经验模态分解方法在树木年轮宽度序列标准化中的应用     

张永 《沙漠与绿洲气象(新疆气象)》2015,9(5):9-15

高分辨率的树木年轮是记录历史时期气候变化的良好生物载体,在古气候研究中被广泛应用。但年轮宽度与气候因子之间有着复杂的联系,这种关系受气候因子之间的相互制衡和因物种而异的树木生长节律的共同影响。在利用树木年轮开展历史时期气候变化的研究中,剔除树木年轮与年龄相关的生长趋势是准确获取气候信号的先决条件。然而,传统的和相对改进的一些树轮标准化方法在拟合并剔除树龄相关的趋势及非气候干扰信息方面仍存在一些问题。本文利用经验模态分解(EMD)方法进行树轮资料的标准化方法研究, 对已获得的树轮生长序列所记录的信息进行分解,得到一系列不同物理意义的本征模态分量,结合多样本信息的对比及生物学特性,深入解读各分量表征的气候变化、环境干扰及缓慢生长趋势项等不同物理意义,进而剔除非气候信息,得到可以准确反映气候变化的代用序列,并将该方法与目前广泛采用的标准化方法进行对比,分析不同方法的利弊所在,为进一步改进树轮标准化方法提供新思路。  相似文献   

方程误差系统的多新息辨识方法     

丁锋 《南京气象学院学报》2015,7(5):385-407

多新息方法可以用于线性系统和非线性系统的自适应滤波、参数估计、自校正控制、自适应故障检测与诊断等.线性系统包括两种基本类型:方程误差类系统和输出误差类系统.本文将多新息辨识应用到方程误差滑动平均(EEMA)系统(即CARMA系统),研究多新息增广随机梯度算法和多新息增广最小二乘算法,应用到方程误差自回归滑动平均(EEARMA)系统(即CARARMA系统),提出基于分解的多新息广义增广随机梯度算法和基于分解的多新息广义增广最小二乘算法,以及基于滤波的多新息广义增广随机梯度算法和基于滤波的多新息广义增广最小二乘算法.  相似文献   

前期春季北太平洋海温异常与冬季北半球极涡的关系     

张婧雯  李栋梁  柳艳菊 《气象科学》2015,35(1):52-59

利用NCEP/NCAR再分析资料和NOAA海温资料,用EOF、相关分析等方法,分析了1960—2010年500 hPa和100 hPa等压面上北半球后冬(2月)极涡面积和前春(4月)北太平洋(20~60 °N,120 °E~120 °W)海表温度(SST)的变化特征,揭示了二者的时空联系。结果表明:近50 a来,(1)冬季北半球500 hPa和100 hPa极涡面积整体经历了先扩张后收缩的变化。春季北太平洋SST经历了先降低后升高的变化。其突变时间与500 hPa极涡面积的突变时间相近,均出现在1987年,且与后冬500 hPa大西洋欧洲大陆区(Ⅳ区)极涡面积相关更好。(2)春季北太平洋SST的EOF第一模态空间型表现为PDO,第二模态表现为三极子型,突变分别出现在1980s初期和中期。(3)北太平洋SST与500 hPa Ⅳ区极涡面积相关的空间分布表现为:当前期春季北太平洋中部海温异常偏高(低),南部和北部海温异常偏低(高),使得下一个冬季500 hPa Ⅳ区极涡面积的扩大(缩小),这种空间遥相关型对应着海温的第二模态。北太平洋海温异常以第一模态空间型居多,但是对后冬北半球极涡面积影响大的却是第二模态。(4)当前春北太平洋SST呈第二模态时,对应次年冬季中高纬度对流层温度"上冷下暖",极地东风和绕极西风环流加强,极涡面积偏大。  相似文献   

一种改进的病态问题截断奇异值方法     

谢建  李明樾 《测绘工程》2021,30(5):7-11,17

截断奇异值分解方法是通过删除较小的奇异值及对应的特征向量获得病态模型的稳定解.文中首先将线性病态模型表示成近似的秩亏模型,证明秩亏模型的最小范数最小二乘解与截断奇异值解的等价性;然后,根据模型参数间的先验信息,以参数的线性函数的二次范数最小为目标,在残差范数最小条件下给出改进的最小范数最小二乘解,其实质是截断奇异值解的修正.截断参数的选取采用L曲线法.计算实例表明,修正的截断奇异值算法稳定有效,比正则化解和截断奇异值解具有更小的均方误差.  相似文献   

