基于时空智能回归方法的近海硅酸盐估算及时空变化研究
编号:3767
访问权限:仅限参会人
更新:2024-04-14 11:22:36 浏览:831次
口头报告
摘要
人类活动改变了近岸海域硅酸盐的输入状况,导致近海的浮游植物组成结构发生改变,增加了有害藻华风险。因此,有必要以更高的时空分辨率估算近岸海域硅酸盐的时空分布,深入理解近海硅循环的动态变化,为制定有效的海洋生态环境治理提供科学依据。然而,由于溶解硅酸盐(DSi)是非光学活性参数,其遥感反演存在时空非平稳性和复杂非线性特征,难以建立准确的回归关系。为开展高时空分辨率的表层DSi时空变化研究,本研究提出了一种融合基于地理和时间神经网络加权回归(GTNNWR)模型、数据插值经验正交函数(DINEOF)模型和卫星观测资料的时空智能回归方法,在浙江近岸海域获得了9年每日500米分辨率的表层DSi浓度时空全覆盖产品(R2=78.5%)。宏观上,DSi的长时序、大范围分布准确反映了河流、洋流和生物效应影响下的多时空尺度波动变化状况。2010-2018年月均DSi浓度与长江冲淡水流速流向的相关系数达到-0.462**,定量揭示了大河输入对DSi浓度的显著影响。得益于高时空分辨率,本研究发现了在赤潮和台风发生前后的DSi细节变化:在硅藻藻华发生的1-2周内,DSi往往会出现2次下降,这可以为硅藻藻华的实时监测和预警提供重要信号,指导海洋富营养化灾害的应急决策;研究还精确捕捉到了台风登陆近海时引起的DSi陡增现象,且该增量将在3~5日后回归原始水平,该发现为研究台风期间营养盐的短期变化规律提供了进一步证据。因此,本研究基于数据驱动的时空智能回归方法,首次实现了高时空分辨率的近岸海域DSi分布估算,通过时空细节挖掘了DSi在陆源因素和灾害事件下的变化规律,对于促进数据驱动的海岸带生态环境研究具有重要的意义。
关键词
硅酸盐,地理加权回归,高时空分辨率,人工智能
稿件作者
戚劲
浙江大学
杜震洪
浙江大学
吴森森
浙江大学
发表评论