Разработка системы усвоения данных об окружающей среде на основе ансамблевого фильтра Калмана

Рассматривается проблема оценки состояния окружающей среды, а также моделирования различных процессов в атмосфере и океане с помощью системы усвоения данных. К решению данной проблемы применён один из наиболее используемых подходов к задаче усвоения данных ансамблевый фильтр Калмана. Приводятся два...

Full description

Bibliographic Details
Main Authors: КЛИМОВА ЕКАТЕРИНА ГЕОРГИЕВНА, ПЛАТОВ ГЕННАДИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ, КИЛАНОВА НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА
Format: Text
Language:unknown
Published: Учреждение Российской академии наук Институт вычислительных технологий Сибирского отделения РАН 2014
Subjects:
Online Access:http://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-sistemy-usvoeniya-dannyh-ob-okruzhayuschey-srede-na-osnove-ansamblevogo-filtra-kalmana
http://cyberleninka.ru/article_covers/15959240.png
id ftcyberleninka:oai:cyberleninka.ru:article/15959240
record_format openpolar
spelling ftcyberleninka:oai:cyberleninka.ru:article/15959240 2023-05-15T17:07:18+02:00 Разработка системы усвоения данных об окружающей среде на основе ансамблевого фильтра Калмана КЛИМОВА ЕКАТЕРИНА ГЕОРГИЕВНА ПЛАТОВ ГЕННАДИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ КИЛАНОВА НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА 2014 text/html http://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-sistemy-usvoeniya-dannyh-ob-okruzhayuschey-srede-na-osnove-ansamblevogo-filtra-kalmana http://cyberleninka.ru/article_covers/15959240.png unknown Учреждение Российской академии наук Институт вычислительных технологий Сибирского отделения РАН УСВОЕНИЕ ДАННЫХ АНСАМБЛЕВЫЙ ФИЛЬТР КАЛМАНА МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА И ДИФФУЗИИ ШЕЛЬФОВАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ РЕЧНОЙ СТОК text 2014 ftcyberleninka 2016-06-20T23:36:49Z Рассматривается проблема оценки состояния окружающей среды, а также моделирования различных процессов в атмосфере и океане с помощью системы усвоения данных. К решению данной проблемы применён один из наиболее используемых подходов к задаче усвоения данных ансамблевый фильтр Калмана. Приводятся два примера применения этого подхода при моделировании распространения загрязняющих веществ в атмосфере и летнего притока речных вод в море Лаптевых. Environmental assessment using the observational data is one of the most pressing problems at the moment. Such an assessment is carried out with the involvement of mathematical models based on data assimilation systems. Kalman filter algorithm is currently one of the most popular approaches to solve the problem of the data assimilation. Ensemble Kalman filter is supposed to be a promising direction in the research on the application of the Kalman filter in the data assimilation. This article outlines currently accepted approaches to solving the problem of data assimilation for the environment, which are based on the ensemble Kalman filter. Along with the approximate description of covariance of the estimation errors using ensemble forecasts and on the basis of the control theory we propose to use sub-optimal algorithms. In these algorithms, the probability averaging is replaced by the time-averaging relied on the assumption of ergodicity of the forecast errors. An application of the proposed assimilation algorithm is considered in the examples given in this article. We deal with the data on passive gas components in the atmosphere and with the problem of simulating processes in the ocean. The numerical results, obtained by use of data assimilation, are analyzed in the case of modeling of passive gas components in the atmosphere over the Siberian region, as well as in the case of modeling of the summer runoff in the Laptev Sea. The simulated data are considered in both examples, taking the actual distribution of observational data. In both examples, the effectiveness of the proposed version of the ensemble Kalman filter is proved. Text laptev Laptev Sea CyberLeninka (Scientific Electronic Library) Laptev Sea
institution Open Polar
collection CyberLeninka (Scientific Electronic Library)
op_collection_id ftcyberleninka
language unknown
topic УСВОЕНИЕ ДАННЫХ
АНСАМБЛЕВЫЙ ФИЛЬТР КАЛМАНА
МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА И ДИФФУЗИИ
ШЕЛЬФОВАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ
РЕЧНОЙ СТОК
spellingShingle УСВОЕНИЕ ДАННЫХ
АНСАМБЛЕВЫЙ ФИЛЬТР КАЛМАНА
МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА И ДИФФУЗИИ
ШЕЛЬФОВАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ
РЕЧНОЙ СТОК
КЛИМОВА ЕКАТЕРИНА ГЕОРГИЕВНА
ПЛАТОВ ГЕННАДИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ
КИЛАНОВА НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА
Разработка системы усвоения данных об окружающей среде на основе ансамблевого фильтра Калмана
topic_facet УСВОЕНИЕ ДАННЫХ
АНСАМБЛЕВЫЙ ФИЛЬТР КАЛМАНА
МОДЕЛЬ ПЕРЕНОСА И ДИФФУЗИИ
ШЕЛЬФОВАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ
РЕЧНОЙ СТОК
description Рассматривается проблема оценки состояния окружающей среды, а также моделирования различных процессов в атмосфере и океане с помощью системы усвоения данных. К решению данной проблемы применён один из наиболее используемых подходов к задаче усвоения данных ансамблевый фильтр Калмана. Приводятся два примера применения этого подхода при моделировании распространения загрязняющих веществ в атмосфере и летнего притока речных вод в море Лаптевых. Environmental assessment using the observational data is one of the most pressing problems at the moment. Such an assessment is carried out with the involvement of mathematical models based on data assimilation systems. Kalman filter algorithm is currently one of the most popular approaches to solve the problem of the data assimilation. Ensemble Kalman filter is supposed to be a promising direction in the research on the application of the Kalman filter in the data assimilation. This article outlines currently accepted approaches to solving the problem of data assimilation for the environment, which are based on the ensemble Kalman filter. Along with the approximate description of covariance of the estimation errors using ensemble forecasts and on the basis of the control theory we propose to use sub-optimal algorithms. In these algorithms, the probability averaging is replaced by the time-averaging relied on the assumption of ergodicity of the forecast errors. An application of the proposed assimilation algorithm is considered in the examples given in this article. We deal with the data on passive gas components in the atmosphere and with the problem of simulating processes in the ocean. The numerical results, obtained by use of data assimilation, are analyzed in the case of modeling of passive gas components in the atmosphere over the Siberian region, as well as in the case of modeling of the summer runoff in the Laptev Sea. The simulated data are considered in both examples, taking the actual distribution of observational data. In both examples, the effectiveness of the proposed version of the ensemble Kalman filter is proved.
format Text
author КЛИМОВА ЕКАТЕРИНА ГЕОРГИЕВНА
ПЛАТОВ ГЕННАДИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ
КИЛАНОВА НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА
author_facet КЛИМОВА ЕКАТЕРИНА ГЕОРГИЕВНА
ПЛАТОВ ГЕННАДИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ
КИЛАНОВА НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА
author_sort КЛИМОВА ЕКАТЕРИНА ГЕОРГИЕВНА
title Разработка системы усвоения данных об окружающей среде на основе ансамблевого фильтра Калмана
title_short Разработка системы усвоения данных об окружающей среде на основе ансамблевого фильтра Калмана
title_full Разработка системы усвоения данных об окружающей среде на основе ансамблевого фильтра Калмана
title_fullStr Разработка системы усвоения данных об окружающей среде на основе ансамблевого фильтра Калмана
title_full_unstemmed Разработка системы усвоения данных об окружающей среде на основе ансамблевого фильтра Калмана
title_sort разработка системы усвоения данных об окружающей среде на основе ансамблевого фильтра калмана
publisher Учреждение Российской академии наук Институт вычислительных технологий Сибирского отделения РАН
publishDate 2014
url http://cyberleninka.ru/article/n/razrabotka-sistemy-usvoeniya-dannyh-ob-okruzhayuschey-srede-na-osnove-ansamblevogo-filtra-kalmana
http://cyberleninka.ru/article_covers/15959240.png
geographic Laptev Sea
geographic_facet Laptev Sea
genre laptev
Laptev Sea
genre_facet laptev
Laptev Sea
_version_ 1766062679845240832