中国科学院海洋研究所杨楠获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院海洋研究所申请的专利基于异步交叉迭代随机采样策略的海气耦合数据采样方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119670585B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510191937.X,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权基于异步交叉迭代随机采样策略的海气耦合数据采样方法是由杨楠;赵美华;王充;赵子萌;郑慧玲;李晓峰设计研发完成,并于2025-02-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于异步交叉迭代随机采样策略的海气耦合数据采样方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于异步交叉迭代随机采样策略的海气耦合数据采样方法,属于海洋气象技术领域。本发明通过异步交叉迭代随机采样策略,克服了现有海气耦合建模方法中的诸多不足,在数据采样效率、模型精度以及计算资源利用率等方面表现出显著优势。为提升数据采样效率,本发明采用滑动时间窗口和随机采样机制,模拟大气和海洋变量之间的滞后效应和随机性,同时利用异步交叉迭代策略显著提升了采样效率。通过多卡异步调度和非阻塞采样机制,各计算节点能够并行完成采样任务,与传统串行采样方法相比,采样效率提高约30%。动态调整采样权重的机制,集中资源关注高误差区域,避免了对无关或低影响数据的冗余采样,进一步减少了计算资源的浪费。
本发明授权基于异步交叉迭代随机采样策略的海气耦合数据采样方法在权利要求书中公布了:1.一种基于异步交叉迭代随机采样策略的海气耦合数据采样方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:采集海洋变量数据和大气变量数据,并进行数据预处理; S2:利用滑动时间窗口机制,模拟大气对海洋变量的滞后效应,并通过随机采样方法增强数据的多样性;所述S2包括: S2-1:为每一天的海洋状态变量预报设定一个时间影响窗口,限定大气变量的采样范围,定义如下: Wt=[t-nmax,t-nmin] 其中,Wt表示当前时间t的时间窗口,nmax和nmin分别为最大和最小滞后时间; S2-2:随机采样:在时间窗口Wt内随机选择一个时间点ts,采样对应的大气变量,采样方式如下所示: Vatmts~Wt 其中,Vatmts表示选取的时间点ts对应的大气变量,Wt表示采样的时间范围; S2-3:训练样本组合:将随机采样得到的大气变量与当前时间点的海洋变量组合,形成完整的训练样本: Xt={Voceant,Vatmts} 其中,Xt表示用于训练的输入特征,包括当前时间t的海洋状态变量Voceant和时间ts的大气变量Vatmts; S3:交叉迭代采样策略采用异步方式进行,在多卡并行计算框架下动态优化采样过程;所述S3包括: S3-1:采样任务分配:将随机采样任务分配到多个计算节点,确保各节点能够独立完成采样操作; S3-2:交叉迭代更新:根据数据处理模型的预报误差,动态调整大气和海洋变量的采样权重,更新状态采用以下的公式进行: 其中,PVatm和PVocean分别表示大气和海洋变量的采样概率,Latm和Locean分别为大气和海洋变量的预报误差; S3-3:异步执行:采用非阻塞调度机制,使采样任务与模型训练同时进行;通过异步交叉迭代策略,实现动态优化采样过程; S4:构建数据处理模型包括:数据采样模块、编码器和解码器;其中,编码器和解码器均采用了SwinTransformerV2结构; S5:所述数据处理模型基于采样数据进行模型训练,并验证预报性能和海气耦合建模能力。
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