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中国区域ERA5和MERRA-2再分析资料计算T_(m)的精度分析

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大地测量与地球动力学 2021年第8期41卷 771-776页

作者：谢劭峰王义杰黄良珂潘清莹魏朋志桂林理工大学测绘地理信息学院桂林市541006 广西空间信息与测绘重点实验室桂林市541006

以中国区域89个探空站2017年资料为参考值,对ERA5和MERRA-2再分析资料积分计算的T_(m)的精度进行评估,并分析2种资料计算的T_(m)的bias和RMSE的时空变化特性。结果表明:1)以探空站资料为参考值,ERA5和MERRA-2再分析资料计算的T_(m)的年... 详细信息

以中国区域89个探空站2017年资料为参考值,对ERA5和MERRA-2再分析资料积分计算的T_(m)的精度进行评估,并分析2种资料计算的T_(m)的bias和RMSE的时空变化特性。结果表明:1)以探空站资料为参考值,ERA5和MERRA-2再分析资料计算的T_(m)的年均bias分别为0.41K和0.10K,年均RMSE分别为1.26K和1.34K。2)2种资料计算的T_(m)的bias和RMSE具有相似的时空变化特性,时间上总体表现为夏季精度高、冬季精度稍低,但ERA5再分析资料计算的T_(m)的bias在全年均表现为正值,而MERRA-2再分析资料计算的T_(m)的bias在夏季表现为负值,其余时间表现为正值;在空间上,2种资料计算的T_(m)的bias和RMSE在高程上无明显变化特性,但在纬度上RMSE均表现出随纬度增加而逐渐变大的趋势,总体保持在2.5K以内。

关键词： T_(m) ERA5 MERRA-2 中国区域

顾及PWV的中南4省1区春节期间PM_(2.5)浓度估算

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测绘科学技术学报 2021年第5期38卷 537-542,550页

作者：魏朋志谢劭峰张伟潘清莹王义杰黄良珂桂林理工大学测绘地理信息学院广西桂林541006 广西空间信息与测绘重点实验室广西桂林541006

社会经济的发展伴随而来的环境污染问题日渐得到人们的重视。针对中南地区4省1区(河南省、湖北省、湖南省、广东省和广西壮族自治区)春节期间PM_(2.5)的变化情况,结合该区域所属及其相邻探空站获取的大气可降水量PWV数据以及气象监测站... 详细信息

社会经济的发展伴随而来的环境污染问题日渐得到人们的重视。针对中南地区4省1区(河南省、湖北省、湖南省、广东省和广西壮族自治区)春节期间PM_(2.5)的变化情况,结合该区域所属及其相邻探空站获取的大气可降水量PWV数据以及气象监测站获取的风速数据,通过反距离加权插值得到中南4省1区春节期间的PWV和风速值,综合考虑CO、SO_(2)、O_(3)和NO_(2)等大气污染物以及PWV、风速和DEM高程值建立该地区春节期间的地理加权回归(GWR)、地理加权回归克里金(GWRK)以及地理加权回归规则样条(GWRCRS)插值模型,并运用3种模型对中南地区4省1区2017、2018年春节假期期间进行PM_(2.5)浓度估算。研究结果显示,GWRK和GWRCRS模型的估算效果较GWR模型更优,而GWRCRS模型估算精度最高,对中南地区4省1区春节期间的PM_(2.5)监测预警具有一定的实用性参考价值。

关键词：地理加权回归克里金规则样条细颗粒物大气可降水量

中国区域ZTD、ZWD高程缩放因子的时空特性分析

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大地测量与地球动力学 2021年第12期41卷 1211-1215,1240页

作者：谢劭峰潘清莹黄良珂朱葛王义杰魏朋志桂林理工大学测绘地理信息学院桂林市541006 广西空间信息与测绘重点实验室桂林市541006

考虑到当前已有的ZTD、ZWD垂直剖面模型时空分辨率低等不足,以NASA提供的2014~2016年气象再分析资料MERRA-2为基础,分析中国区域ZTD、ZWD高程缩放因子的时空分布特性。结果表明,ZTD、ZWD高程缩放因子均具有明显的年周期和半年周期变化,... 详细信息

考虑到当前已有的ZTD、ZWD垂直剖面模型时空分辨率低等不足,以NASA提供的2014~2016年气象再分析资料MERRA-2为基础,分析中国区域ZTD、ZWD高程缩放因子的时空分布特性。结果表明,ZTD、ZWD高程缩放因子均具有明显的年周期和半年周期变化,与经度、纬度相关性显著,且两者时空分布特性具有明显差异。

关键词：负指数函数高程缩放因子时空分布特性 ZTD ZWD

基于地理加权回归张力样条函数的广西PM_(2.5)浓度插值

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科学技术与工程 2021年第21期21卷 8807-8813页

