一种基于候选稳定性检验的近岸海表流场重构方法与流程
本发明涉及海洋遥感图像处理,具体涉及一种由两时相近岸遥感影像生成多个表观位移候选,利用潮流数值模型作为带不确定度的候选选择先验,并依据候选对先验强度变化的敏感性决定发布状态和跨周期偏差反馈资格的近岸海表流场重构方法。
背景技术:
1、近岸海表流场的常规观测方式包括高频地波雷达、漂流浮标、声学多普勒流速剖面仪、卫星高度计以及基于时序光学、热红外或合成孔径雷达影像的流场反演。工程应用中,固定站点和走航设备受布设范围与维护条件限制,卫星高度计在岸线附近易受陆海混合回波及改正误差影响;时序遥感影像虽然能够利用悬浮泥沙、水色、海表温度或后向散射纹理的位移估计区间平均表观平流速度,但云、陆地、船迹、强反射、无效反演像元、示踪物形变和去相关会使图像匹配响应面出现多峰、宽峰或伪峰。由此容易产生候选位移不唯一、局部错误流速矢量和流场空缺,且潮流数值模型的空间分辨率、垂向代表性及岸线表达与遥感影像不同,模型流速与图像匹配流速之间可能存在系统偏差。
2、例如,cui等在remote sensing 2022年第14卷第4625号论文《a novel multi-candidate multi-correlation coefficient algorithm for goci-derived sea-surface current vector with osu tidal model》(doi:10.3390/rs14184625)中,将多相关系数中的三个最大候选作为潜在流速矢量,并利用osu潮汐模型估计的潮汐椭圆和潮流旋转方向识别、替换伪矢量。该方案可减少仅取最大相关系数造成的错配,但潮流模型仍直接参与候选矢量判断;当图像匹配形成多个相近候选,或模型所表示的潮流与图像示踪物反映的表层表观平流不一致时,候选选择结果可能受模型参照影响。该论文所公开的技术路线未涉及量化选中候选对潮流模型的依赖程度,也未涉及在利用选中候选的残差递推校正后续处理周期模型偏差时,对候选选择与残差反馈之间误差相关性的控制。因此,其结果若被直接用作跨周期模型校正数据,仍缺少判断该候选是否具有独立图像支持的技术依据。
3、在进一步设置残差反馈的工程系统中,当前输出既是图像匹配证据与潮流模型共同作用的候选选择结果,又可能被用来形成模型校正残差。若某一候选只有在较强潮流模型约束下才被选中,直接以该候选与模型流速之差更新后续周期的模型偏差,会使模型信息通过候选选择再次进入模型更新,破坏观测误差与先验误差相互独立的假设,并可能造成错误候选持续保留、模型偏差估计漂移或同一误差被重复校正。常规相关系数阈值、源间一致性检验、接受或拒绝状态以及延迟到下一周期更新,只能评价输出质量或限定更新时间,不能判定候选是否在减弱潮流模型作用后仍由图像匹配证据支持。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的不足,本发明所要解决的技术问题是提供一种基于候选稳定性检验的近岸海表流场重构方法,能够在图像匹配候选和潮流模型共同参与候选选择、且需要利用重构结果递推校正后续周期模型偏差的情况下,识别主要由潮流模型约束所决定的候选,阻止缺少独立图像支持的候选残差进入模型反馈,同时保留由图像匹配证据支持的非潮汐局地流动信息,并避免同一误差在一个或相邻处理周期内被重复校正。
2、为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:本发明提供一种基于候选稳定性检验的近岸海表流场重构方法,包括以下步骤:
