×

非线性多变量动态时空过程的仿真辅助还原库生态数据同化。 (英语) 兹比尔1486.62297

摘要:随着新的遥感平台和长期监测网络的出现,生态数据集在空间和时间范围上都有所增加,人们对预测生态过程的兴趣越来越大。这种预测需要在完整的空间域上具有实际的初始条件。通常,数据源在空间上是不完整的,过程包括物理和生物变量之间的复杂动态交互。这表明,数据同化是生成完整初始条件的最合适方法,即将观测结果与机械模型相融合。通常,用于这些过程的机械模型在计算上非常昂贵。我们展示了一种用于生态数据同化的降秩方法,其中机制模型基于统计模拟器。关键的是,等级降低和仿真器构造是相互关联的,通过使用层次结构框架,可以解释与动态仿真器相关的不确定性。这提供了一个所谓的“弱约束”数据同化过程。该方法在高维多元耦合生物地球化学海洋过程中得到了验证。

MSC公司:

62页第12页 统计在环境和相关主题中的应用
2015年1月62日 贝叶斯推断
62立方米 空间过程推断
92D40型 生态学
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Bennett,A.,《海洋和大气的逆向建模》(2002),剑桥大学·Zbl 1043.86003号
[2] Berliner,L.,层次贝叶斯时间序列模型,物理基础理论,79,15-22(1996)·Zbl 0886.62080号
[3] Bhat,K。;哈兰,M。;奥尔森·R。;Keller,K.,《从气候模型和多个示踪剂推断可能性和气候系统特征》,环境计量学,23,345-362(2012)
[4] Calder,C。;贝雷特,C。;Shi,T。;肖,N。;Munroe,D.,《利用卫星数据和大气传输模型输出模拟气溶胶的时空动力学》,《农业、生物和环境统计杂志》,1-18(2011)
[5] 克拉克·J。;Carpenter,S。;巴伯,M。;柯林斯,S。;多布森,A。;Foley,J。;洛奇,D。;帕斯科尔,M。;彼得克,R。;Pizer,W.,《生态预测:一个新兴的必要条件》,《科学》,293657-660(2001)
[6] 康蒂,S。;戈斯林,J。;奥克利,J。;O'Hagan,A.,动态计算机代码的高斯过程仿真,Biometrika,96,663-676(2009)·Zbl 1437.62015年
[7] 康蒂,S。;O'Hagan,A.,复杂多输出和动态计算机模型的贝叶斯仿真,《统计规划与推断杂志》,140,640-651(2010)·Zbl 1177.62033号
[8] 克劳福德,W。;Brickley,P。;Thomas,A.,《阿拉斯加北部湾中尺度涡旋主导着表层浮游植物》,《海洋学进展》,75,287-303(2007)
[9] 北卡罗来纳州克雷西。;Wikle,C.,《时空数据统计》,第465卷(2011年),Wiley·Zbl 1273.62017年
[10] Daley,R.,《大气数据分析》,第2卷(1993年),剑桥大学。
[11] Dowd,M.,使用马尔可夫链蒙特卡罗对生态系统模型进行贝叶斯统计数据同化,海洋系统杂志,68,439-456(2007)
[12] Drignei,D.,脑肿瘤动态三维计算机模型的快速统计替代物,计算与图形统计杂志,17844-859(2008)
[13] 弗罗洛夫,S。;巴普蒂斯塔,A。;Leen,T。;卢,Z。;van der Merwe,R.,《使用非线性卡尔曼滤波器和模型替代物的快速数据同化:在哥伦比亚河河口的应用》,《大气和海洋动力学》,48,16-45(2009)
[14] 费希特,J。;布罗奎特,G。;摩尔,A。;Arango,H.,阿拉斯加沿海海湾的数据同化耦合物理-生物模型,大气和海洋动力学,51,75-98(2011)
[15] 费希特,J。;Moore,A.,《阿拉斯加湾沿岸春季水华年际变化和Ekman抽水》,《地球物理研究杂志》,114,C06004(2009)
[16] 费希特,J。;摩尔,A。;爱德华兹,C。;Bruland,K。;迪·洛伦佐(Di Lorenzo),E。;刘易斯,C。;鲍威尔,T。;Curchitser,E。;Hedstrom,K.,《阿拉斯加沿海湾初级生产的铁限制建模》,深海研究第二部分:海洋学专题研究,562503-2519(2009)
[17] 吉尔,M。;Malanote-Rizzoli,P.,《气象学和海洋学中的数据同化》,《地球物理学进展》,第33期,第141-266页(1991年)
[18] Gelman,A。;Rubin,D.,《使用多序列的迭代模拟推断》,《统计科学》,第7457-472页(1992年)·Zbl 1386.65060号
