垂直探测电离图的物理信息模糊聚类

本文提出了一种垂直探测电离图的物理信息模糊聚类方法，用于自动将电离图分离成适合进一步解释的描迹并确定其最佳数量。该模型不仅设计用于描迹数量已知的条件，也适用于描迹数量初步未知的扰动电离层条件。该方法基于用于聚类的期望最大化算法，以及参数化指定的点到参数化指定曲线的距离分布。用作描迹模型的曲线接近于抛物线电离层模型中的模型描迹。每个描迹的最终模型有六个参数：三个标准参数（临界频率、层的下边界及其半厚度），以及三个额外参数以考虑可能的底层效应。通过顺序增加描迹数量并优化其参数，该模型通过最小化修正的贝叶斯信息准则来找到电离图上描迹的最佳数量。序列最小二乘二次规划算法用于寻找单个描迹的参数。每个单描迹的宽度被假定为在拟合过程中找到的未知常数。为了提高电离图聚类的质量，在聚类之前执行自动自适应噪声滤波。这种滤波基于DBSCAN和高斯混合算法的组合。此外，为了在没有硬件分离寻常波和非常波分量的电离层测高仪上提高聚类质量，执行了属于非常波模式点的初步近似去除。