3、s1:获取两时相遥感影像和潮流模型数据,统一时空基准并建立位移—海表速度映射;s2:仅由影像生成各输出位置候选集合及图像能量,依映射形成候选速度;s3:由潮流模型数据形成基准潮流先验,结合当前只读偏差状态形成校正潮流先验;s4:以图像能量和候选速度相对校正潮流先验的先验能量为选择依据,选定并冻结当前候选和选择依据;s5:保持步骤s4冻结状态且不读取本周期偏差更新,形成与先验能量分离的图像来源评价量,据此形成当前候选的图像来源支持结果;s6:当前候选的候选速度为输出速度,图像来源支持结果仅确定输出速度的残差反馈资格;s7:将取得残差反馈资格的输出速度相对基准潮流先验的残差按潮流模型网格汇聚,形成汇聚残差;s8:根据汇聚残差形成与当前只读偏差状态隔离的下一周期偏差状态,供下一周期形成校正潮流先验;输出速度形成海表流场。
4、优选的方案中,步骤s5采用固定目标峰域的四种来源组合边际贡献反馈门控,并包括:
5、候选集合中的各候选设置有峰域标识,将当前候选的峰域标识所对应的峰域确定为目标峰域;在执行步骤s501至步骤s506期间,保持步骤s4冻结的候选集合、目标峰域、候选集合中各候选的候选速度、图像能量和潮流先验能量不变,不重新选择当前候选,不修改当前候选的候选速度,且不读取本周期偏差更新;
6、s501:将图像能量和潮流先验能量分别作为图像来源和潮流来源,读取与候选集合对应的候选版本、与候选集合中的峰域标识对应的峰域版本以及用于本次反馈门控的参数版本;在候选集合、目标峰域、候选集合中各候选的候选速度、峰域标识、候选版本及峰域版本保持冻结的条件下,针对候选集合中的每一候选,分别构造空来源组合、仅包含图像能量的图像来源组合、仅包含潮流先验能量的潮流来源组合以及同时包含图像能量和潮流先验能量的双来源组合的组合候选代价;
7、s502:针对每一来源组合和每一峰域,将具有对应峰域标识的各候选的组合候选代价中的最小值确定为对应峰域的峰域组合代价;对各峰域组合代价相对于对应来源组合中的最小峰域组合代价的差值,根据参数版本中记载的正温度参数进行缩放后取负指数并归一化,形成峰域组合权重;将目标峰域的峰域组合权重除以目标峰域的峰域组合权重与非目标峰域中的最大峰域组合权重之和,并以参数版本中记载的正稳定常数作为分母下限,形成来源组合价值,其中,各来源组合始终评价同一目标峰域;
8、s503:将图像来源组合的来源组合价值相对于空来源组合的来源组合价值的增量与双来源组合的来源组合价值相对于潮流来源组合的来源组合价值的增量的平均值确定为图像来源边际贡献;将潮流来源组合的来源组合价值相对于空来源组合的来源组合价值的增量与双来源组合的来源组合价值相对于图像来源组合的来源组合价值的增量的平均值确定为潮流来源边际贡献;分别将图像来源边际贡献与0的较大值和潮流来源边际贡献与0的较大值确定为对应的正向部分,将两个正向部分之和确定为正向部分总量,并将潮流来源边际贡献的正向部分除以正向部分总量与正稳定常数之和,确定为潮流来源正向贡献比例;
9、s505:检测以下情形:候选集合包含的峰域少于两个;正向部分总量不大于参数版本中记载的数值稳定下限;除空来源组合外的任一非空来源组合的最小峰域组合代价由至少两个峰域并列取得,致使不能唯一确定目标峰域获得支持;或者步骤s505读取的候选版本、峰域版本或参数版本与步骤s501读取的对应版本不一致;根据检测结果形成门控结果码;当存在任一情形时,门控结果码为拒绝码,且不授予残差反馈资格;当不存在情形时,门控结果码为通过码;
10、s506:当图像来源组合和双来源组合各自的峰域组合代价最小的峰域均唯一且与目标峰域一致、图像来源边际贡献为正、潮流来源正向贡献比例不大于0.5且门控结果码为通过码时,向当前候选授予残差反馈资格;输出来源组合价值、图像来源边际贡献、潮流来源边际贡献、潮流来源正向贡献比例、残差反馈资格、门控结果码、候选版本、峰域版本及参数版本,其中,将潮流来源正向贡献比例作为供步骤s7使用的潮流来源依赖度。
