一种蒸发波导时空态势压缩感知方法

摘要

本发明涉及一种蒸发波导时空态势压缩感知方法，以减小蒸发波导时空态势感知过程中采集存储的数据量、计算量为目的，发明一种三维观测模型及重构方法。通过一个等效三维感知矩阵对时间和空间维进行同时观测，并以平滑零范数为稀疏约束，考察其整体重构，缓解了单独按时间维或空间维感知引入的重构人为效应。且在相同压缩比下，时空三维感知结果最接近真值。

主权项

1.一种蒸发波导时空态势压缩感知方法，包含四个步骤：步骤A.观测，即依托海洋浮标系统、依据三维观测模型，随机、分散地采集数据和休眠；步骤B.稀疏等价，即通过等价的方式得到满足形式上的对稀疏系数α的压缩感知；步骤C.数据重构，即已知观测值矢量，观测矩阵和稀疏基矩阵，利用最优化算法求解优化问题min||α||_SL0 s.t.Y＝ΦΨα，通过较少观测值重构出所观测的气象数据，其中||α||_SL0为α的平滑零范数；步骤D.数值计算，即利用Monin-Obukhov相似理论，依据所感知气象数据完成蒸发波导时空态势压缩感知；其特征在于，步骤A.观测过程依托海洋浮标系统、依据三维观测模型控制每个浮标随机、分散地采集数据和休眠，即用M个满足Bernoulli分布的三维矩阵单元观测海上的温度、压强、湿度等气象数据，观测单元对应第m次观测过程，其中M代表观测数，元素为1对应数据采集点，为0则对应非采集点，实际控制各传感器的休眠与工作，一页中每个元素对应一个传感器，矩阵的页则代表一段时间内的传感器状态切换的时刻；所述观测过程在数学上可被抽象为降维过程，本质上是M次三维矩阵的内积，第m次观测过程即：其中X_h为待观测某气象数据时空分布，元素描述了纬度为i、经度为j处，k时刻的该气象数据值。