无迹加权集合卡尔曼滤波及其在土壤湿度同化中的应用

• 作者: 丁永建 付晓雷 余钟波 杨传国 蒋晓蕾 鞠琴
• 来源期刊: 中国农村水利水电
• 学科: 地球科学
• 关键词: 土壤湿度 无迹加权集合卡尔曼滤波 集合卡尔曼滤波 Richards方程
• 年，卷（期）: 2019,（9）
• 所属期刊栏目: 水文水资源
• 页码范围: 33-38,48
• 页数: 7页
• 分类号: P33|TV93
• 字数: 4927字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-2284.2019.09.007

摘要

在土壤湿度模拟研究领域,现有的数据同化方法均存在一定缺陷,为此,基于集合卡尔曼滤波(EnKF)方法和无迹变换,提出了无迹加权集合卡尔曼滤波(UWEnKF),增加了对结果影响较大的集合成员的权重,且集合成员关于均值对称.结合一维Richards方程在梅林流域开展了同化表层土壤湿度的实时同化实验,验证了其有效性.结果表明:①一维Richards方程可以较好地模拟出土壤湿度的动态变化过程;②在土壤湿度模拟过程中引入数据同化方法,可以提高土壤湿度的模拟精度,但同化效果与模拟精度有关;③UWEnKF同化方法能够显著改善土壤湿度的模拟结果,比EnKF同化方法效果更佳.总之,UWEnKF是一种有效的、切实可行的数据同化方法,是提高土壤湿度模拟精度的有效手段.