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基于深度学习的雾天识别方法研究

科学技术创新 2025年第1期 60-63页

作者：张国兴莫旭昱解莉燕舒斌邓吉波云南省大气探测技术保障中心云南昆明

[目的]为提升雾天图像识别自动化程度,解决图像识别效率低下等问题,提出将深度学习卷积神经网络应用到雾天图像识别中,为雾天灾害预警提供技术支撑。[方法]通过使用VGG16、AlexNet、CNN三种卷积神经网络模型在雾天图像数据上进行训练,... 详细信息

[目的]为提升雾天图像识别自动化程度,解决图像识别效率低下等问题,提出将深度学习卷积神经网络应用到雾天图像识别中,为雾天灾害预警提供技术支撑。[方法]通过使用VGG16、AlexNet、CNN三种卷积神经网络模型在雾天图像数据上进行训练,对雾天图像进行分类识别研究。[结果]3种模型的识别准确率都在90%以上,VGG16的识别准确率大于AlexNet及CNN,达93.79%。[结论]深度学习模型具有识别准确率好、自动化程度高等特点,能够很好的应用于雾天气象灾害识别,气象应用价值较大。

关键词：深度学习卷积神经网络雾天图像识别

前期东北大西洋-地中海西部海温异常影响河南省干热风的可能途径

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高原气象 2025年第1期44卷 150-162页

作者：竹磊磊苏晓乐潘攀吴璐杨婷中国气象局•河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 河南省气候中心河南郑州450003

河南省是中国冬小麦的主产区,也是较易受干热风影响的地区。目前对干热风的研究和预报多在天气尺度,从气候的角度研究干热风是否具有可预报性,具有非常重要的意义。本文基于河南省干热风资料、NCEP/NCAR再分析资料和哈得莱环流中心海温... 详细信息

河南省是中国冬小麦的主产区,也是较易受干热风影响的地区。目前对干热风的研究和预报多在天气尺度,从气候的角度研究干热风是否具有可预报性,具有非常重要的意义。本文基于河南省干热风资料、NCEP/NCAR再分析资料和哈得莱环流中心海温资料,分析了1980-2022年前期海温异常与河南省干热风日数的关系,及其可能影响途径。结果表明:(1)豫北、豫西北和豫中多年平均干热风日数较多,其他地区则相对较少。日干热风出现的概率由南向北、由5月下旬至6月上旬逐渐增加。全省平均干热风日数有显著增加趋势。(2)河南省干热风日数与当年3-4月东北大西洋-地中海西部(关键区)海温在年代际和年际尺度上均存在着密切相关,两者与干热风发生时段500 hPa高度场在去趋势前和去趋势后的显著正相关区在东亚中纬度地区位于新疆北部至贝加尔湖尔湖北部,显著负相关区位于我国东北至日本群岛附近,与850 hPa风场在去趋势前和去趋势后的相关在上述正、负显著相关区分别呈反气旋和气旋分布,气旋后部呈偏北风的显著相关,即3-4月关键区高海温年,出现的蒙古高压脊和东亚大槽造成了河南省的干热风天气。海温与环流场的相关在去趋势前和去趋势后在中纬度地区呈现出一个更明显的由东北大西洋经欧亚大陆至东北亚的纬向遥相关波列。(3)西太平洋副热带高压(以下简称副高)偏南(北)时,干热风日数易偏多(少),而3-4月关键区高(低)海温则可以导致副高偏南(北)。(4)干热风偏多年和偏少年、3-4月关键区高海温年和低海温的干热风发生时段30°N-55°N经向平均的涡度差值,及高、低海温年的干热风发生时段500 hPa准地转流函数距平和波作用通量均显示在中纬度地区存在自东北大西洋至东北亚的纬向波列。也即表明,3-4月关键区海温可以激发出一个后期干热风发生时段的类似波列,经欧亚大陆传至东北亚,而高海温年在东亚中纬度地区的环流分布造成了河南省的干热风天气。

关键词：干热风东北大西洋地中海西部海温遥相关波列

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辽宁省气象网络计算应用系统的设计与实现

气象 2009年第12期35卷 133-138页

作者：赵威李明皓唐远明王彬辽宁省气象信息与技术保障中心沈阳110016 国家气象信息中心计算机室

针对辽宁省气象部门计算资源整合、共享和管理的需求,提出了一个省级气象网络计算应用系统的设计方案。利用网格计算技术,建立一个辽宁省级高性能计算资源整合与管理平台,希望实现省级气象系统内资源充分共享,从而提高现有资源的利用率... 详细信息

针对辽宁省气象部门计算资源整合、共享和管理的需求,提出了一个省级气象网络计算应用系统的设计方案。利用网格计算技术,建立一个辽宁省级高性能计算资源整合与管理平台,希望实现省级气象系统内资源充分共享,从而提高现有资源的利用率和地方预报业务的深入开展。设计方案分为用户接口、网格管理、高性能计算机本地管理等层次。对于异构计算资源的整合需要,提出了全局一致的集中式用户管理、元调度作业管理器方案,并根据业务需求,进行了系统实现。该系统为辽宁省天气数值预报业务提供了及时、有效的支持保障作用。