11、优选的方案中,步骤s503与步骤s505之间还包括:
12、s5041:将双来源组合的来源组合价值相对于图像来源组合的来源组合价值的增量确定为潮流来源加入图像来源后的条件边际贡献,将双来源组合的来源组合价值相对于潮流来源组合的来源组合价值的增量确定为图像来源加入潮流来源后的条件边际贡献;
13、s5042:将双来源组合的来源组合价值相对于空来源组合的来源组合价值的增量的正向部分确定为条件基础分母,并将正稳定常数与条件基础分母中的较大者确定为稳定化分母;计算潮流来源加入图像来源后的条件边际贡献的正向部分与稳定化分母之比,并将所得比值限制在0至1的区间内,形成条件潮流依赖量;将潮流来源正向贡献比例与条件潮流依赖量中的较大值确定为保守潮流依赖度;仅在图像来源加入潮流来源后的条件边际贡献为正且保守潮流依赖度不大于0.5时,才允许步骤s506授予残差反馈资格,并将步骤s7使用的潮流来源依赖度确定为保守潮流依赖度;
14、其中,将双来源组合的来源组合价值减去图像来源组合和潮流来源组合的来源组合价值后,再加上空来源组合的来源组合价值所得的交互量仅作为诊断信息,不单独用于授予或取消残差反馈资格;当用于计算潮流来源正向贡献比例的正向部分总量,或者用于计算条件潮流依赖量的条件基础分母,不大于正稳定常数时,不允许步骤s506授予残差反馈资格。
15、优选的方案中,候选集合中的各候选与由对应峰域标识确定的候选峰域一一对应,将当前候选对应的候选峰域确定为目标峰域;将步骤s3形成的当前只读偏差状态记为;读取与冻结的候选集合绑定、用于标识候选集合生成规则的候选版本;步骤s5采用独立参考流速标定的图像峰域秩支持集合反馈门控,并包括:
16、在执行步骤s511、步骤s516和步骤s517的在线处理期间,保持步骤s4冻结的候选集合、目标峰域、候选集合中各候选的候选速度、图像能量和潮流先验能量不变,不重新选择当前候选,不修改当前候选的候选速度,且不读取本周期偏差更新;
17、s511:在冻结的候选集合上,将图像能量最小的候选峰域确定为图像来源最优峰域,将图像能量与潮流先验能量之和最小的候选峰域确定为双来源最优峰域;当两个最优峰域不一致或者任一最优峰域存在并列时,不授予残差反馈资格;
18、s512:获取根据与步骤s2相同的候选生成规则形成、分别带有峰域标识、候选速度、图像能量和图像侧协方差的历史图像候选,以及由多站高频雷达二维流速、漂流浮标流速或近表层声学多普勒流速剖面仪流速中的至少一种形成的独立参考流速及其参考协方差;独立参考流速不由潮流模型数据、当前候选、当前只读偏差状态或当前周期内形成的偏差状态更新结果生成;针对各历史图像候选,将图像侧协方差与参考协方差之和确定为对应历史图像候选的候选速度与独立参考流速之差的协方差,根据速度差及其协方差形成无量纲平方马氏距离,并以无量纲平方马氏距离不大于预设相容阈值作为预设相容条件;仅在恰有一个候选峰域满足预设相容条件时,将对应候选峰域确定为正确峰域标签;
19、s513:针对与同一独立参考流速对应的一组历史图像候选,根据图像能量由小到大对相应候选峰域排序,将各候选峰域在排序中的位置确定为排序秩,并将正确峰域标签对应的排序秩确定为正确峰域秩,形成带有正确峰域秩的标定样本;
20、s514:针对每一标定样本,在标定样本的历史图像候选之间,对各历史图像候选的图像能量的负指数进行归一化,形成图像来源峰域权重,并将图像来源峰域权重中的最大值确定为最大图像来源权重;将排序秩为1的候选峰域的排序分数设置为最大图像来源权重,并将排序秩大于1的候选峰域的排序分数设置为最大图像来源权重与秩惩罚项之和,秩惩罚项为与秩惩罚参数的乘积;根据各标定样本的正确峰域秩选择秩惩罚参数;