作者：谢劭峰魏朋志黄良珂张伟黎峻宇桂林理工大学测绘地理信息学院桂林541006 广西空间信息与测绘重点实验室桂林541006

针对广西地区PM_(2.5)污染情况,利用广西气象站数据通过反距离加权插值得到广西地区空气质量监测站的气象数据,然后结合空气质量监测站数据及其气象数据插值结果建立地理加权回归张力样条函数(geographically weighted regression-tensi... 详细信息

针对广西地区PM_(2.5)污染情况,利用广西气象站数据通过反距离加权插值得到广西地区空气质量监测站的气象数据,然后结合空气质量监测站数据及其气象数据插值结果建立地理加权回归张力样条函数(geographically weighted regression-tension spline function,GWR-TSF)插值模型,并用该模型进行广西PM_(2.5)浓度插值分析。研究结果表明,GWR-TSF模型的PM_(2.5)浓度插值效果较好,其均方根误差为2.34μg/m^(3),较普通克里金(ordinary Kriging,OK)模型和地理加权回归(GWR)模型分别提高了20.68%和25.71%;而平均绝对误差为2.13μg/m^(3),较OK模型和GWR模型分别提高了20.22%和11.62%,对区域PM_(2.5)监测预警具有一定的参考价值。

关键词：地理加权回归(GWR) 张力样条函数(TSF) 克里金模型 PM_(2.5)浓度插值精度评估

利用AO-SVR模型预测PM_(2.5)浓度

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大地测量与地球动力学 2023年第3期43卷 269-274页

作者：孟春阳谢劭峰魏朋志唐友兵张亚博熊思桂林理工大学测绘地理信息学院桂林市541006 湖北科技学院资源环境科学与工程学院湖北省咸宁市437100

针对支持向量回归(support vector regression, SVR)模型无法主动选取最优参数和核函数等问题,采用天鹰算法(aquila optimizer, AO)对其进行优化,构建天鹰算法优化支持向量回归模型(AO-SVR)。分别构建AO-SVR、SVR、灰狼算法优化支持向... 详细信息

针对支持向量回归(support vector regression, SVR)模型无法主动选取最优参数和核函数等问题,采用天鹰算法(aquila optimizer, AO)对其进行优化,构建天鹰算法优化支持向量回归模型(AO-SVR)。分别构建AO-SVR、SVR、灰狼算法优化支持向量回归(GWO-SVR)、鲸鱼算法优化支持向量回归(WOA-SVR)4种模型,使用2020-01-01~30拉萨、乌鲁木齐、长春、武汉、上海5市的大气污染物、气象因素以及天顶对流层延迟(zenith tropospheric delay, ZTD)的小时数据,分别预测5市2020-01-31的PM_(2.5)浓度变化。结果表明,AO-SVR模型的适用性更好,其中,上海的预测值最贴近实际观测值。

关键词：支持向量回归灰狼算法鲸鱼算法天鹰算法海拔天顶对流层延迟

桂林地区暴雨天气电离层VTEC时序预报模型适用性

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桂林理工大学学报 2024年第3期44卷 481-488页

作者：毛志锋刘立龙黄良珂韦律权任丁魏朋志桂林理工大学广西空间信息与测绘重点实验室广西桂林541006 桂林理工大学测绘地理信息学院广西桂林541006 柳州城市职业学院广西柳州545036

针对极端天气下VTEC的不规律变化更会增加预测难度的问题,以欧洲定轨中心(CODE)提供的桂林上空2019和2020年电离层VTEC值为样本值,使用滑动四分位距法探测桂林地区暴雨期间的电离层VTEC扰动规律,并建立多种预报模型比较暴雨期间的模型... 详细信息

针对极端天气下VTEC的不规律变化更会增加预测难度的问题,以欧洲定轨中心(CODE)提供的桂林上空2019和2020年电离层VTEC值为样本值,使用滑动四分位距法探测桂林地区暴雨期间的电离层VTEC扰动规律,并建立多种预报模型比较暴雨期间的模型适用性及预报精度。选取5种时间序列预测模型(ARIMA模型和Single、 Holt、 Brown、 Damped指数平滑模型)对桂林市暴雨期间的电离层VTEC进行未来24 h内的短期预报,结果表明:4~9 h以内ARIMA模型预测效果最好,预测值的RMSE和MAE均小于2 TECu, Single和Damped指数平滑模型其次,Holt和Brown指数平滑模型预测效果最差;超过9 h后各模型的预测能力减弱,RMSE和MAE均大于3 TECu,已无法满足精确预测的需求。