[19] Haidvogel博士。;阿兰戈,H。;Budgell,W。;科努埃尔,B。;Curchitser,E。;迪·洛伦佐(Di Lorenzo),E。;茴香,K。;Geyer,W。;赫尔曼,A。;Lanerolle,L.,《地形坐标下的海洋预测:区域海洋建模系统的制定和技能评估》,《计算物理杂志》,2273595-3624(2008)·Zbl 1132.86300号
[20] Higdon博士。;Gattiker,J。;威廉姆斯,B。;Rightley,M.,使用高维输出进行计算机模型校准,《美国统计协会杂志》,103,570-583(2008)·Zbl 1469.62414号
[21] Hooten,M。;利兹,W。;费希特,J。;Wikle,C.,评估非线性机械模型中物理参数的一阶仿真器推断,农业、生物和环境统计杂志,1-20(2011)
[22] Kalnay,E.,《大气建模、数据同化和可预测性》(2003),剑桥大学。
[23] M.肯尼迪。;O'Hagan,A.,计算机模型的贝叶斯校准,《皇家统计学会杂志:B辑(统计方法)》,63,425-464(2001)·Zbl 1007.62021号
[24] 大号,W。;Yeager,S.,《年际变化的气-色通量数据集的全球气候学》,《气候动力学》,33,341-364(2009)
[25] 利兹,W。;Wikle,C.,动态时空模型的基于科学的参数化,威利跨学科评论:计算统计(2012)
[27] 刘,F。;West,M.,《贝叶斯计算机模型仿真的动态建模策略》,贝叶斯分析,4393-412(2009)·Zbl 1330.65034号
[28] Lorenc,A.,《数值天气预报的分析方法》,《皇家气象学会季刊》,1121177-1194(1986)
[29] 罗,Y。;Ogle,K。;塔克,C。;Fei,S。;高,C。;拉迪奥,S。;克拉克·J。;Schimel,D.,《数据丰富时代的生态预测和数据同化》,《生态应用》,211429-1442(2011)
[30] 彭,C。;吉奥特,J。;Wu,H。;江,H。;Luo,Y.,《生态学和古生态学中模型与数据的集成:模型与数据融合方法的进展》,《生态学快报》,第14期,第522-536页(2011年)
[31] 鲍威尔,T。;刘易斯,C。;Curchitser,E。;Haidvogel博士。;赫尔曼,A。;Dobbins,E.,《加利福尼亚洋流系统三维嵌套生物物理模型的结果以及与卫星图像统计数据的比较》,《地球物理研究杂志》,111,C07018(2006)
[32] Rougier,J.,《多元确定性函数的高效模拟器》,《计算与图形统计杂志》,17827-843(2008)
[33] Royer,T.,太平洋东北部沿海淡水排放,地球物理研究杂志,872017-2021(1982)
[34] Sacks,J。;Welch,W。;米切尔,T。;Wynn,H.,《计算机实验的设计与分析》,《统计科学》,第4409-423页(1989年)
[35] Shumway,R。;Stoffer,D.,时间序列分析及其应用(2000),Springer Verlag·Zbl 0942.62098号
[36] Stabeno,P。;债券,N。;赫尔曼,A。;Kachel,N。;莫迪,C。;Overland,J.,阿拉斯加湾北部的气象学和海洋学,大陆架研究,24859-897(2004)
[37] Talagrand,O.,《观测同化,简介》,《日本气象学会期刊》系列2,75,81-99(1997)
[38] Tarantola,A.,《模型参数估计的反问题理论和方法》(2005),工业数学学会·Zbl 1074.65013号
[39] van der Merwe,R。;Leen,T。;卢,Z。;弗罗洛夫,S。;Baptista,A.,计算海洋学中基于超高维物理模型的快速神经网络代理,神经网络,20462-478(2007)
[40] 韦斯特,M。;Harrison,J.,贝叶斯预测和动态模型(1997),Springer Verlag·Zbl 0871.62026号
[41] 威克尔,C。;Berliner,L.,《数据同化的贝叶斯教程》,《物理D:非线性现象》,230,1-16(2007)·兹比尔1113.62032
[42] 威克尔,C。;Cressie,N.,时空卡尔曼滤波的降维方法,生物特征,86815-829(1999)·Zbl 0942.62114号
[43] 威克尔,C。;Holan,S.,多项式非线性时空积分差分方程模型,时间序列分析杂志,32,339-350(2011)·Zbl 1294.62225号
[44] 威克尔,C。;Hooten,M.,动态时空模型的基于科学的通用框架,Test,19417-451(2010)·Zbl 1203.37141号
[45] Wilkinson,R.,昂贵多元计算机实验的贝叶斯校准,(大尺度逆问题和不确定性量化(2011)),195-215
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。