21、s515:根据采用选定的秩惩罚参数形成的各标定样本中正确峰域秩的排序分数确定校准阈值,并形成绑定秩惩罚参数和校准阈值的校准版本;
22、s516:在线根据步骤s513排序规则对冻结候选的候选峰域进行图像来源排序,并根据步骤s514排序分数形成规则生成各候选峰域的排序分数,将排序分数不大于校准阈值的候选峰域组成图像峰域秩支持集合;仅当步骤s511确定的两个最优峰域一致且均唯一,并且图像峰域秩支持集合为只包含目标峰域的单元素集合时,向当前候选授予残差反馈资格;
23、s517:输出图像峰域秩支持集合、图像峰域秩支持集合的集合大小、秩惩罚参数、校准阈值、残差反馈资格、与残差反馈资格对应的原因码、候选版本及校准版本,供步骤s6读取残差反馈资格,并供步骤s7在汇聚残差前校验生成残差反馈资格时使用的候选版本和校准版本,与步骤s7接收的候选版本和校准版本是否一致;
24、其中,步骤s512至步骤s515在步骤s5的在线处理之前执行,步骤s511、步骤s516和步骤s517在步骤s5的在线处理中执行。
25、优选的方案中,在步骤s513中,将使用同一影像对或者位于同一预设参考时间窗内的标定样本合并为同一影像周期组,以影像周期组为不可拆分单元,将标定样本划分为相互分离的验证影像周期组集合和校准影像周期组集合,并根据海区、季节、影像传感器、质量控制处理链以及表征历史图像候选生成规则的候选版本形成校准域,禁止将同一影像周期组中的不同输出位置分别划入验证影像周期组集合和校准影像周期组集合;
26、在步骤s514中,对于预设秩惩罚参数集合中的每一个秩惩罚参数,分别计算各验证影像周期组内正确峰域秩的排序分数的最大值;令为验证影像周期组数量,令为满足的预设校准参数,并令;以表示验证顺序统计量位置;
27、在时,将各最大值按从小到大排列后的第个值确定为对应的验证阈值,利用验证阈值形成各验证样本的图像峰域秩支持集合,并根据各验证影像周期组等权的平均集合大小选择秩惩罚参数;
28、在时,将对应参数验证结果标记为无效;当多个秩惩罚参数对应相同的最小平均集合大小时,选择数值较小的秩惩罚参数;
29、在步骤s515中,采用选定的秩惩罚参数分别确定各校准影像周期组内正确峰域秩的排序分数的最大值;令为校准影像周期组数量,并令;以表示校准顺序统计量位置;
30、在时,将各最大值按从小到大排列后的第个值确定为校准阈值,将校准参数、候选数上限、校准域、标定数据版本、候选版本及校准算法版本共同写入校准版本,并仅在影像周期边界切换校准版本;
31、在时,将校准版本标记为无效;
32、在步骤s516中,仅在当前冻结候选数不少于2且不大于候选数上限,并且当前数据所属的校准域、形成当前冻结候选时使用的候选版本及在线生成图像峰域秩支持集合时使用的校准算法版本均与校准版本中的对应内容一致时,生成图像峰域秩支持集合;
33、当、、当前冻结候选数小于2或大于候选数上限、图像峰域秩支持集合为空集或包含多个峰域、图像峰域秩支持集合为单元素集合但不包含目标峰域,或者存在校准域或版本不匹配时,不授予残差反馈资格;在步骤s517中,输出相应原因码、候选版本及校准版本。
34、优选的方案中,将步骤s3形成的校正潮流先验和当前只读偏差状态分别记为和;步骤s2包括:
35、s201:获取覆盖同一近岸海域且经统一时空基准处理的两时相遥感影像各自的有效像元掩膜,并基于两时相遥感影像及有效像元掩膜,在各输出位置形成二维图像响应面;
36、s202:对二维图像响应面执行非极大值抑制和峰域划分,对每一峰域内的响应峰进行亚像素拟合,形成一个亚像素代表位移及其位移协方差,利用映射将亚像素代表位移和位移协方差分别转换为对应的候选速度和候选协方差,候选速度具有统一地理坐标系下的东、北分量,并为候选速度赋予峰域标识;
