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基于克里格重构的区域地磁变化场短时预测模型
摘要：
地磁变化场的短时预测是地球物理学领域的研究热点之一。本文研究基于克里格重构的区域地磁变化场短时预测模型。首先对相关研究进行了综述，并介绍了克里格重构方法。然后，根据克里格重构方法，构建了基于克里格重构的区域地磁变化场短时预测模型。通过实验验证，该模型可以有效地预测地磁变化场的短时变化趋势，具有一定的实用价值。
关键词：地磁变化场、短时预测、克里格重构、预测模型
引言：
地球的磁场是由地球内部产生的，是地球与外部环境相互作用的重要组成部分。地球磁场的几何形态和强度随地球内部和外部条件的变化而发生变化。地磁场的变化会对电磁环境产生影响，影响到无线电通信、卫星导航、地球物理勘探等工程应用。因此，地磁变化场的研究具有重要意义。
地磁变化场的预测是地球物理学领域的研究热点之一。短时预测是指对于未来数小时至数天内的地磁变化趋势进行预测。目前，短时预测方法主要包括时间序列分析、人工神经网络、支持向量机等。但是，这些方法都需要大量的数据训练和模型优化，存在运算量大、计算速度慢、预测结果不准确等问题。
克里格重构方法作为一种插值方法，可以利用现有的少量数据，通过插值方法得到全部场数据。该方法适用于各种不规则场的插值，具有简单易用、模型复杂度低、预测精度高等优点。因此，本文基于克里格重构方法，构建了基于克里格重构的区域地磁变化场短时预测模型。
克里格重构方法原理：
克里格重构方法是一种基于空间数据插值的方法。其基本原理是根据现有数据的空间分布情况，寻找到空间上与待插值点最相近的若干参考点，然后根据这些参考点的数据推断待插值点的数据。在确定参考点时，克里格插值方法假定参考点之间是正则格点分布的，即函数在每个格点上的值是未知的。因此，对于任意两个格点之间的距离，可以计算出它们之间的协方差，以此来刻画该格点上的函数值。
克里格重构方法步骤：
1.根据现有数据的分布情况，确定一个相邻观测点的数目，即K值。
2.利用K值确定半径，在半径内计算权重，权重越大，则该点的参考度越高。
3.根据参考点间的距离和相邻观测点的观测值计算出一个权重系数，在半径内所有数据点计算出权重系数。
4.根据权重系数给待插值点附上函数值。
基于克里格重构的区域地磁变化场短时预测模型构建：
该模型的构建主要包括以下几个步骤：
1.数据采集和预处理：在各个地磁台站采集地磁变化场数据，并进行预处理。预处理包括去除信号中的噪声，处理信号中的孔洞。
2.克里格重构：对于某一片区域内的地磁数据，在已知的数据点上进行插值，得到区域内的完整地磁变化场。
3.预处理之后的地磁数据集成到一个数据库中。预处理包括去除信号中的噪声、处理信号中的孔洞。
4.建模和预测：利用已知的历史数据训练预测模型。以历史数据作为训练数据，通过克里格重构方法构建区域地磁变化场数据。接下来，利用已知的历史数据和预测模型，对未来短时段的地磁变化场进行预测。
5.模型评估：通过与真实的地磁变化场数据进行比较，评估预测模型的精度和可靠性。
实验结果分析：
通过实验发现，克里格重构方法可以有效地预测地磁变化场的短时变化趋势，在一定程度上具有实用价值。本文所提出的基于克里格重构的区域地磁变化场短时预测模型可以有效地预测未来数小时至数天的地磁变化趋势，对于地面勘探、卫星导航和无线电通信等工程实践具有一定的指导意义。
结论：
本文基于克里格重构方法，构建了基于克里格重构的区域地磁变化场短时预测模型。通过实验验证，该模型可以有效地预测地磁变化场的短时变化趋势，在实际工程应用中具有广泛的应用前景。