Том 27, номер 01, статья № 6

Аннотация:

Рассматривается совместное применение метода искусственных нейронных сетей (ИНС) и метода главных компонент для зондирования вертикальных профилей температуры и состава атмосферы. Предлагается модификация метода ИНС, основанная на минимизации среднеквадратической погрешности конечного определяемого параметра атмосферы. На примере определения вертикального профиля температуры по измерениям прибора МТВЗА показано существенное (в сотни раз) преимущество предлагаемой методики в отношении скорости обучения ИНС и небольшое преимущество в точности определения профиля.

Ключевые слова:

решение обратных задач атмосферной оптики, метеорологическое зондирование атмосферы, метод главных компонент, метод искусственных нейронных сетей

Список литературы:

1. Кондратьев К.Я., Тимофеев Ю.М. Метеорологическое зондирование атмосферы из космоса. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 280 с.
2. Успенский А.Б. Современное состояние и перспективы дистанционного температурно-влажностного зондирования земной атмосферы // Исслед. Земли из космоса. 2010. № 2. С. 26–36.
3. Успенский А.Б., Троценко А.Н., Рублев А.Н. Проблемы и перспективы анализа и использования данных спутниковых ИК-зондировщиков высокого спектрального разрешения // Исслед. Земли из космоса. 2005. № 5. С.18–33.
4. Lei Shi. Retrieval of Atmospheric Temperature Profiles from AMSU-A Measurement Using a Neural Network Approach // J. Atmos. and Ocean. Technol. 2001. V. 18, N 3. P. 340–347.
5. Karbou F., Aires F., Prigent C., Eymard L. Potential of Advanced Microwave Sounding Unit-A (AMSU-A) and AMSU-B measurements for atmospheric temperature and humidity profiling over land // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. D07109. DOI: 10.1029/2004JD005318.
6. Gribanov K.G., Zakharov V.I. Neural network solution for temperature profile retrieval from infrared spectra with high spectral resolution // Atmos. Sci. Lett. 2004. V. 5, iss. 1–4. P. 1–11.
7. Aires F., Prigent C., Rossow W.B., Rothstein M. A new neural network approach including first-guess for retrieval of atmospheric water vapor, cloud liquid water path, surface temperature and emissivities over land from stellite microwave observations // J. Geophys. Res. D. 2001. V. 106, iss. 14. P. 14887–14907.
8. Aires F., Chédin A., Scott N.A., Rossow W.B. A Regularized Neural Net Approach for Retrieval of Atmospheric and Surface Temperatures with the IASI Instrument // J. Appl. Meteorol. 2002. V. 41, N 2. P. 144–159.
9. Aires F., Prigent C., Rossow W.B. Neural Network uncertainity assessment using Bayesian statistics: a remote sensing application // J. Neural Computation. 2004. V. 16, N 11. P. 2415–2458.
10. Aires F., Rossow W.B., Scott N.A., Chedin A. Remote sensing from the infrared atmospheric sounding interferometer instrument 2. Simultaneous retrieval of temperature, water vapor, and ozone atmospheric profiles // Geophys. Res. D. 2002. V. 107, N 22. P. 4620–4622. DOI: 10.1029/2001JD001591.
11. Churnside J.H., Stermitz T.A., Schroeder J.A. Temperature profiling with neural network inversion of mickrowave radiometer data // J. Atmos. and Ocean. Technol. 1994. V. 11, N 1. P. 105–109.
12. Ning Wang, Zhao-Liang Li, Bo-Hui Tang, Funian Zeng, Chuanrong Li. Retrieval of atmospheric and land surface parameters from satellite-based thermal infrared hyperspectral data using a neural network technique // Int. J. Remote Sens. 2013. V. 34, N 9–10. P. 3485–3502.
13. Успенский А.Б., Романов С.В., Троценко А.Н. Применение метода главных компонент для анализа ИК-спектров высокого разрешения, измеренных со спутников // Исслед. Земли из космоса. 2003. № 3. C. 26–33.
14. Тимофеев Ю.М., Васильев А.В. Теоретические основы атмосферной оптики. СПб.: Наука, 2003. 474 с.
15. Кондратьев К.Я., Тимофеев Ю.М. Термическое зондирование атмосферы со спутников. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 410 с.
16. TIGR. Thermodynamic Initial Guess Retrieval (Электронный ресурс). URL: http://ara.lmd.polytechnique.fr
17. Завелевич Ф.С., Головин Ю.М., Десятов А.В., Козлов Д.А., Мацицкий Ю.П., Никулин А.Г., Травников Р.И., Романовский А.С., Архипов С.А., Целиков В.А. Технологический образец бортового инфракрасного Фурье-спектрометра ИКФС-2 для температурного и влажностного зондировнаия атмосферы Земли // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2009. Т. 6, № 1. С. 259–266.