37、s203:根据各峰域对应的有效像元数是否达到预设有效像元数下限、二维图像响应面的计算可行性、纹理信息、正向与反向匹配的闭合量以及候选协方差的特征值是否位于预设范围,形成图像硬有效性门,并剔除未通过图像硬有效性门的峰域;
38、s204:仅根据通过图像硬有效性门的峰域在二维图像响应面中的图像响应,形成各峰域的图像能量;
39、s205:读取记载预设能量差和最大峰域数的参数版本,以通过图像硬有效性门的峰域中的最小图像能量为基准,保留图像能量与最小图像能量之差不大于预设能量差的峰域,根据图像能量对所保留的峰域排序,并将保留数量限制在最大峰域数以内,以形成候选集合;
40、其中,步骤s201至步骤s205不读取校正潮流先验、潮流先验能量或当前只读偏差状态;未保留峰域时停止对应输出位置的处理;仅保留一个峰域时,或者根据最大峰域数进行截断时最后一个保留峰域与第一个未保留峰域的图像能量并列时,不授予对应输出位置的残差反馈资格。
41、优选的方案中,步骤s203、步骤s204和步骤s7还包括:
42、以表示通过图像硬有效性门的峰域索引,以表示对通过图像硬有效性门的峰域进行归一化求和时的遍历索引,将第个峰域的图像硬有效性门的通过结果确定为图像硬有效性量;对第个峰域的图像能量相对于通过图像硬有效性门的峰域中的最小图像能量的差值取负指数,并在通过图像硬有效性门的峰域集合内归一化,形成第个峰域的相对图像支持度:
43、根据第个峰域的有效像元数、步骤s203预设有效像元数下限以及大于预设有效像元数下限的有效像元数饱和阈值,形成限制在0至1区间内的有效重叠质量:
44、将步骤s203正向与反向匹配的闭合量确定为闭合创新,获取闭合创新的协方差,并形成无量纲平方马氏距离:
45、将图像硬有效性量、相对图像支持度、有效重叠质量以及无量纲平方马氏距离的负二分之一指数项的乘积,确定为第个峰域的图像可靠度:
46、在步骤s7中,针对取得残差反馈资格的输出速度形成残差汇聚权重,并将对应输出速度所属峰域的图像可靠度作为残差汇聚权重的图像侧构成量;图像可靠度仅由图像证据形成,不读取校正潮流先验、潮流先验能量或当前只读偏差状态,且不用于重新选择候选或修改当前候选的候选速度。
47、优选的方案中,将两时相遥感影像覆盖的海域确定为近岸海域;当两时相遥感影像来源于不同传感器时,步骤s1包括:
48、s111:根据两时相遥感影像各自的产品变量、单位和处理链,判断两者是否表征同一可追踪物理量;在两者表征不同物理量时,判断不同物理量之间是否存在针对近岸海域和两时相遥感影像的成像时间间隔预先确定的稳定映射关系;在两者表征同一可追踪物理量,或者两者虽表征不同物理量但存在稳定映射关系时,将物理量可比性判定结果确定为通过,否则将物理量可比性判定结果确定为不通过并停止处理;
49、s112:对物理量可比性判定结果为通过的两时相遥感影像统一投影、有效空间分辨率和输出网格,并在两时相遥感影像表征不同物理量时应用稳定映射关系,将两者转换至相同物理量基准;对转换后的两时相遥感影像执行辐射一致化,并根据重采样误差、配准误差和映射误差形成图像侧误差项;利用图像侧误差项形成候选速度的图像侧协方差,并使图像侧协方差参与步骤s4中的潮流先验能量的计算;
50、s113:分别核验转换后的两时相遥感影像的几何可比性、辐射可比性和纹理可比性,形成几何可比性判定结果、辐射可比性判定结果和纹理可比性指标;仅在物理量可比性判定结果、几何可比性判定结果和辐射可比性判定结果均为通过,且纹理可比性指标满足预设条件时,使跨传感器可比性硬门通过;
