海面風(fēng)場(chǎng)融合技術(shù)研究進(jìn)展

程玉鑫,戈書睿,袁凌峰（.解放軍理工大學(xué)氣象海洋學(xué)院，江蘇南京，0；.海軍海洋水文氣象中心，北京，00000）

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海面風(fēng)場(chǎng)融合技術(shù)研究進(jìn)展

程玉鑫1,戈書睿1,袁凌峰2
（1.解放軍理工大學(xué)氣象海洋學(xué)院，江蘇南京，211101；2.海軍海洋水文氣象中心，北京，100000）

摘要：數(shù)據(jù)融合的概念始于70年代初期，最初主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。數(shù)據(jù)融合技術(shù)應(yīng)用于海面風(fēng)場(chǎng)融合領(lǐng)域可有效提高氣象、海洋等產(chǎn)品的探測(cè)精度，具有廣闊的應(yīng)用前景和重要的研究?jī)r(jià)值。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)融合;海面風(fēng)場(chǎng);探測(cè)精度

許多研究證明多源數(shù)據(jù)的融合有利于提高氣象、海洋等產(chǎn)品的探測(cè)精度，隨著大氣、海洋探測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展以及越來越多的海洋遙感探測(cè)衛(wèi)星的升空，海面風(fēng)場(chǎng)的探測(cè)數(shù)據(jù)也日益增多。與此同時(shí)，海面風(fēng)場(chǎng)融合的相關(guān)研究也得到了快速的發(fā)展。目前，應(yīng)用于海面風(fēng)場(chǎng)融合的方法主要有：支持向量機(jī)、最優(yōu)插值法、逐步訂正法、小波變換法、變分法、卡爾曼濾波法以及D-S理論等方法。

1　海面風(fēng)場(chǎng)融合技術(shù)國(guó)外研究現(xiàn)狀

在國(guó)外，Chin等（1998）采用基于多分辨率分析的插值算法將散射計(jì)數(shù)據(jù)與模式風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了融合。Chao等（2002）采用二維變分方法將區(qū)域中尺度大氣模式風(fēng)場(chǎng)與衛(wèi)星散射計(jì)海面風(fēng)矢量相融合，得到海面風(fēng)場(chǎng)融合數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)與獨(dú)立的觀測(cè)數(shù)據(jù)相比，具有更高的相關(guān)性和更小的均方根誤差，并能揭示小尺度的細(xì)微結(jié)構(gòu)。Atlas等（2008）進(jìn)一步通過變分方法融合輻射計(jì)數(shù)據(jù)（SSM/I海面風(fēng)速）、常規(guī)觀測(cè)資料和歐洲中期數(shù)值預(yù)報(bào)中心分析值，生成了變分分析風(fēng)場(chǎng)。此外，美國(guó)（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）國(guó)家氣候數(shù)據(jù)中心（NCDC）開發(fā)的基于多星觀測(cè)交叉校正（Cross Calibrated Multiple Satellite Observation）融合產(chǎn)品，具有高精度和高空間分辨率的特點(diǎn)，可每6小時(shí)提供一次全球海域分辨率0.25°×0.25°的10m海面風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)品。美國(guó)國(guó)家大氣研究中心（National Center for Atmospheric Research，NCAR）發(fā)布的QSCAT-NCEP混合風(fēng)場(chǎng)資料由散射計(jì)QuickSCAT的風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)與NCEP再分析資料融合獲得，該產(chǎn)品時(shí)間間隔為6h，可提供全球范圍（88S°～88N°）內(nèi)分辨率0.5°×0.5°的風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)品。

2　海面風(fēng)場(chǎng)融合技術(shù)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)海面風(fēng)場(chǎng)融合的研究起步較晚，目前仍處于理論研究階段，距離業(yè)務(wù)應(yīng)用還有一定的距離。莊照榮等（2004）系統(tǒng)分析了風(fēng)場(chǎng)融合中背景誤差協(xié)方差結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)特征及其對(duì)三維變分同化系統(tǒng)的影響，并利用0306號(hào)熱帶氣旋蘇迪羅進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，熱帶氣旋路徑的預(yù)測(cè)效果得到了明顯改善。李艷兵等（2006）通過變分方法將RSS多星融合風(fēng)場(chǎng)產(chǎn)品同NCEP再分析資料及浮標(biāo)實(shí)測(cè)資料進(jìn)行融合，獲得了初步的海面風(fēng)場(chǎng)融合產(chǎn)品。蔣興偉等（2010）利用統(tǒng)計(jì)差值方法將星載微波散射計(jì)NSCAT、QuikSCAT和SeaWind on ADOES-П的全球海面風(fēng)速和方向L2B數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，構(gòu)建了氣候態(tài)的逐月全球海面風(fēng)場(chǎng)、風(fēng)應(yīng)力場(chǎng)和風(fēng)應(yīng)力旋度場(chǎng)（簡(jiǎn)稱為SCAT），分辨率最高可達(dá)0.25°×0.25°。

3　結(jié)論

多源數(shù)據(jù)融合應(yīng)用于全球海面風(fēng)場(chǎng)觀測(cè)已成為未來發(fā)展的趨勢(shì)。而我國(guó)作為擁有三萬兩千公里海岸線，近海管轄面積達(dá)3000000km2的海洋大國(guó)，亟需擁有更多、更精確的多源數(shù)據(jù)海面風(fēng)場(chǎng)融合產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所屬乃至全球海域的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

參考文獻(xiàn)

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程玉鑫（1990-），男，黑龍江雞西人，碩士研究生，研究方向?yàn)楹Ｑ筮b感

The research progress of the ocean wind fusion technology

Cheng Yuxin1,Ge Shurui1,Yuan Lingfeng2
(1.College of Meteorology and Oceanography,PLA University of Science and Technology Nanjing
211101,china; 2.Navy hydrometeorological center Beijing，100000,china）

Abstract：Began in the early 70 s, the concept of data fusion,the original is mainly used in military field.Data fusion technology is applied in the convergence of sea surface wind field can effectively improve the detecting precision of the weather,ocean,and other products,has a broad application prospect and important research value.

Keywords：data fusion;ocean surface wind field;detection accuracy

作者簡(jiǎn)介

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（批準(zhǔn)號(hào)：41475019）

中圖分類號(hào)：P732.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A