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基于集成学习的近实时FY-4A反演降水快速订正方法

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遥感学报 2024年第3期28卷 677-688页

作者：吕毅雍斌沈哲辉李季梅俊河海大学水灾害防御全国重点实验室南京210098 河海大学水文水资源学院南京210098

卫星遥感反演是大范围快速获取近实时高分辨率降水信息的重要途径。2016年成功发射的风云四号卫星(FY-4A)是中国自主研发的新一代地球静止轨道定量遥感气象卫星,由FY-4A反演的中国区域近实时降水产品(FY-4A REGC)为天气监测、水文预报... 详细信息

卫星遥感反演是大范围快速获取近实时高分辨率降水信息的重要途径。2016年成功发射的风云四号卫星(FY-4A)是中国自主研发的新一代地球静止轨道定量遥感气象卫星,由FY-4A反演的中国区域近实时降水产品(FY-4A REGC)为天气监测、水文预报、气候分析等研究提供了高分辨率的近实时降水数据,但其精度与全球卫星降水观测计划的对标产品(IMERG-Early)仍有差距,降水反演的核心订正算法亟待改进与提高。本研究针对中国内地区域,设定FY-4A REGC和IMERG-Early为模型输入和训练标定,采用最新的集成学习方法(LightGBM)动态构建了一种快速订正高分辨率FY-4A降水产品的新方法。以国家气象信息中心发布的气象地面自动站观测数据(CMPA)作为地面参考,将订正后的FY-4A降水产品(FY-4A Adj)与原始FY-4A REGC进行对比,结果表明新产品FY-4A Adj的相关系数、均方根系误差、相对误差等均有明显改善,而且订正算法有效地降低了原始FY-4A REGC数据对中国东南部区域降水的显著高估。综上,本文提出的基于集成学习的订正算法能够快速、有效地提高近实时风云降水数据FY-4A REGC的综合性能,为生产高精度高分辨率的国产卫星反演降水产品提供了新方法。

关键词：遥感风云卫星 FY-4A 集成学习近实时降水降水订正

基于再分析及卫星的定量降水估计在长江流域的适用性分析

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河海大学学报(自然科学版) 2024年

作者：沈哲辉韩静妍桂敬聪那嘉明南京林业大学土木工程学院河海大学水灾害防御全国重点实验室南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室

长江流域是我国第一大流域，获取可靠的降水信息对流域内生态环境和经济发展等至关重要。基于模式再分析及卫星遥感反演的方式可提供高分辨率的栅格降水数据，但两者在长江流域的适用性仍需要对比和分析。以气象站点观测数据为地面参考... 详细信息

长江流域是我国第一大流域，获取可靠的降水信息对流域内生态环境和经济发展等至关重要。基于模式再分析及卫星遥感反演的方式可提供高分辨率的栅格降水数据，但两者在长江流域的适用性仍需要对比和分析。以气象站点观测数据为地面参考，在日尺度上比较了目前最典型的再分析降水产品ERA5和卫星降水产品IMERG在长江流域的表现。结果表明：相比IMERG，ERA5在长江流域上游高原地形区的适用性较差，主要表现为对降水速率的严重高估及过多的误报降水事件。在长江中下游地区，ERA5和IMERG各自具有其优势和缺点。虽然ERA5对降水事件的综合捕捉能力总体上强于IMERG，但模式再分析对降水速率的模拟能力弱于卫星遥感反演降水的方式。至于两类降水产品在不同季节的表，ERA5在冬季的表现明显好于IMERG，在冬季ERA5对降水事件的探测能力显著强于IMERG，且与地面气象站点观测值的相关程度也高于IMERG。IMERG在夏季的精度则远高于ERA5，表明在降水强度高的季节，卫星反演的方法对降水的估计相比气象模式再分析的方式更加可靠。

关键词： ERA5 IMERG 误差分析探测能力地形影响降水强度长江流域

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探索站点时空移动模式:长短期交通预测框架

计算机科学 2023年第7期50卷 98-106页

作者：沈哲辉王开来孔祥杰浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州310023 大连理工大学软件学院大连116620

随着智慧城市系统的技术发展与城市时空数据的急剧增加,公共服务需求也日益受到重视。公共交通作为城市交通中至关重要的组成部分,同样面临着巨大的挑战,并且交通网络的时空预测任务往往是解决各种交通问题的核心一环。交通中的移动模... 详细信息

随着智慧城市系统的技术发展与城市时空数据的急剧增加,公共服务需求也日益受到重视。公共交通作为城市交通中至关重要的组成部分,同样面临着巨大的挑战,并且交通网络的时空预测任务往往是解决各种交通问题的核心一环。交通中的移动模式可以体现城市人群的出行行为及其规律,大多数交通预测任务研究中,移动模式的重要性经常被忽视。针对现有工作的问题,提出了一种多模式的交通预测框架(MPGNNFormer),使用基于图神经网络的深度聚类的方法提取站点的移动模式,并设计了一种基于Transformer的时空预测模型,在充分利用时间依赖关系和空间依赖关系的同时,提高了计算效率。在现实的公交车数据集上展开了一系列实验以进行评估和测试,包括移动模式的分析和预测结果对比,实验结果证明了所提方法在交通网络的长短期交通预测上的有效性。最后讨论了所提方法可扩展性。

关键词：时空数据挖掘长短期交通预测移动模式深度学习

中国内地卫星降水数据的融合订正及空间降尺度研究

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测绘学报 2023年第11期52卷 2009-2009页