51、s114:仅在跨传感器可比性硬门通过时,将转换后的两时相遥感影像、图像侧误差项、两时相遥感影像各自的成像时刻以及标识步骤s111至步骤s113处理过程的处理版本作为步骤s2的输入;跨传感器可比性硬门未通过时停止步骤s2,且不得由潮流先验生成或补充候选。
52、优选的方案中,将步骤s3中由潮流模型数据形成且未叠加历史偏差的基准潮流先验记为,将步骤s3形成的当前只读偏差状态记为,并以表示取得残差反馈资格的输出位置索引;步骤s6至步骤s8包括:
53、在步骤s6中,将当前候选的候选速度作为输出速度,并将输出速度和残差反馈资格分别写入输出结果,不根据残差反馈资格重新选择候选或修改输出速度;未取得残差反馈资格的输出速度不提交至步骤s7,仅将取得残差反馈资格的输出速度提交至步骤s7;未取得残差反馈资格的输出速度不用于形成残差、网格级汇聚残差或下一周期偏差状态;
54、在步骤s7中,确定与步骤s4冻结的候选集合绑定的候选版本,并获取由步骤s5输出且与残差反馈资格绑定的反馈门控版本;反馈门控版本在采用固定目标峰域的四种来源组合边际贡献反馈门控时,包括标识候选峰域划分的峰域版本和标识门控参数的参数版本,在采用独立参考流速标定的图像峰域秩支持集合反馈门控时,包括标识校准参数及校准数据配置的校准版本;将候选版本和反馈门控版本组成门控版本集合;
55、形成当前处理周期的周期标识,读取包含步骤s3当前只读偏差状态的当前状态以及与当前状态绑定的状态版本,根据周期标识、门控版本集合和状态版本执行一致性校验,并针对每一周期标识和每一潮流模型网格单元形成唯一反馈令牌;一致性校验未通过或者反馈令牌已经提交时,拒绝对应反馈;
56、形成输出速度相对于对应潮流模型网格单元的基准潮流先验的残差;对步骤s2生成候选集合时使用的图像证据进行冻结,仅由所冻结的图像证据形成图像硬有效性结果、图像能量的相对指数归一化结果、有效重叠质量和正向与反向匹配闭合一致性,并形成图像可靠度:
57、在采用固定目标峰域的四种来源组合边际贡献反馈门控时,将图像可靠度与一减去步骤s5输出的潮流来源依赖度所得差值的乘积确定为残差汇聚权重:
58、在采用独立参考流速标定的图像峰域秩支持集合反馈门控时,将图像可靠度确定为残差汇聚权重,即;
59、形成残差汇聚权重时不再使用由潮流模型不确定度形成的潮流可靠度;根据潮流模型网格对残差及残差汇聚权重进行分组,对同一潮流模型网格单元内的残差执行二维huber m估计,形成网格级汇聚残差及其汇聚协方差,并将网格级汇聚残差、汇聚协方差和反馈令牌提交至步骤s8;
60、在步骤s8中,根据当前状态、网格级汇聚残差及汇聚协方差形成下一周期偏差状态的完整工作副本,根据状态版本执行比较并交换校验,并利用反馈令牌将由网格级汇聚残差和汇聚协方差确定的、对应潮流模型网格单元的状态更新向完整工作副本提交一次;重复提交、版本校验失败或部分提交失败时,拒绝对应提交或者废弃未完成的完整工作副本;当前周期的候选计算不读取下一周期偏差状态,并在当前周期结束后将完整的下一周期偏差状态切换为下一周期使用的当前状态。
61、优选的方案中,本发明还提供一种用于实施权利要求1方法的基于候选稳定性检验的近岸海表流场重构系统,其特征在于,包括相互通信的:
62、时空基准处理模块,用于获取同一近岸海域的两时相遥感影像及对应潮流模型数据,统一时空基准,并建立图像位移到东、北海表速度的映射;
63、图像候选模块,连接时空基准处理模块,用于针对多个输出位置,仅由两时相遥感影像形成的图像证据生成含峰域标识、图像位移和图像能量的候选集合,利用映射将图像位移转换为候选速度,其中,由潮流模型数据形成的潮流先验不参与候选集合的生成或删减;
64、潮流先验模块,连接时空基准处理模块,用于由潮流模型数据形成未叠加历史偏差的基准潮流先验,读取当前只读偏差状态,并形成校正潮流先验;
