[发明专利]高频地波雷达观测径向流缺失值的填补修正方法及系统

权利要求书

1.高频地波雷达观测径向流缺失值的填补修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取研究区域内的高频地波雷达检测的径向海表流历史数据；

根据径向海表流历史数据得到观测数据及径向流场图，建立径向流场的空间二维矩阵；

根据径向流场的空间二维矩阵和观测数据判断高密度点和低密度点；

根据预设规则对高密度点和低密度点进行缺失检测，得到海表径向流缺失点；

所述预设规则为；

当时空相邻的海表径向流缺失点的数量为N(N≥3)时，记位于第r_j条等径弧，第θ_j条径向线上点的坐标为(r_j，θ_j)，定义坐标为(r_j±1,θ_i±1)的点为该点的相邻点，将观测点连接形成的区域判断为缺失区；

当同一观测点在Y时间段内存在连续缺失值的数量为n(n≥2)时，将该观测点判断为海表径向流连续缺失点；

对海表径向流缺失点进行填补，得到填补数据和填补后的径向流场图；

根据海表径向流缺失点进行无人艇的布设并收集观测数据，得到观测数据；

基于CAD在对应雷达观测区域叠加填补后的径向流场图，得到海表流分布图；

根据填补数据和观测数据对海表流分布图进行修订，得到修订后的海表流分布图；

对修订后的海表流分布图进行定量综合评估。

2.根据权利要求1所述高频地波雷达观测径向流缺失值的填补修正方法，其特征在于，所述根据径向流场的空间二维矩阵和观测数据判断高密度点和低密度点具体判断规则如下：

记第i个观测点历史观测时段T₀时间段内应观测次数为M，T₀时间段内所获得的有效观测数据数量为N_i，计K＝100％×(N_i/M)，取K≥85％的点为高密度点其余为低密度点在时间尺度上，当Δt≥0.2T_k，时间尺度为T_k+1＝T_k+Δt时，应重新划分高低密度点。

3.根据权利要求2所述高频地波雷达观测径向流缺失值的填补修正方法，其特征在于，所述对海表径向流缺失点进行填补，得到填补数据和填补后的径向流场图这一步骤，其具体包括：

通过对高密度点时间尺度上的径向流数据拟合，得到平滑曲线；

根据平滑曲线对海表径向流高密度点的缺失值进行填补；

基于预设的级联神经网络对海表径向流低密度点的缺失值进行插值填补；

得到填补数据和填补后的径向流场图。

4.根据权利要求3所述高频地波雷达观测径向流缺失值的填补修正方法，其特征在于，所述预设的级联神经网络包括第一级人工神经网络和第二级长短期记忆模型。

5.根据权利要求4所述高频地波雷达观测径向流缺失值的填补修正方法，其特征在于，所述根据海表径向流缺失点进行无人艇的布设并收集观测数据，得到观测数据这一步骤，其具体包括：

对海表径向流缺失点进行统计并分别在缺失点上布设预设数量的无人艇，通过后台远程实时控制无人艇在高频地波雷达以分辨角为间距的径向分支低密度点上进行长周期往返测巡或定点观测，得到观测数据。

6.根据权利要求5所述高频地波雷达观测径向流缺失值的填补修正方法，其特征在于，所述无人艇上配备有超声波测风传感器、多普勒流速剖面仪、船基激光测波仪和潮位传感器。

7.根据权利要求6所述高频地波雷达观测径向流缺失值的填补修正方法，其特征在于，所述对修订后的海表流分布图进行定量综合评估这一步骤，其具体包括：

根据修订后的海流分布图对应的填补数据和观测数据得到相关系数、负相关系数、均方根误差、平均绝对误差和平均绝对百分比误差这五个统计值；

根据五个统计值进行定量综合评估。

8.高频地波雷达观测径向流缺失值的填补修正系统，其特征在于，包括以下模块：

缺失点获取模块，用于获取研究区域内的高频地波雷达检测的径向海表流历史数据；根据径向海表流历史数据得到观测数据及径向流场图，建立径向流场的空间二维矩阵；根据径向流场的空间二维矩阵和观测数据判断高密度点和低密度点；根据预设规则对高密度点和低密度点进行缺失检测，得到海表径向流场缺失点；所述预设规则为；当时空相邻的海表径向流缺失点的数量为N(N≥3)时，记位于第r_j条等径弧，第θ_j条径向线上点的坐标为(r_j，θ_j)，定义坐标为(r_j±1,θ_i±1)的点为该点的相邻点，将观测点连接形成的区域判断为缺失区；当同一观测点在Y时间段内存在连续缺失值的数量为n(n≥2)时，将该观测点判断为海表径向流连续缺失点；

填补模块，用于对海表径向流缺失点进行填补，得到填补数据和填补后的径向流场图；

无人艇观测模块，用于根据海表径向流缺失点进行无人艇的布设并收集观测数据，得到观测数据；

可视化处理模块，用于基于CAD在对应雷达观测区域叠加填补后的径向流场图，得到海表流分布图；

修订模块，用于根据填补数据和观测数据对海表流分布图进行修订，得到修订后的海表流分布图；

评估模块，用于对修订后的海表流分布图进行定量综合评估。