一种CORS站高程序列噪声识别算法     

吉长东  吕广涵  张恒璟  崔东东 《测绘科学》2021,46(3):8-16

针对能量密度谱判断噪声与信号主导模态分界点性能不稳定的问题,该文提出基于夹角余弦的分界点判断方法。该方法首先利用EEMD对CORS站高程数据进行分解,其次计算原始信号与各阶模态分量的夹角余弦值,最后根据夹角余弦值的首次逆向转折位置判定噪声主导模态和信号主导模态的分界点。以4个CORS基准站近20年原始高程时间序列信号为研究对象,对噪声与信号模态分量分界点进行判定,实验结果表明采用基于夹角余弦的判定方法可以一次判断出噪声和信号模态分量的分界点。该方法应用到CORS站高程信号与噪声序列的识别中性能更加稳定。  相似文献   

多季相混合像元部分分解特征的不透水面分类     

陈姣  黄远程  李朋飞 《测绘科学》2021,46(4):90-99

针对利用光谱混合分解提取不透水面特征通常受到端元类型和数量的限制,同时植被变化会影响估计精度的问题,该文提出 了一种综合季相和植被变化信息的不透水面提取框架.基于混合像元部分分解算法——混合调谐匹配滤波(MTMF),设计了多季相组合MTMF(SCMTMF)特征和多季相叠加MTMF(SSMTMF)两种策略,构造了不透水面的多季相MTMF特征,将不透水特征与多季相植被指数结合利用支持向量机实现对不透水面的精确分类.结果表明,利用多季相特征得到的不透水面提取效果相较于单季相有较明显的改善,该文所提出的策略有利于提高不透水面的估计精度.  相似文献   

LMD和小波阈值的GNSS坐标时间序列降噪应用     

邱小梦  陶国强  王奉伟  周世健 《测绘科学》2021,46(8):28-32,48

局部均值分解方法降噪过于粗糙,将认定为噪声的乘积函数(PF)分量直接剔除,导致有用信息丢失.为了有效提取GNSS站坐标时间序列的有用信息,该文提出一种局部均值分解和小波阈值相结合的降噪方法.通过局部均值分解将坐标时间序列分解为一系列PF分量和余项,依据消除趋势波动分析方法计算各PF分量的Hurst指数,利用小波阈值提取H≤1的PF分量中的有用信息,将提取出的信息与剩余PF分量叠加重构获得最终降噪的坐标时间序列.通过对5个测站的坐标时间序列进行实验,结果表明局部均值分解和小波阈值相结合的方法能够有效提取噪声分量中的有用信息,信噪比提高了27.8％,从而验证了该方法的有效性.  相似文献   

切比雪夫多项式拟合GPS轨道坐标的改进算法     

谢孟辛  张捍卫 《测绘科学》2021,46(6):53-58

针对利用切比雪夫多项式拟合卫星轨道,常规算法在高阶次拟合时,由于数值计算不稳定,拟合误差增大趋于发散的问题,该文使用2种改进算法来求解轨道坐标拟合.考虑在高阶次拟合时法方程为病态方程且系数矩阵接近奇异矩阵,改进算法以矩阵分解为基础,在求解法方程时避免对奇异矩阵求逆和病态方程求解,从而获得较为精确的计算结果.基于IGS精密星历数据的拟合实验中,分别使用了常规算法、LU分解算法和QR分解算法,结果显示在6和12h弧段的轨道拟合中,无论是在算法的稳定性还是在轨道拟合精度方面,QR分解算法都有一定的优越性.  相似文献   

基于滑动L₂优化准则的GPS坐标时间序列重构     

周侗  边家文  丁开华  陈保周  伍浩琛 《地理空间信息》2021,19(3):41-45,59

GPS坐标时间序列中不仅包含白噪声,还包含闪烁噪声、随机漫步噪声等有色噪声,这些噪声将影响GPS应用的可靠性,甚至可能对一些地球物理现象做出错误的解释,因此降低GPS坐标时间序列中有色噪声的影响、提高GPS精度是一个重要和基本的问题。提出了一种滑动L₂优化估计方法(ML₂),通过选取合适的窗口建立L₂优化模型,再利用交替迭代乘子法求解每段时间序列的优化问题,并逐年滑动得到整段GPS坐标时间序列的估计。实验结果表明,ML₂方法与奇异谱分析、小波分解、滑动普通最小二乘法相比具有更好的重构效果。  相似文献   

改进的RFM自适应谱修正迭代算法     

王龙辉  王涛  张艳  李新娜  窦利军 《测绘科学技术学报》2021,38(4):374-379

针对RFM求解时存在的法矩阵病态和计算效率问题,提出一种改进的自适应谱修正迭代算法.首先基于法矩阵对称正定特性,采用分解法求解方程,避免了矩阵求逆过程;其次将岭参数作为初始谱修正因子,根据相邻两次迭代残差比值逐步调整谱修正因子,在迭代过程中平衡了法矩阵病态改善效果和迭代速度的关系.利用多组"天绘一号"01、"天绘一号"02星影像数据验证该算法的有效性.实验结果表明,该算法能够有效地克服法矩阵病态影响,生成高精度RFM参数,相比谱修正迭代法拟合时间缩短23.37％.  相似文献