خوارزمية عكس العمق للثلوج على مقياس صغير لمحركات بيانات الاستشعار عن بعد المتعددة ونموذج الإشعاع الميكروويف للثلوج

ZHAO Zisheng ,  

HAO Xiaohua ,  

REN Hongrui ,  

LUO Siqiong ,  

DAI Liyun ,  

SHAO Donghang ,  

FENG Tianwen ,  

ZHAO Qin ,  

JI Wenzheng ,  

LIU Yan ,  

摘要

بيانات عمق الثلوج عالية الدقة زمكنةمهمة جدا لنمذجة المياه والتنبؤ بالكوارث. حاليا، ينبع عمق الثلوج عالي الدقة زمكنة عادة من بيانات الميكروويف السلبية، ونظرا لأن دقة بيانات الميكروويف السلبية تكون منخفضة فإنه لا يمكن أيضا تلبية احتياجات البحوث الهيدرولوجية والكوارث في المنطقة. استنادا إلى بيانات الاستشعار عن بعد من مصادر متعددة مثل الأشعة تحت الحمراء والميكروويف، صاغت هذه الدراسة خوارزمية إمتصاص تقديم العمق FT-Transformer (Feature Tokenizer + Transformer) ونموذج نقل الإشعاع الميكروويف للثلج SMRT (Snow Microwave Radiative Transfer) المرتبط به معا لإجراء عملية عكس عمق الثلوج الديساي11 واستمرت في إستخدام تقنية التعلم العميق لعكس العلاقة غير الخطية المعقدة بين ميزات مثل درجة حرارة البريق الإيجابية TBD لـ AMSR 2 وعدد أيام تغطية الثلوج SCD ونسبة تغطية الثلج SCF والعمق، وربط SMRT باشتقاق الحجم الداخلي لحبيبات الثلج لتحقيق العكس الحقيقي لعمق الثلج على النطاق المطلوب، وقامت بتدريب وتحقق نموذج على بيانات39 من محطات تجربة شمال شينجيانج بجلب عكس 500 متر عمق الثلوج. تظهر نتائج التحقق: إن ظهور SC D الإختباري المستقل قد حسن بنسبة 18٪ وهذا يعمل جيدا لتحسين إمكانية التعميم الفضائية للنموذج؛ ESG قد فاز بشكل كبير في تحسين دقة عكس التعلم للثلوج بنسبة 6.82 سم وذلك بابعاد فوق نموذج لم يتم إضافة ESG. أما التحسين على حد سواء عميق الثلج المقدر؛ يظهر التحليل التسلسلي أن ESG يتناسب مع اتجاه التغير في عمق الثلوج المقاس وفي الوقت نفسه يمكنه تقييد استقرارية عمق الثلوج المرجعية نموذجيا. في النهاية، مقارنة بين AMSR2 المتاح وERA5-Land وSDDsd منتج عمق الثلوج، إن هذه الدراسة محسنة في دقة عمق الثلوج على النطاق المطلوب وبنسبة 6.51 سم وأظهرت توزيع أكثر دقة لعمق الثلج المكاني وهذا يبين تشابه أعماق الثلوج في المنطقة الجبلية الكثيفة. هذه الدراسة يمكن أن تقدم طريقة القيم لبناء نماذج هيدرولوجية وتنبؤ الكوارث.

关键词

الاستشعار عن بعد; عمق الثلوج; خوارزمية عكس العمق; التعلم العميق; SMRT; AMSR 2; أيام تغطية الثلوج

阅读全文