包括：

11、将集合调整卡尔曼滤波得到的先验集合样本；

12、利用顺序滤波等方法得到分析场的扰动，以为变分方法提供背景误差协方差；

13、在三/四维变分的框架下先后与预报样本、实船观测数据进行拟合，给出初始场的最优估计。

14、在一实施例中，所述将数据同化的历史预报样本和时间滞后样本，以及实船观测数据实现集合同化和变分同化得到初始场步骤前，该方法还包括：

15、依赖所述历史预报样本去除野点；

16、按照预定阈值去除所述历史预报样本和所述时间滞后样本，以及所述实船观测数据中不符合的数据。

17、在一实施例中，本发明还提供了一种海洋环境预报装置，所述装置包括：

18、数据同化模块，用于对历史预报样本和时间滞后样本，以及实船观测数据进行数据同化；

19、集合同化和变分同化模块，用于将数据同化的历史预报样本和时间滞后样本，以及实船观测数据实现集合同化和变分同化得到初始场；

20、计算模块，用于根据所述初始场经过风浪流耦合计算得到环境预报结果。

21、在一实施例中，本发明还提供了一种海洋环境预报装置，所述装置包括：处理器和存储器；

22、所述存储器中存储有可被所述处理器执行的应用程序，用于使得所述处理器执行所述的海洋环境预报方法的步骤。

23、在一实施例中，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的海洋环境预报方法的步骤。

技术特征：

1.一种海洋环境预报方法，其特征在于，所述海洋环境预报方法：

2.根据权利要求1所述的海洋环境预报方法，其特征在于，所述对历史预报样本和时间滞后样本，以及实船观测数据进行数据同化步骤前，该方法还包括：

3.根据权利要求2所述的海洋环境预报方法，其特征在于，所述时间滞后样本包括预报过程中不同起报时间和同一时刻的预报场。

4.根据权利要求3所述的海洋环境预报方法，其特征在于，所述将数据同化的历史预报样本和时间滞后样本，以及实船观测数据实现集合同化和变分同化得到初始场为采用机器学习中快速数据同化(fda)等方法，以构建的融合同化方案为基础，将同化过程相关数据作为训练样本，得到三/四维变分框架下的数据拟合方案。

5.根据权利要求4所述的海洋环境预报方法，其特征在于，所述将数据同化的历史预报样本和时间滞后样本，以及实船观测数据实现集合同化和变分同化得到初始场包括：

6.根据权利要求5所述的海洋环境预报方法，其特征在于，所述将数据同化的历史预报样本和时间滞后样本，以及实船观测数据实现集合同化和变分同化得到初始场步骤前，该方法还包括：

7.一种海洋环境预报装置，其特征在于，所述装置包括：

8.一种海洋环境预报装置，其特征在于，所述装置包括：处理器和存储器；

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的海洋环境预报方法的步骤。

技术总结
本发明提供了一种海洋环境预报方法，所述海洋环境预报方法：对历史预报样本和时间滞后样本，以及实船观测数据进行数据同化；将数据同化的历史预报样本和时间滞后样本，以及实船观测数据实现集合同化和变分同化得到初始场；根据所述初始场经过风浪流耦合计算得到环境预报结果。通过加入实船观测数据改善初始场，以提高预测精度，有助于解决现有技术中预测精度较差的技术问题。

技术研发人员：樊翔,赵舒,施文煜,程陈,姚怡芝
受保护的技术使用者：上海船舶研究设计院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13