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基于RGCN-SA算法的海上浮标观测数据插补
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读书小笔记
作者：彭德东1 2 梁建峰1 崔学荣2 岳心阳1
单位：1. 国家海洋信息中心, 天津 300171;
2. 中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院, 山东 青岛 266580
分类号：P731.31
出版年·卷·期（页码）：2024·41·第五期（77-88）
摘要：针对海洋观测数据的缺失问题，提出一种基于图卷积（GCN）和自注意力机制（SA）的残差网络插补模型（RGCN-SA），该模型由自注意力机制与图卷积构建，利用自注意力机制提取观测数据的时间依赖特征，通过图卷积获取不同位置浮标的空间依赖特征，并添加残差结构提高模型学习能力，结合自监督训练方式对模型进行训练，得到最终的海洋浮标数据插补模型。通过对比实验，证明该模型通过训练后能够有效获取浮标观测数据的时间与空间的关联特征，取得了比其他方法更好的插补效果。通过消融实验，证明模型的各个模块的有效性。
关键词：自注意力机制 图卷积网络 插补 浮标数据
Abstract：In this paper, a residual network imputation model based on graph convolution network (GCN) and self-attention mechanism (RGCN-SA) is proposed to solve the observational data missing problem. The model is constructed on self-attention mechanism and graph convolution. The self-attention mechanism is used to extract the time -dependent features of observational data, and the space-dependent features of buoys at different positions are obtained through graph convolution. Combined with the self-supervised training method, the model is trained and the final ocean data imputation model is obtained. Through comparative experiments, it is proved that the model can effectively obtain the temporal and spatial correlation features of buoy observations after training, and obtaina better imputation effect than other methods. The effectiveness of each module of the model is proved by the ablation experiment.
Key words：self-attention mechanism; graph convolutional network; imputation; buoy data
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未来两天海洋环境预报
预计明天，
渤海有1.3到2米的中浪；
黄海、东海北部有2到2.8米的中浪到大浪区；
东海南部、钓鱼岛附近海域、台湾海峡、台湾以东洋面、巴士海峡有2到3.3米的中浪到大浪区；
南海北部、中部有3到3.8米的大浪区；
南海南部有1.5到2.3米的中浪区；
北部湾有1.3到2米的中浪。
预计后天，
渤海将生成新的大浪区，浪高1.5到2.8米；
黄海、东海、台湾海峡、台湾以东洋面的大浪区维持，浪高2.5到3.5米；
南海北部、中部、巴士海峡的大浪区维持，浪高3到4.5米。
12月25~29日西北太平洋海浪数值预报
美丽海岛海域海况
预计明天，
钓鱼岛、永兴岛附近海域有2.7~2.9米的大浪，平潭岛、湄洲岛、东山岛、分界洲岛、蜈支洲岛附近海域有2.2~2.4米的中浪，以上海岛都不适宜乘船出行和海岛游玩；
洞头岛、嵛山岛、南澳岛、永暑礁附近海域有1.8米的中浪，长岛、刘公岛、东极岛、大陈岛、南麂岛、川山群岛、海陵岛、南三岛、东海岛、黄岩岛附近海域有1.3~1.6米的中浪，这些海岛较适宜乘船出行和海岛游玩；
我国其他美丽海岛附近海域都是轻浪，海况不错，非常适宜乘船出行和海岛游玩。
美丽海岛是指以下的35个海岛：
觉华岛、长山群岛、菩提岛、长岛、刘公岛、灵山岛、秦山岛、连岛、崇明岛、嵊泗列岛、岱山岛、东极岛、普陀山、大陈岛、玉环岛、洞头岛、南麂岛、嵛山岛、三都岛、平潭岛、湄洲岛、东山岛、钓鱼岛、南澳岛、万山群岛、川山群岛、海陵岛、南三岛、东海岛、涠洲岛、分界洲岛、蜈支洲岛、永兴岛、黄岩岛、永暑礁。
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