無跡加權集合卡爾曼濾波及其在土壤濕度同化中的應用

摘要：在土壤濕度模擬研究領域,現有的數據同化方法均存在一定缺陷,為此,基于集合卡爾曼濾波(EnKF)方法和無跡變換,提出了無跡加權集合卡爾曼濾波(UWEnKF),增加了對結果影響較大的集合成員的權重,且集合成員關于均值對稱。結合一維Richards方程在梅林流域開展了同化表層土壤濕度的實時同化實驗,驗證了其有效性。結果表明:①一維Richards方程可以較好地模擬出土壤濕度的動態變化過程;②在土壤濕度模擬過程中引入數據同化方法,可以提高土壤濕度的模擬精度,但同化效果與模擬精度有關;③UWEnKF同化方法能夠顯著改善土壤濕度的模擬結果,比EnKF同化方法效果更佳。總之,UWEnKF是一種有效的、切實可行的數據同化方法,是提高土壤濕度模擬精度的有效手段。