作者：沈哲辉雍斌(指导) 南京林业大学土木工程学院江苏南京210037 不详

降水在全球水循环、气候系统和生态系统中扮演着重要的角色。雨量计和地基气象雷达是传统测量降水的方式,但雨量计和地基气象雷达分布稀疏且不均,难以满足全球尺度上对降水的监测。随着对地观测技术及降水反演算法的发展,基于卫星的遥... 详细信息

降水在全球水循环、气候系统和生态系统中扮演着重要的角色。雨量计和地基气象雷达是传统测量降水的方式,但雨量计和地基气象雷达分布稀疏且不均,难以满足全球尺度上对降水的监测。随着对地观测技术及降水反演算法的发展,基于卫星的遥感手段弥补了雨量计和地基气象雷达的不足,可为全球提供空间连续和时间完整的降水估计。但相比于地面观测,卫星降水数据存在较大的误差和不确定性。

关键词：雨量计地面观测气候系统传统测量降水估计气象雷达对地观测技术遥感手段

遗传算法优化支持向量机在大坝变形预测中的应用

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大地测量与地球动力学 2016年第10期36卷 927-929,932页

作者：沈哲辉黄腾沈月千郑浩河海大学地球科学与工程学院南京市佛城西路8号 211100

建立大坝变形预测的支持向量机模型,并用遗传算法对支持向量机模型的核函数参数、惩罚参数和损失参数进行优化。将同一优化方法不同支持向量机核函数、不同优化方法同种支持向量机核函数进行横向对比,将BP神经网络、自回归AR(p)模型、... 详细信息

建立大坝变形预测的支持向量机模型,并用遗传算法对支持向量机模型的核函数参数、惩罚参数和损失参数进行优化。将同一优化方法不同支持向量机核函数、不同优化方法同种支持向量机核函数进行横向对比,将BP神经网络、自回归AR(p)模型、多元回归分析法和周期函数拟合法进行纵向对比。结果表明,该GA-SVM(RBF)模型不仅能较好地预测大坝的变形趋势,而且能大幅提高预测精度。

关键词：大坝变形因子支持向量机遗传算法优化预测

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基于移动激光扫描的地铁隧道收敛分析研究

基于移动激光扫描的地铁隧道收敛分析研究

中国大陆卫星降水数据的融合订正及空间降尺度研究

2019年江苏省测绘地理信息学会学术年会

作者：段伟沈哲辉赵元忆南京市测绘勘察研究院股份有限公司苏州星宇测绘科技有限公司中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司

为确保运营期地铁隧道的稳定和安全运营,对其进行高效、高分辨率、高精度的形变监测迫在眉睫。近年来,国内外学者开始尝试将移动激光扫描技术应用于地铁隧道的变形监测。本文尝试将移动激光扫描技术与常规测量技术相结合,用于运营期地... 详细信息

为确保运营期地铁隧道的稳定和安全运营,对其进行高效、高分辨率、高精度的形变监测迫在眉睫。近年来,国内外学者开始尝试将移动激光扫描技术应用于地铁隧道的变形监测。本文尝试将移动激光扫描技术与常规测量技术相结合,用于运营期地铁隧道的收敛分析,并对收敛提取的精度进行了分析与验证,试验结果表明,采用全站仪布设控制网辅助移动激光扫描技术应用于地铁隧道收敛分析精度可达到毫米级,完全可以满足地铁隧道监测的精度要求。

关键词：移动激光扫描地铁隧道收敛监测断面

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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基于小波分析的灰色-神经网络组合模型在大坝变形预测中的应用

测绘学报 2023年第11期

作者：沈哲辉

来源：博看期刊评论

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测绘工程 2015年第11期24卷 51-53页

作者：沈哲辉黄腾葛文孟庆年河海大学地球科学与工程学院江苏南京210098

监测序列经小波分解后可以得到各层分量。对低频分量采用灰色GM(1,1)模型进行建模预测,对高频分量采用BP神经网络进行建模预测,最后将各分量进行小波重构,得到监测序列的预测值。将预测值分别与没有进行小波分解直接用GM(1,1)模型预测... 详细信息

监测序列经小波分解后可以得到各层分量。对低频分量采用灰色GM(1,1)模型进行建模预测,对高频分量采用BP神经网络进行建模预测,最后将各分量进行小波重构,得到监测序列的预测值。将预测值分别与没有进行小波分解直接用GM(1,1)模型预测的值和经小波分解的低、高频系数都采用GM(1,1)模型预测的值进行对比,发现经小波分解的灰色-神经网络组合模型预测精度更高。

关键词：小波分解灰色模型 BP神经网络预测

灰色-马尔科夫模型在大坝内部变形预测中的应用

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测绘工程 2015年第2期24卷 69-74页

作者：沈哲辉黄腾唐佑辉河海大学地球科学与工程学院江苏南京210098

传统的灰色-马尔科夫模型一般都是等时距的。针对样本不能满足等时距的需要,通过一定方法将样本等时距化,用多变量灰色模型MGM(1,n)与马尔科夫转移矩阵相结合对等时距样本进行建模,建立非等时距的灰色-马尔科夫模型。文中结合某大坝内... 详细信息

传统的灰色-马尔科夫模型一般都是等时距的。针对样本不能满足等时距的需要,通过一定方法将样本等时距化,用多变量灰色模型MGM(1,n)与马尔科夫转移矩阵相结合对等时距样本进行建模,建立非等时距的灰色-马尔科夫模型。文中结合某大坝内部水平位移实测数据,用此模型进行建模。结果表明,灰色-马尔科夫模型不仅比灰色模型的拟合精度高,而且提高了预测精度。

关键词：非等时距灰色模型MGM(1,n) 马尔科夫模型大坝变形监测位移预测