来源:期刊VIP网 时间:
作者:陆雅各;李志鑫;杨展;王晶;
单位:中国海洋大学信息科学与工程学部物理与光电工程学院;
摘要:内孤立波(internal solitary waves, ISWs)的传播速度是表征其能量大小的基本参数之一,而利用光学遥感影像反演ISWs传播速度更是关键技术。利用光学仿真实验和光学遥感观测的方法建立了两个ISW数据集,包括1 581个实验室物理仿真(laboratory physics simulation, LPS)数据样本和568个遥感数据样本。为了有效地利用LPS数据,本文开发了一个迁移学习模型来反演安达曼海ISWs传播速度,模型基本结构为残差神经网络(residual neural network, Res-net)。迁移过程如下:首先使用LPS数据训练模型,然后利用遥感数据对预训练模型进行微调,直至模型拟合。速度反演模型表现出良好的准确性,在测试集上的均方根误差(RMSE)(平均相对误差(MRE))为0.19 m/s(7.7%),在浅水和深水两种模式下的RMSE(MRE)分别为0.18 m/s(8.1%)和0.20 m/s(7.2%),可以很好地适应深水和浅水,具有普适性。将此模型应用于安达曼海域的单景遥感图像,根据601个ISWs样本的反演结果,模型预测的ISWs传播速度和水深的关系具有较强的相关性,并且随阴历日呈现双峰分布,在大潮期达到峰值。
关键词:内孤立波;;传播速度反演;;光学遥感图像;;物理仿真实验;;迁移学习
基金资助:国家自然科学基金项目(61871353)资助~~