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Enregistrement W4402356953 · doi:10.1175/jtech-d-23-0144.1

Implementing Superresolution of Nonstationary Tides with Wavelets: An Introduction to CWT_Multi

2024· article· en· W4402356953 sur OpenAlexaff
Matthew Lobo, David A. Jay, Silvia Innocenti, Stefan A. Talke, Steven L. Dykstra, Pascal Matte

Notice bibliographique

RevueJournal of Atmospheric and Oceanic Technology · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueImage and Signal Denoising Methods
Établissements canadiensEnvironment and Climate Change Canada
Organismes subventionnairesPacific Northwest National Laboratory
Mots-clésWaveletRemote sensingContinuous wavelet transformComputer scienceResolution (logic)Environmental scienceGeologyMeteorologyWavelet transformArtificial intelligencePhysicsDiscrete wavelet transform

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Tides are often nonstationary due to nonastronomical influences. Investigating variable tidal properties implies a trade-off between separating adjacent frequencies (using long analysis windows) and resolving their time variations (short analysis windows). Previous continuous wavelet transform (CWT) tidal methods resolved tidal species. Here, we present CWT_Multi, a MATLAB code that 1) uses CWT linearity (via the “response coefficient method”) to implement superresolution, i.e., resolving tidal constituents beyond the Rayleigh criterion; 2) provides a Munk–Hasselmann constituent selection criterion appropriate for superresolution; and 3) introduces an objective, time-variable form of inference (“dynamic inference”) based on time-varying data properties. CWT_Multi resolves tidal species on time scales of days, and multiple constituents per species with fortnightly filters. It outputs astronomical phase lags and admittances, analyzes multiple records, and provides power spectra of the signal(s), residual(s), and reconstruction(s); confidence limits; and signal-to-noise ratios. Artificial data and water levels from the Lower Columbia River Estuary (LCRE) and San Francisco Bay Delta (SFBD) are used to test CWT_Multi and compare it to harmonic analysis programs NS_Tide and UTide. CWT_Multi provides superior reconstruction, detiding, dynamic analysis utility, and time resolution of constituents (but with broader confidence limits). Dynamic inference resolves closely spaced constituents (like K1, S1, and P1) on fortnightly time scales, quantifying impacts of diel power peaking (with a 24-h period, like S1) on water levels in the LCRE. CWT_Multi also helps quantify the impacts of high flows and a salt barrier closing on tidal properties in the SFBD. On the other hand, CWT_Multi does not excel at prediction, and results depend on analysis details, as for any method applied to nonstationary data. Significance Statement Ocean tides, especially in coastal and estuarine systems, are often nonstationary, in the sense that the mean and standard deviation of tidal properties vary over time, usually in response to some nontidal process. We introduce here a MATLAB code, CWT_Multi, that uses wavelet transforms to resolve both tidal species and constituents on time scales from a few days to months. Our code accommodates multiple scalar time series and has typical tidal analysis features like constituent selection and inference, plus two forms of uncertainty analyses. It is flexible, allowing the user to adapt analysis properties to diverse datasets. CWT_Multi is applicable to many problems involving time-variable tides, including sea level rise, compound flooding, sediment transport, and wetland habitat analyses. Application to vector data is a straightforward extension, but further development of our uncertainty analysis is merited. Because nonstationary tidal analysis is rapidly advancing, we also define the features of a “well-formed” analysis code.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,006
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,008
Score d'incertitude au seuil0,028

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,006
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0080,003

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,008
Tête enseignante GPT0,264
Écart entre enseignants0,257 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations14
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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