关键词：气象计算网格高性能计算资源管理计算资源统一接口

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基于脑功能网络的虚拟现实晕动症检测

南京信息工程大学学报 2025年

作者：杨文清化成城殷利平陶建龙陈玥池戴志安刘佳南京信息工程大学自动化学院南京信息工程大学江苏省智能气象探测机器人工程研究中心南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心

基于对不同眩晕状态下的脑电信号（EEG）解码提出有效的检测方案，有助于研究虚拟现实晕动症的缓解方法。本文采用多元变分模态分解将EEG划分为5个频段，并根据晕动症量表结果将数据划分为不同眩晕状态组，利用PLV（锁相值）方法计算EE... 详细信息

基于对不同眩晕状态下的脑电信号（EEG）解码提出有效的检测方案，有助于研究虚拟现实晕动症的缓解方法。本文采用多元变分模态分解将EEG划分为5个频段，并根据晕动症量表结果将数据划分为不同眩晕状态组，利用PLV（锁相值）方法计算EEG频段内和频段间的功能连接以构建超邻接矩阵，并基于SVM（支持向量机）和CNN（卷积神经网络）等模型进行分类识别。研究结果显示，聚类系数、局部效率和加权节点度三种具有显著性差异的拓扑特征融合后，在眩晕vs.非眩晕，高眩晕vs.低眩晕两个任务中的最高平均分类准确率分别为91.70%和96.00%。此外，本文还将超邻接矩阵直接输入CNN模型，在两个任务中得到的平均分类准确率分别达到93.40%和98.50%。结果表明本研究所提方法可用于虚拟现实晕动症的检测，并为进一步研究晕动症对各脑区功能耦合的影响提供了参考。

关键词：虚拟现实晕动症脑电信号(EEG) 多元变分模态分解脑功能连接网络拓扑特征

基于AquaCrop模型的滇西地区玉米最佳种植密度

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云南农业大学学报(自然科学) 2025年

作者：贾晗思石应玲字雪明廖明山杨柯保山市隆阳区气象局保山市隆阳区农业技术推广中心昆明市官渡区气象局/云南省昆明农业气象试验站

【目的】研究AquaCrop模型在滇西地区的适应性及不同降雨年型下的玉米最佳种植密度。【方法】利用研究区多年玉米种植密度试验数据，优化并验证AquaCrop模型参数，评估模型的精度和区域适应性；采用皮尔逊Ⅲ型频率曲线筛选出1980—2021... 详细信息

【目的】研究AquaCrop模型在滇西地区的适应性及不同降雨年型下的玉米最佳种植密度。【方法】利用研究区多年玉米种植密度试验数据，优化并验证AquaCrop模型参数，评估模型的精度和区域适应性；采用皮尔逊Ⅲ型频率曲线筛选出1980—2021年降雨量丰水年、平水年和枯水年，使用模型研究不同年型下6种种植密度的玉米产量。【结果】AquaCrop模型能够准确模拟滇西地区丰水年、平水年和枯水年不同种植密度下的玉米产量。丰水年、平水年和枯水年的最佳种植密度分别为7.885×10～4、7.843×10～4和7.774×10～4株/hm2，相比传统种植模式增产38.14%～41.75%。【结论】在滇西地区，玉米的最佳种植密度为7.8×10～4株/hm2。该结论对提高玉米产量、保障粮食安全和提升土地利用效率具有重要意义。

关键词：玉米种植密度 AquaCrop模型产量模拟

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CLDAS气温数据在中国区域的适用性评估

大气科学学报 2021年第4期44卷 540-548页

作者：刘莹师春香王海军韩帅湖北省气象信息与技术保障中心湖北武汉430074 国家气象信息中心北京100081

以中国48708个地面气象自动站逐小时气温数据为基础,采用平均偏差(Bias)、相关系数、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)等评估指标,对比分析2017年10月、2018年1月、4月、7月CLDAS-V2.0气温(分辨率为0.0625°),探讨中国8个分区春、... 详细信息

以中国48708个地面气象自动站逐小时气温数据为基础,采用平均偏差(Bias)、相关系数、均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)等评估指标,对比分析2017年10月、2018年1月、4月、7月CLDAS-V2.0气温(分辨率为0.0625°),探讨中国8个分区春、夏、秋、冬4个季节CLDAS与站点气温的相关性及偏差分布特征。结果表明:1)CLDAS气温较好地反映了中国气温的年际变化,非独立性检验、独立性检验与站点气温的平均相关系数分别为0.995、0.991,东北地区相关性最高,西南地区相关性最低。2)CLDAS与站点气温的Bias为-0.011℃,非独立性检验的RMSE、MAE分别为1.275、1.645℃,独立性检验的RMSE、MAE分别为0.867、1.089℃,总体上CLDAS气温误差小,可信度较高。3)春、秋季的偏差小于夏、冬季;东北、华北、江淮、华南地区的偏差小于西北、西南地区;84.6%站的冷偏差或暖偏差在1℃内,冷暖偏差空间分布均匀。4)CLDAS的最高气温存在冷偏差,最低气温存在暖偏差,夏季最高气温的最大误差为-0.59℃。5)CLDAS平均偏差的日变化为-0.23~0.07℃,白天呈冷偏差,夜间呈暖偏差,夏季平均偏差的日变化较显著,偏差的日较差为0.26℃;全国8个分区夏季平均偏差日变化最大为1.06℃,秋、冬、春季变幅相似,西南地区平均偏差日变化最大而江淮地区最小。

