[发明专利]一种基于时空经验正交函数的海洋环境要素统计预测方法

权利要求书

1.一种基于时空经验正交函数的海洋环境要素统计预测方法，其特征是，包括如下步骤：

(1)基于待分析预测海域的再分析数据，构建待分析空间的历年逐日海洋动力环境要素时空样本矩阵；

(2)利用小波包分解方法，将时空样本矩阵进行多时间尺度分析，得到不同时间尺度的时空样本矩阵；

(3)对不同时间尺度的时空样本矩阵进行时空经验函数分解，分别构建对应不同时间尺度的正交时空基底；

(4)采用正交时空基底构建面向海洋动力环境要素的时空统计预测模型；针对不同时间尺度的海洋动力环境要素，采用对应时间尺度的海洋动力环境要素统计预测模型进行中长期时空分析预测；

(5)利用不同时间尺度的中长期时空分析预测结果进行重构，得到待分析空间的海洋动力环境要素中长期时空分析预测结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于时空经验正交函数的海洋环境要素统计预测方法，其特征是，所述步骤(1)具体为：

时空样本矩阵的构建方法如下：针对某种海洋动力环境要素x，其对应的待分析空间历年逐日海洋动力环境要素时空样本矩阵X；在时空样本矩阵X中，使用m,n,t分别代表要素的年样本个数、空间点个数和时间序列长度，m,n,t满足如下条件：

第m个年样本中，第t个时刻的N个空间网格点组成的空间向量如下式所示：

式中，表示第m个年样本中第t个时刻的第n个空间网格点的样本；

第m个年样本中，整个时间序列T个时刻的N个空间网格点的时空序列组成的时空向量X^m如下式所示：

式中，表示由公式2所得的第m个年样本中第t个时刻的N个空间网格点对应的样本；

据此，M个年样本，整个时间序列T个时刻的N个空间网格点组成的历年逐日海洋动力环境要素时空样本矩阵X如下式所示：

X＝[X¹ … X^m … X^M]^T (4)

式中，X^m表示由公式3所得的M个年样本中第t个时刻的N个空间网格点对应的样本；

历年逐日海洋动力环境要素时空样本矩阵X展开如下：

式中，X表示历年逐日海洋动力环境要素时空样本矩阵，n表示空间网格点的数量，t表示时间序列的数量，m表示年样本的数量。