天津
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近日，南京信息工程大学海洋科学学院海洋数值模拟和观测团队在基于卫星观测的海洋三维环境要素重构领域取得新进展，相关文章Dual U-Vision-Transformer for reconstructing the three-dimensional eddy-resolving oceanic physical parameters from satellite observations发表于遥感领域的权威期刊International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation。论文第一作者为董昌明教授博士后谢华荣博士，通讯作者为董昌明教授，中国海洋大学徐青教授为合作者。
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海洋三维观测资料是开展海洋学动力研究的重要基础。近年来，伴随多源异构海洋数据的爆炸式增长，人工智能为海洋三维环境要素重构研究提供了新思路。然而，现有海洋三维重构模型时空分辨率相对较低，难以全面揭示海洋中尺度过程的三维精细结构和高频演变；同时面向海洋中小尺度现象研究需求的重构研究相对较少，且存在依赖于先验知识、未充分考虑动力现象自身结构等问题。本研究提出了一种涡分辨率的海洋三维环境要素重构模型DUViT，其重构的南海三维温盐流场与GLORYS12V1再分析资料具有高度一致的空间分布模态，三维温度、盐度和水平流场的平均均方根误差分别为0.039℃、0.017 psu和 0.012 m/s，模型精度优于现有海洋三维重构模型。与现场观测相比，DUViT重构的海水温盐剖面相关系数超过0.94，能够很好地追踪海洋中尺度涡的垂向特征和演变。DUViT模型还可以有效地重现海洋中尺度涡的三维结构，并区分模态水涡与一般反气旋涡。
图1 模型重构的南海次表层温盐流场与GLORYS再分析资料的对比
图2 模型重构的反气旋涡内海水温盐剖面与Argo浮标观测的对比
图3 模型重构的南海三维模态水涡
通过充分利用不同空间分辨率海面遥感观测的互补信息，DUViT模型实现了由海盆尺度至中尺度的海洋三维温盐流场的准确重构，及中尺度现象三维结构的精确刻画。高分辨率卫星观测与DUViT模型的结合能够实现不同尺度海洋现象的准确三维重构，将为边缘海和开阔大洋的动力学研究提供新的视野。
Xie, H., Dong, C., Xu, Q., 2025. Dual U-Vision-Transformer for reconstructing the three-dimensional eddy-resolving oceanic physical parameters from satellite observations. Int. J. Appl. Earth Obs. Geoinfo. 136, 104382.
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作者简介
谢华荣，海洋科学学院博士后，博士毕业于河海大学。主要从事基于人工智能和海洋遥感的海洋三维环境要素重构、海洋中小尺度现象探测与反演、海洋灾害预报等研究工作。主持国家资助博士后研究人员计划，并在IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing、International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation等国际期刊发表多篇论文。
文图 | 谢华荣
编辑 | 楚现英
责编 | 李杰鹏 席雷
审核 | 董济海
信息来源：南京信息工程大学海洋科学学院。
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