卫星资料广义同化大气科学中的数学反问题与人工智能应用--学习笔记
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作者王根 著
出版社气象出版社
ISBN9787502972332
出版时间2020-08
装帧平装
开本16开
定价60元
货号1202163949
上书时间2024-12-02
商品详情
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作者简介
王根，男，江苏泰州姜堰人，1983年11月出生，博士，副高。毕业于南京信息工程大学。从事过Java软件开发、医学图像处理、模式识别、卫星资料同化、数值模拟及模式研发、多源数据融合、卫星资料反演降水等。目前从事卫星高光谱资料广义同化、大气科学中的数学反问题与人工智能应用等算法研究。先后客座或访学于国家气象中心、国家卫星气象中心、国家气象信息中心、中国气象局数值预报中心、美国国家大气研究中心NCAR和复旦大学数学科学学院。第一作者发表学术论文近30篇。主持国家和省自然科学基金等项目8项。参加国家高新技术研究发展863计划、公益性气象行业专项、国家自然科学基金、气象行业标准、安徽省重点研究与开发计划等项目15项。曾获国家博士研究生奖学金，入选国家级、省部级、区域级等创新攻关团队。
目录
前言
第1篇 卫星资料广义同化
第1章 卫星遥感大气原理及辐射传输
1.1 卫星大气探测原理
1.1.1 被动遥感探测技术
1.1.2 大气吸收和发射
1.1.3 大气选择性吸收
1.1.4 大气红外吸收谱
1.1.5 大气垂直探测原理
1.2 大气辐射传输方程与模式
1.2.1 大气辐射传输方程
1.2.2 辐射传输模式及光谱系数
第2章 广义质量控制
2.1 经典变分同化理论介绍
2.2 广义质量控制流程
第3章 光谱亮温信息重构
3.1 压缩感知理论分析
3.2 基于压缩感知的FY-4A／GIIRS红外亮温非线性重构
3.3 基于主成分分析的高光谱AIRS红外亮温重构
第4章 通道最优选择
4.1 基于熵减法的FY-3D／HIRAS温度探测通道最优选择试验
4.1.1 通道预处理黑名单建立
4.1.2 熵减法介绍及FY-3D／HIRAS通道最优选择
4.2 基于熵减法的FY 4A／GIIRS通道最优选择试验
4.3 基于主成分-双区逐步回归法的高光谱AIRs通道最优选择
第5章 异常值剔除
5.1 双权重法理论介绍
5.2 基于双权重法的FY-3D／HIRAS温度通道亮温异常值剔除
5.3 基于GRAPES-4DVar同化HIRAS的台风路径预报试验
5.3.1 变分同化FY-3D／HIRAS的GRAPES-4DVar分析场增量分析
5.3.2 台风“玛莉亚(2018)”路径预报试验
第6章 偏差订正
6.1 基于离线的高光谱AIRS偏差订正
6.2 在线变分偏差订正
6.2.1 变分偏差订正算法介绍
6.2.2 基于GSI的FY-3C／MWHS变分偏差订正试验
6.2.3 基于GSI的FY-3C／MWHS接口研发及说明
第7章 云检测
7.1 基于随机森林的FY 4A／GIIRS晴空视场点云检测算法
7.2 基于L1范数约束的GIIRS三维云量廓线反演及云区同化初探
7.2.1 基于L1-范数正则化约束反演云量廓线算法
7.2.2 高光谱(GIIRS三维云量廓线反演及云区同化初探
7.3 基于WRFDA的FY 4A／GIIRS接口研发及测试
第8章 非高斯广义变分同化理论探索研究及应用
8.1 非高斯广义变分同化问题的提出
8.2 基于变分同化后验法的卫星通道观测误差重估计
8.3 基于信息熵信号自由度的资料影响率诊断分析
8.3.1 信息熵
8.3.2 信号自由度
8.3.3 基于数值逼近和高斯扰动的资料影响率诊断
8.4 最小二乘法与稳健统计
8.4.1 最小二乘法统计理论
8.4.2 稳健统计法
8.5 稳健统计M估计理论分析与基本性质
8.5.1 M估计理论分析
8.5.2 M-估计的基本性质与构建
8.6 M-估计非高斯广义变分理论探索分析
8.6.1 非高斯分布现象普适性分析与离群值定义
8.6.2 广义高斯密度函数分布及其参数估计
8.6.3 非高斯广义变分同化目标泛函构建
8.7 基于广义变分和误差重估计高光谱AIRS通道亮温同化
8.7.1 模型与数据
8.7.2 广义变分同化步骤及流程
8.7.3 基于非高斯广义变分同化的高光谱AIRS 281通道试验研究
8.7.4 广义变分同化AIRS亮温分析场与探空资料对比分析
8.8 高光谱AIRS受云影响通道亮温同化初步研究
8.8.1 带约束项广义变分同化理论分析
8.8.2 背景场云参数估计
8.8.3 高光谱AIRS通道“动态”最优选择
8.8.4 基于带约束项的不同广义变分算法效果分析比较
8.9 基于伴随的高光谱AIRs湿度敏感性分析
第2篇 大气科学中的数学反问题和人工智能在卫星资料中的应用
第9章 数学反问题和卫星红外资料反演降水关键问题分析
9.1 定量降水反演基本思想
9.2 卫星红外光谱资料陆表降水反演的难点及关键问题分析
9.2.1 问题的引入
9.2.2 卫星反演降水算法初步设想
第10章 基于数学反问题和深度学习的卫星红外资料反演降水
10.1 基于物理变分反演FY-4A／GIIRS廓线及
通道光谱信号分析
10.2 卫星红外资料反演降水国内外进展及发展趋势
10.3 基于正则化反问题的FY-4A／AGRI红外亮温反演降水
10.3.1 K-最邻近分类与回归
10.3.2 正则化反问题降水反演算法
10.3.3 精度评估方法
lO.3.4 FY-4A／AGRI红外光谱通道亮温降水信号识别
10.3.5 基于贝叶斯模型平均的通道贡献率优化
10.3.6 基于正则化反问题法的AGRI亮温反演降水试验
10.3.7 台风“玛莉亚(2018)”主导云系发展时序变化分析
10.4 基于随机森林的FY-4A／AGRI红外亮温反演降水
10.4.1 基于随机森林模型的AGRI资料反演降水
10.4.2 随机森林分类和回归反演降水精度分析
10.4.3 不同特征组合分析
10.5 KNN距离度量函数对AGRI红外亮温反演降水影响分析
10.6 基于冰云先验信息的FY-4A／AGRI遥感定量化反演降水
10.6.1 基于云分类产品的AGRI红外通道亮温统计分析
10.6.2 基于先验信息的AGRI亮温反演台风“安比(2018)”降水试验
10.7 算法改进：基于I。1-范数约束的H8／AHI红外光谱反演降水研究
lO.7.1 基于L1-范数的降水反演模型
内容摘要
本书阐述了气象卫星红外资料进入数值天气预报模式所涉及的资料质量控制、同化及正则化数学反问题和人工智能在大气科学中的应用。第一篇，介绍了卫星红外资料广义质量控制，包括亮温重构、通道选择、异常值剔除、偏差订正、云检测等。卫星红外资料非高斯广义变分同化理论探索及应用。第二篇，介绍了基于数学反问题和人工智能的卫星红外资料反演降水、资料不连续融合、台风主导云系识别与追踪及未来研究方向。
本书可作为卫星遥感相关专业辅助读本，对于从事卫星红外资料定量化遥感应用及服务等方面的科研和业务人员也是较好的参考书。
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