一种提高二甲基硫产量校准精度的方法
【专利摘要】本发明公开了一种提高二甲基硫产量校准精度的方法，引入三个参数优化了二甲基硫微分模型，并选择合适的适应度函数进行PZN模型参数校准及硫模型参数校准，最终实现二甲基硫产量校准精度的提高。
【专利说明】一种提高二甲基硫产量校准精度的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种提高二甲基硫产量校准精度的方法。
【背景技术】
[0002] 硫循环是全球最重要的物质循环之一，对全球气候和环境变化产生重要的影响。 据估算全球海洋硫排放通量可达60
【权利要求】
1. 一种提高二甲基硫产量校准精度的方法，二甲基硫微分模型由以下五个方程构成：
(5)其中，方程⑴-⑶又 称为PZN模型，方程（4)-(5)又称为硫模型，P代表浮游植物，Z代表浮游动物，N代表氮， DMSP代表二甲巯基丙酸、DMS代表二甲基硫，
为二甲基硫模 型中比较敏感且重要的参数，记下限为
上限为
是一个与海表温度相关的量，
是一个与风速相关的量，
为一常系数，
的含义见下表1 : 表1二甲基硫模型中参数
其特征在于：具体步骤如下： A、根据参数
的下限
和上限
PZN微分模型，以及P的实际 观测值
，对敏感参数
）进行校准：敏感参数
每年的 数据都不一样，也比较难求，但根据以往实验测试数据及理论研究可以确定参数
的一个 合理的有效范围即下限
和上限
预先随机生成360个介于上
下限
间的 敏感参数向量
根据PZN微分模型，计算出P的模型值
并选择适应度函 数为
其中
为P的实际观测值；计算360个
对应的360个适 应度函数值，保留其适应度最小值对应的敏感参数向量
作为当前最佳敏感 参数向量；随机地将360个敏感参数向量
分为180组，每组2个敏感参数向 量
，将参数值
二进制化为
，生成一个随 机数R,并以60%的可能性交换组内的
的后R位，再按10%可能性，随机改变某一位的数 值；将二进制数据变换为十进制化数据，生成新的参数值
，这样就由原来的第一批的360 个敏感参数向量
生成第二批的360个敏感参数向量
；再结合 PZN微分模型，计算出P的模型值
、其对应的360个适应度函数值及360个适应度函数值 中的最小值，将最小值与第一批的最小值做比较，保留较小值对应的
作 为当前最佳敏感参数向量；如此，当做到第25批时，即可完成敏感参数
的校准； B、对根据参数
的下限
和上限
，二甲基硫微分模型以及P 的实际观测值
，二甲基硫的实际观测值
对敏感参数
进行校准： 根据以往实验测试数据及理论研究可以确定参数
的下限
和上限
，预先随机生成360个介于上、下限间的敏感参数向量
根据二甲基硫 微分模型，计算出二甲基硫的模型值
，此时，二甲基硫微分模型中
)为A中校准后的参数值，为了提高二甲基硫产量校准的精度，选择适应度函数为
，其中
为二甲基硫的实际观测值，a、b为设定的权 重，P的实际观测值
的全球卫星数据获取相对容易且连续，而全球二甲基硫实际数据获 取较为困难且零散，缺乏连续性，因而，权重值a应大于权重值b ;计算360个敏感参数向 量
对应的360个适应度函数值，保留其适应度最小值对应的敏感参数向量
作为当前最佳敏感参数向量；随机地将360个敏感参数向量
分为180组，每组2个敏感参数向量
，将参数值
二进制化 为
生成一个随机数
并以60%的可能性交换组内的
的后
位， 再按再按10%可能性，随机改变某一位的数值；将二进制数据变换为十进制化数据，生成新 的参数值
这样就由原来的第一批的360个敏感参数向量
生成第二批的 360个敏感参数向量
；再结合二甲基硫微分模型，计算出二甲基硫的模型值
、其对应的360个适应度函数值及360个适应度函数值中的最小值，将最小值与第一 批的最小值做比较，保留较小值对应的
作为当前最佳敏感参数向量；如 此，当做到第25批时，即完成敏感参数
的校准； C、一旦参数
确定后，由二甲基硫微分模型即可计算 出二甲基硫产量，再通过做图画出二甲基硫模型值
与二甲基硫实际观测值
的曲线图即可直观的比较二甲基硫产量校准精度是否有显著的提高，亦可通过计算
从数值上验证二甲基硫模型中二甲基硫产量校准精度是否得到提 商。
2. 根据权利要求1所示一种提高二甲基硫产量校准精度的方法，其特征在于：参数
校准过程中，选择的适应度函数为
不仅 考虑了模型值
与实际观测值
的差异，而且考虑了
与
的差异，极大的提高 了二甲基硫模型中二甲基硫产量校准精度；若仅考虑了
与
的差异，即选择的 适应度函数为
由于全球二甲基硫实际数据
获取较为困难且零 散，缺乏连续性，必然极大的降低二甲基硫模型中二甲基硫产量校准精度，P的实际观测值
的全球卫星数据获取相对容易且连续，因而，权重值a应大于权重值b。
3. 根据权利要求1所示一种提高二甲基硫产量校准精度的方法，其特征在于：引入海 表温度（
）、风速（
）以及常系数
优化原有模型，新模型下的模型值
与实际观测值
吻合度较高。
【文档编号】G06F19/00GK104123450SQ201410340081
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】赵敏, 瞿波, 张义清 申请人:南通大学