关键词：暴雨 VTEC 时间序列预测模型桂林

COVID-19影响下的城市PM_(2.5)浓度预测

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无线电工程 2023年第1期53卷 87-95页

作者：孟春阳谢劭峰魏朋志张亚博唐友兵熊思桂林理工大学测绘地理信息学院广西桂林541006 湖北科技学院资源环境科学与工程学院湖北咸宁437100

2020年初,新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)疫情在全国多地爆发,疫情期间人类活动的减少对我国PM_(2.5)浓度变化也有所影响。结合上海、长春、武汉和北京4市2019与2020年1月—3月的气象因素、大气污染物以及天顶... 详细信息

2020年初,新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)疫情在全国多地爆发,疫情期间人类活动的减少对我国PM_(2.5)浓度变化也有所影响。结合上海、长春、武汉和北京4市2019与2020年1月—3月的气象因素、大气污染物以及天顶对流层延迟(Zenith Tropospheric Delay, ZTD)等数据,构建差分自回归移动平均(Autoregressive Integrated Moving Average, ARIMA)模型、BP神经网络模型和粒子群算法优化BP神经网络(PSO-BP)模型,预测疫情发生前后阶段的PM_(2.5)浓度并分析3种模型的适用性。研究结果表明,在非疫情时期(2019年1月—3月)和疫情时期(2020年1月—3月)中PSO-BP模型预测精度和模型适用性均优于单一的BP神经网络模型和传统的ARIMA模型,且PSO-BP模型在疫情时期城市PM_(2.5)浓度预测中均方根误差均小于8.5μg/m3,平均绝对误差均小于6.5μg/m3,同时与非疫情期的RMSE,MAE,MAPE综合分析可知,PSO-BP模型对于疫情时期的城市PM_(2.5)浓度预测的适用性最好,对疫情期间城市PM_(2.5)浓度监测和预警有一定的参考价值。

关键词：新型冠状病毒肺炎 PM_(2.5) 差分自回归移动平均 BP PSO-BP 天顶对流层延误

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节假日效应下的PM_(2.5)浓度预测

桂林理工大学学报 2022年第2期42卷 455-460页

作者：魏朋志谢劭峰周志浩张伟莫智翔黄良珂桂林理工大学测绘地理信息学院广西桂林541006 桂林理工大学广西空间信息与测绘重点实验室广西桂林541006

近年来,节假日效应带来的环境负担日趋严重,PM_(2.5)在节假日期间的浓度预测工作变得尤为重要。考虑气象因素、大气污染物以及大气可降水量(PWV)等数据影响,基于桂林电子科技大学尧山校区、桂林市环境监测站、龙隐小学和桂林市第八中学... 详细信息

近年来,节假日效应带来的环境负担日趋严重,PM_(2.5)在节假日期间的浓度预测工作变得尤为重要。考虑气象因素、大气污染物以及大气可降水量(PWV)等数据影响,基于桂林电子科技大学尧山校区、桂林市环境监测站、龙隐小学和桂林市第八中学4个空气质量监测站点在2014—2019年春节期间的PM_(2.5)浓度变化情况,分别比较多元线性回归模型、神经网络模型和ARIMA模型的适用性。结果表明:对整月预测而言,多元线性回归模型在电子科大尧山校区预测适用性最佳,神经网络模型在环境监测站、龙隐小学和第八中学预测效果最好;对春节前后各一周时段预测结果来说,多元线性回归模型在桂林电子科技大学尧山校区、龙隐小学和第八中学站点预测精度最高,ARIMA模型在监测站预测精度最高。

关键词：节假日效应 PM_(2.5) PWV 多元线性回归神经网络 ARIMA

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基于滑动式算法的精密星历拟合方法比较研究

成都大学学报（自然科学版） 2018年第1期37卷 52-55,83页

作者：崔立鲁高先明魏朋志成都大学建筑与土木工程学院四川成都610106

针对星历插值算法中的"龙格"现象,研究了滑动式插值算法的基本原理,并通过非滑动式和滑动式Lagrange插值法和Chebyshev多项式法对精密星历数据进行内插计算验证滑动式算法的正确性和可靠性.实验结果表明:滑动式算法相对非滑动式算法能... 详细信息

针对星历插值算法中的"龙格"现象,研究了滑动式插值算法的基本原理,并通过非滑动式和滑动式Lagrange插值法和Chebyshev多项式法对精密星历数据进行内插计算验证滑动式算法的正确性和可靠性.实验结果表明:滑动式算法相对非滑动式算法能有效避免插值区间边缘处的误差异常增大的现象;在相同精度的情形下,滑动式算法需要的插值阶数远小于非滑动算法.总体上看,滑动式算法在计算精度和可靠性方面均优于非滑动式算法.

关键词：滑动式 Lagrange Chebyshev 插值精度