基於串聯深度神經網路的Chl-a濃度短期預報方法研究
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讀書小筆記
作者：何恩業1李尚魯2楊靜1季軒梁1高姍1王丹1
單位：1. 國家海洋環境預報中心 自然資源部海洋災害預報技術重點實驗室, 北京 100081;
2. 浙江省海洋監測預報中心, 浙江 杭州 310007
分類號：X55
出版年·卷·期（頁碼）：2021·38·第四期（1-10）
摘要：以浙江海洋保護區2019年5月生態浮標監測資料為基礎，對葉綠素a （Chl-a）與各理化因子進行Pearson相關性分析，發現研究海域的Chl-a與溶解氧和pH呈顯著正相關（P=0.01），與硝氮和磷酸鹽呈顯著負相關（P=0.05）。在此基礎上，建立了一種串聯深度神經網路（DNN）的Chl-a短期預報模型，該模型以5層神經網路為基本單元，採用前後串聯方式構建了擁有6個隱層的DNN。實驗結果顯示：DNN模型能夠較為準確地預測Chl-a濃度短期變化趨勢，24 h和48 h預報結果的RMSE分別為1.25 μg/L和2.43 μg/L，MAE分別為1.03 μg/L和1.99 μg/L，相比於淺層網路預測精度更高。
關鍵詞：DNN；神經網路；深度學習；串聯神經網路；葉綠素a
Abstract：Based on the monitoring data of ecobuoys in Zhejiang marine protected area in May 2019, this paper analyses the correlation between Chl-a and physicochemical factors. Statistics shows that Chl-a is positively correlated with dissolved oxygen and pH at the level of P=0.01, while it is negatively correlated with nitrate and phosphonate at the level of P=0.05. In addition, a Chl-a short-term prediction model is established, which constructs a cascade deep neural network (DNN) with 6 hidden layers in series by taking 5-layer neural network as the basic unit. The experimental results show that the cascade DNN model can accurately predict the shortterm variation trend of Chl-a with higher prediction accuracy compared to the shallow neural network. The RMSE of 24 h and 48 h prediction is 1.25 μg/L and 2.43 μg/L, respectively. The MAE of 24 h and 48 h prediction is 1.03 μg/L and 1.99 μg/L, respectively.
Key words：DNN；neural network；deep learning；cascade neural network；Chl-a
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受冷空氣的影響，預計10月4日至5日，河北、天津和山東沿海將出現一次溫帶風暴潮過程，10月4日上午至5日白天，渤海、黃海將出現一次大浪以上過程。
國家海洋預報臺今天釋出風暴潮、海浪訊息，提醒在上述海域作業的船隻注意避浪，並及時關注我臺後續海浪及風暴潮預警報。
未來兩天近海預報
預計明天，
渤海、黃海北部有2到3米的中浪到大浪區；
黃海南部有1.5到2.3米的中浪區；
東海北部有1.3到1.8米的中浪；
東海南部、釣魚島附近海域、臺灣海峽、南海北部、巴士海峽、臺灣以東洋麵有1.5到2.4米的中浪區；
南海中部有1到1.6米的輕浪到中浪；
南海南部、北部灣有0.6到1米的輕浪。
預計後天，
渤海、黃海北部的大浪區維持，浪高2到3.5米。
10月2~7日西北太平洋海浪數值預報
明日濱海出行提示
01 沿岸海域海況
預計明天，
大連、天津、青島、平潭、深圳海域有中浪，我國其他沿岸海域都是輕浪，各海域均適宜開展濱海休閒觀光活動；
大連、天津海域受海面小陣雨的影響，連雲港海域受海面輕霧的影響，視程一般。
我國主要沿岸海域包含：
Ⅰ大連；Ⅱ天津；Ⅲ青島；Ⅳ連雲港；Ⅴ上海；Ⅵ舟山；Ⅶ平潭；Ⅷ廈門；Ⅸ深圳；Ⅹ北海；Ⅺ海口；Ⅻ三亞。
02 主要航線海況
預計明天，
大連至煙臺航線有中浪，受海面小陣雨影響，乘船舒適度為三級；
廈門至金門航線有中浪，我國其他主要旅遊航線均為輕浪，這些航線乘船舒適度都是一級，非常適宜乘船出行。
我國主要旅行航線包含：
①大連-煙臺；②上海-普陀山；③海口-北海；④廈門-金門；⑤深圳-珠海；⑥海口-海安；⑦三亞-西沙北礁航線。
乘船舒適度分為五級：
一級：海面狀況極佳，非常適宜乘船旅行；
二級：海面狀況優良，適宜乘船旅行；
三級：海面狀況良好，較適宜乘船旅行；
四級：海面狀況較差，基本適宜乘船旅行；
五級：湧浪偏大，不適宜乘船旅行。
03 美麗海島海域海況
預計明天，
覺華島、菩提島、平潭島、湄洲島附近海域有2.1~2.4米的中浪，不適宜乘船出行；
靈山島、釣魚島、萬山群島、川山群島附近海域有1.8~1.9米的中浪，長山群島、長島、劉公島、嵊泗列島、東山島、南澳島、海陵島、永興島附近海域有1.3~1.7米的中浪，這些海島較適宜乘船旅行；
我國其他各美麗海島附近海域都是輕浪，海況不錯，非常適宜乘船出行和海島遊玩。
美麗海島是指以下的35個海島：
覺華島、長山群島、菩提島、長島、劉公島、靈山島、秦山島、連島、崇明島、嵊泗列島、岱山島、東極島、普陀山、大陳島、玉環島、洞頭島、南麂島、嵛山島、三都島、平潭島、湄洲島、東山島、釣魚島、南澳島、萬山群島、川山群島、海陵島、南三島、東海島、潿洲島、分界洲島、蜈支洲島、永興島、黃巖島、永暑礁。
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