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用于折射率传感的螺旋形塑料光纤

DOI:10.1109/jsen.2020.2968485 期刊:IEEE Sensors Journal 出版年份:2020 更新时间:2025-09-16 10:30:52
摘要: 本文报道了一种利用支持向量机结合卫星遥感及其他类型数据反演大范围近地面气温的新型非线性算法。步骤如下:1)建立首个子模型学习数据集与验证数据集,继而获取第二至第f个子模型的学习数据集与验证数据集,采用无人气象站数据及预定义影响变量;2)反演目标区域气温(Ta);3)基于预测误差通过反距离加权插值法校正生成的Ta影像。该算法创新性在于融合多源遥感数据与无人气象站数据、地形、地表覆盖、数字高程模型及天文历法规则。结果表明该模型具有高精度、可靠性和泛化能力,云量、地表植被及水汽等因素干扰微弱,适用于自然条件下的大范围反演。通过CPU+GPU同构协同并行计算系统实现所需高性能运算,计算速度提升超千倍且具备易扩展的计算能力?;谠げ馕蟛?、均方根误差及绝对误差小于3℃的数据点占比评估,当前算法优于七种主流分裂窗算法及其最优组合算法。本SVM方法克服了经典气温遥感技术的缺陷,属该领域首次应用报道。
作者: Jiang-Lin Qin,Xiu-Hao Yang,He Fu,Xiu-Feng Lei
AI智能分析
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研究概述 实验方案 设备清单

本研究旨在运用支持向量机(SVM)方法,结合现有遥感影像数据、无人气象站数据、地形数据、土地覆盖影像、数字高程模型(DEM)以及天文历法规则,开发一种准确可靠的大范围近地面气温实时反演方法。

本研究开发的温度反演算法具有高精度、高可靠性和强泛化能力。该非线性模型有效克服了云层覆盖、地形起伏和地表植被覆盖在成像结果及误差分析中产生的干扰。所采用的高性能计算系统完全满足算法计算需求,而CPU+GPU异构计算体系更将运算速度提升超过1000倍,且通过扩展GPU数量即可便捷提升算力。案例研究表明,该模型适用于自然条件下大范围近地面气温反演。最终生成的高时空分辨率全天候温度图谱,为各类实际应用提供了坚实基础。

我们模型的一个缺点是支持向量机非线性方法需要大量计算。幸运的是,随着计算技术的进步,这一缺点将得到缓解,尽管使用超级计算机系统(CPU+GPU)来处理温度反演的复杂非线性算法仍较为罕见。

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