65、候选确定与冻结模块,连接图像候选模块和潮流先验模块,用于形成候选速度相对于校正潮流先验的潮流先验能量,根据图像能量和潮流先验能量选择当前候选,将当前候选对应的峰域确定为目标峰域,并冻结候选集合、目标峰域、当前候选的候选速度、候选集合中除当前候选外的各候选的候选速度、图像能量和潮流先验能量;
66、图像来源支持模块,连接候选确定与冻结模块,用于在不改变由候选确定与冻结模块冻结的候选集合、目标峰域、当前候选的候选速度、候选集合中除当前候选外的各候选的候选速度、图像能量和潮流先验能量,不重新选择候选、不修改当前候选的候选速度且不读取当前周期内形成的偏差状态更新结果的条件下,基于候选集合、图像能量和对应的图像证据形成至少一个与潮流先验能量分离的图像来源评价量,检查目标峰域的图像来源支持,并仅以检查结果确定当前候选的候选速度对应的残差反馈资格;
67、结果输出模块,连接候选确定与冻结模块和图像来源支持模块,用于以当前候选的候选速度输出各输出位置的速度,将所输出的速度作为输出速度,并由各输出位置的输出速度形成近岸海表流场,且不依据残差反馈资格修改输出速度;
68、网格残差汇聚模块,连接图像来源支持模块、结果输出模块和潮流先验模块,用于仅对取得残差反馈资格的输出速度形成输出速度相对于基准潮流先验的残差,并按潮流模型数据的模型网格汇聚残差;
69、跨周期状态管理模块,连接网格残差汇聚模块和潮流先验模块,用于根据汇聚后的残差形成与当前只读偏差状态隔离的下一周期偏差状态,在当前周期不向潮流先验模块提供下一周期偏差状态,并在周期切换后将下一周期偏差状态作为下一周期的当前只读偏差状态提供给潮流先验模块。
70、本发明提供了一种基于候选稳定性检验的近岸海表流场重构方法,通过上述结构之间的配合,与现有方法相比,具有以下有益效果:
71、一是,冻结当前候选、候选集合、目标峰域及双来源能量后执行图像来源支持检验,使反馈资格的判定始终针对同一候选,有利于识别潮流先验占主导或图像来源贡献不足的候选,减少相应候选残差写入后续偏差状态所造成的错误传播;
72、二是,图像来源支持检验只控制残差反馈资格,不重新生成、删除或选择候选,也不修改当前输出速度,使质量检查不构成第二次候选选择,有利于保留图像证据支持的非潮汐局地流动;
73、三是,将发布状态与反馈资格分别判定,使图像主导结果或模型辅助结果能够携带来源标识输出而不参与潮流偏差状态更新,有利于兼顾海表流场结果的工程可用性和状态更新的审慎性;
74、四是,以未校正的基准潮流先验作为残差基准,并根据图像可靠度和潮流来源依赖程度确定残差汇聚权重,有利于减少历史偏差及潮流可靠度在反馈过程中的重复作用,降低重复补偿和模型自我强化的风险;
75、五是,对同一潮流模型网格内具有反馈资格的残差进行二维huber鲁棒汇聚,并分别设置偏差均值和历史创新协方差的更新时间尺度,有利于降低单点异常和少量异常周期对后续状态的影响,维持反馈状态的平稳变化;
76、六是,将当前周期状态与下一周期工作副本分离,使本周期形成的偏差状态和历史创新协方差仅在周期切换后生效,有利于减少同一残差在当前候选选择和后续状态更新中的重复作用;
77、七是,通过周期标识、候选版本、峰域版本、门控版本、状态版本和反馈令牌进行一致性校验,并采用一次提交方式更新下一周期状态,有利于减少重复提交、版本不匹配及部分状态提前生效;
78、八是,在连续出现源间冲突、协方差无效、状态版本冲突或提交失败时冻结反馈,并根据状态时效执行复位和恢复,有利于减少陈旧状态或异常状态持续影响后续候选选择。。
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