关键词： CLDAS 气温相关系数偏差日变化

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湖北空气负氧离子浓度等级划分及适应性研究

环境科学与技术 2017年第5期40卷 194-199页

作者：金琪严婧湖北省气象信息与技术保障中心湖北武汉430074

采用湖北省17个观测环境一致的国家气象观测站布设的FLZ1自动负氧离子观测设备,通过对比国内外负氧离子浓度等级划分方法,结合湖北省空气负氧离子浓度时空分布特征,利用概率拟合方法对湖北省空气负氧离子浓度进行等级划分并开展其适应... 详细信息

采用湖北省17个观测环境一致的国家气象观测站布设的FLZ1自动负氧离子观测设备,通过对比国内外负氧离子浓度等级划分方法,结合湖北省空气负氧离子浓度时空分布特征,利用概率拟合方法对湖北省空气负氧离子浓度进行等级划分并开展其适应性分析,为空气负氧离子浓度监测、评估和服务提供参考。结果表明:当湖北省空气负氧离子浓度参考界限值分别为100、300、500、1 200个/cm^3,即Ⅴ级~Ⅰ级5级划分对湖北及全国有较好的区分适应能力。验证结果显示全国负氧离子分布特征与湖北较为一致,其浓度等级分布频次基本与湖北负氧离子浓度等级分布相对应,等级划分具有可比性。此外,湖北及全国等级分布特征表明春夏季高等级比例高于秋冬季,植被覆盖较高地区空气负氧离子浓度等级明显高于植被覆盖较低地区。

关键词：负氧离子浓度等级

基于观测数据的风向传感器故障检测方法设计与应用

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气象 2015年第11期41卷 1408-1416页

作者：刘莹王海军李中华湖北省气象信息与技术保障中心武汉430074

当自动气象站观测仪器发生故障或运行性能下降,通常是利用专用设备进行维修和检定,但为安装在十数米或数十米高度的风观测仪器进行日常维护会有较大困难。为提高测风设备的维护能力,提出了基于观测记录的风向传感器故障检测方法。利用全... 详细信息

当自动气象站观测仪器发生故障或运行性能下降,通常是利用专用设备进行维修和检定,但为安装在十数米或数十米高度的风观测仪器进行日常维护会有较大困难。为提高测风设备的维护能力,提出了基于观测记录的风向传感器故障检测方法。利用全国2009—2011年2420站逐小时极大风速的风向和瞬时风速的风向资料,基于风向传感器的格雷码盘的编码原理,设计了风向传感器格雷码失效故障的检测方法,对全国的风资料进行了质量控制,同时通过模拟格雷码失效后风向变化情况,评估了格雷码失效故障所造成的影响。检测分析结果表明：（1）采用逐时极大风速的风向和瞬时风速的风向资料,司检测格雷码失效故障;（2）格雷码第二至七位出现失效故障的台站在全国所占比例为0.4%~0.8%,格雷码第一位出现失效故障的比例为2.6%;（3）格雷码失效对风向观测数据的质量影响较大,特别是失效格雷码为第四至七位时,甚至会造成风向频率的分布完全失真。

关键词：自动站风向质量控制格雷码故障

长江上游流域数值预报产品误差分析与订正系统的设计与实现

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气象科技 2017年第5期45卷 836-842页

作者：金琪曹威王宏记张冰松湖北省气象信息与技术保障中心武汉430074

为满足长江上游流域梯级水利枢纽的运行生产对精细化气象服务的需求,设计研发了长江上游流域数值预报产品误差分析与订正系统。该系统实现了长江上游流域内T639、欧洲、日本等数值模式预报产品及实况的实时收集处理和误差统计对比分析,... 详细信息

为满足长江上游流域梯级水利枢纽的运行生产对精细化气象服务的需求,设计研发了长江上游流域数值预报产品误差分析与订正系统。该系统实现了长江上游流域内T639、欧洲、日本等数值模式预报产品及实况的实时收集处理和误差统计对比分析,提供了降水和数值预报天气形势场的自动客观订正产品,同时通过图形化界面的预报产品主观订正平台,实现了长江上游降水预报产品的制作输出以及各类误差分析数据的统计查询、对比显示,为综合有效的利用多种预报产品开展流域高质量、精细化的预报业务提供了支撑。该系统已在三峡梯调通信中心投入业务运行,运行情况表明该系统运行稳定、操作方便,具有较好的订正效果,在流域强降水天气过程的预报服务中发挥了重要作用。

关键词：长江上游流域数值预报产品误差分析与订正