张嘉烁1,2, 王维栋3, 卜宪海1, 朱心科2, 宋一卓2, 张天骏2,4
2. 自然资源部第二海洋研究所, 浙江 杭州 310012;
3. 浙江省海洋科学院, 浙江 杭州 310012;
4. 中国地质大学(武汉)海洋学院, 湖北 武汉 430074
MERMAID float surfacing position prediction based on Lagrangian integration and regional HDP–CatBoost fusion
ZHANG Jiashuo1,2, WANG Weidong3, BU Xianhai1, ZHU Xinke2, SONG Yizhuo2, ZHANG Tianjun2,4
2. Second Institute of Oceanography, Hangzhou 310012, China;
3. Marine Academy of Zhejiang Province, Hangzhou 310012, China;
4. College of Marine Science and Technology, China University of Geosciences (Wuhan), Wuhan 430074, China
摘要: 沉浮式海洋地震仪(mobile earthquake recording in marine areas by independent divers,MERMAID)在水下监听与漂移期间无法获得全球定位系统(global positioning system,GPS)信息,当前剖面周期的上浮点只能在浮标到达海面后确认。针对这一问题,本文利用MERMAID历史剖面记录、事件记录和多深度流场数据,构建历史漂移持续性基线、HYCOM分层拉格朗日积分和CatBoost 全特征位移回归模型。与单一历史外推或单一开环积分不同,本文将前序剖面端点约束、分层海流积分特征和数据驱动位移回归相结合,并通过验证集确定海区自适应融合权重。将1063条建模样本按海区内部时间顺序划分,其中214条剖面记录组成独立测试集。结果表明,区域权重融合方法的平均绝对误差和均方根误差分别为7.800km和11.906km,较历史漂移和CatBoost全特征位移回归模型的平均绝对误差分别降低14.7%和6.3%,20km范围内的预测命中率达到90.19%。该方法可在不改变浮标被动漂移过程的前提下,为上浮前位置预估、岸基通信调度、异常漂移识别和水下观测资料的位置约束提供辅助信息,并可为其他缺少连续水下定位的剖面式或低动力海洋观测平台的位置预报提供参考。