CAREER: Data Assimilation for Massive Spatio-Temporal Systems Using Multi-Resolution Filters
CAREER: Data Assimilation for Massive Spatio-Temporal Systems Using Multi-Resolution Filters
批准号:
1654083
负责人:
Matthias Katzfuss
金额:
$40.0万
依托单位:
依托单位国家:
美国
项目类别:
Continuing Grant
财政年份:
2017
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2017-03-01 至 2023-02-28
中文摘要
该奖项支持的研究将为具有不同程度非线性的大型时空系统的数据同化提供强大和可扩展的开放源码软件。它将在包括天气预报、气候研究、可再生能源和污染监测在内的许多科学领域利用数据同化改进推理、预测、诊断、缩小尺度和校准,对社会产生直接影响。尽管数据同化具有很高的重要性和高度的统计性质,但在这一研究领域缺乏统计学家。因此,这个项目的教育部分围绕着弥合统计学和数据同化社区之间的差距,并让更多的统计学家参与到后者中来。主要研究人员将开发对高维状态进行过滤推理的方法,这些方法在线性和非线性环境中的表现可以超过现有方法。新的方法是基于多分辨率近似的,这是一种最先进的空间协方差近似方法,在多分辨率下使用许多自适应的、紧支撑的基函数。这些方法的算法实现是高度可扩展的,并且可以充分利用大规模并行高性能计算系统的优势。这些方法的验证、测试和比较将使用从不同复杂程度的模型中模拟的真实观测进行。
英文摘要
The research supported by this award will produce powerful and scalable open-source software for data assimilation in large spatio-temporal systems with varying degrees of nonlinearity. It will lead to improved inference, forecasts, diagnostics, downscaling, and calibration using data assimilation in many fields of science with direct impact on society, including weather forecasting, climate studies, renewable energy, and pollution monitoring. Despite the great importance and highly statistical nature of data assimilation, there is a lack of statisticians involved in this research area. Thus, the educational component of this project revolves around bridging the gap between the statistics and data-assimilation communities, and getting more statisticians involved in the latter.The principal investigator will develop approaches for filtering inference on high-dimensional states that can outperform existing methods in linear and nonlinear settings. The novel approaches are based on the multi-resolution approximation, a state-of-the-art method for spatial covariance approximations that employs many adaptive, compactly supported basis functions at multiple resolutions. Algorithmic implementations of the methods are highly scalable and can take full advantage of massively parallel high-performance computing systems. Validation, testing, and comparison of the methods will be carried out using realistic observations simulated from models of varying complexity.
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Ensemble Kalman filter updates based on regularized sparse inverse Cholesky factors
基于正则化稀疏逆 Cholesky 因子的集成卡尔曼滤波器更新
DOI:
10.1175/mwr-d-20-0299.1
发表时间:
2021
期刊:
Monthly Weather Review
影响因子:
3.2
作者:
[Boyles, Will, Katzfuss, Matthias]
通讯作者:
Katzfuss, Matthias
High-Dimensional Nonlinear Spatio-Temporal Filtering by Compressing Hierarchical Sparse Cholesky Factors
通过压缩分层稀疏 Cholesky 因子进行高维非线性时空滤波
DOI:
10.6339/22-jds1071
发表时间:
2022
期刊:
Journal of Data Science
影响因子:
--
作者:
[Chakraborty, Anirban, Katzfuss, Matthias]
通讯作者:
Katzfuss, Matthias
DOI:
10.1214/19-sts755
发表时间:
2021-02-01
期刊:
STATISTICAL SCIENCE
影响因子:
5.7
作者:
[Katzfuss, Matthias, Guinness, Joseph]
通讯作者:
Guinness, Joseph
DOI:
--
发表时间:
2022-02
期刊:
J. Mach. Learn. Res.
影响因子:
--
作者:
[Jian Cao;J. Guinness;M. Genton;M. Katzfuss]
通讯作者:
Jian Cao;J. Guinness;M. Genton;M. Katzfuss
Scalable spatio-temporal smoothing via hierarchical sparse Cholesky decomposition.
通过分层稀疏 Cholesky 分解进行可扩展的时空平滑。
DOI:
10.1002/env.2757
发表时间:
2022
期刊:
Environmetrics
影响因子:
1.7
作者:
[Jurek, M.]
通讯作者:
Jurek, M.
共 19 条
World Meeting of the International Society for Bayesian Analysis 2022
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批准号:2206934
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$1.2万
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财政年份:2022
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负责人:Matthias Katzfuss
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依托单位:
Collaborative Research: Scalable Gaussian-Process Methods for Spatial Statistics and Machine Learning
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批准号:1953005
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$17.99万
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财政年份:2020
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负责人:Matthias Katzfuss
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依托单位:
Statistical Analysis of Massive Spatio-Temporal Datasets Using Distributed Computing
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批准号:1521676
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$25.0万
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财政年份:2015
-
负责人:Matthias Katzfuss
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依托单位:
国内基金
海外基金
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Scalable Learning and Optimization: High-dimensional Models and Online Decision-Making Strategies for Big Data Analysis
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批准号:--
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项目类别:合作创新研究团队
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资助金额:--
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批准年份:2024
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负责人:姚韬
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依托单位:
Data-driven Recommendation System Construction of an Online Medical Platform Based on the Fusion of Information
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批准号:--
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项目类别:外国青年学者研究基金项目
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资助金额:--
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批准年份:2024
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负责人:江洋子
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依托单位:
Development of a Linear Stochastic Model for Wind Field Reconstruction from Limited Measurement Data
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:40万元
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批准年份:2020
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负责人:Vikrant Gupta
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依托单位:
基于Linked Open Data的Web服务语义互操作关键技术
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批准号:61373035
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项目类别:面上项目
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资助金额:77.0万元
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批准年份:2013
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负责人:冯志勇
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依托单位:
Molecular Interaction Reconstruction of Rheumatoid Arthritis Therapies Using Clinical Data
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批准号:31070748
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项目类别:面上项目
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资助金额:34.0万元
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批准年份:2010
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负责人:Christine Nardini
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依托单位:
高维数据的函数型数据(functional data)分析方法
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批准号:11001084
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:16.0万元
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批准年份:2010
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负责人:周迎春
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依托单位:
染色体复制负调控因子datA在细胞周期中的作用
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批准号:31060015
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2010
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负责人:莫日根
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依托单位:
Computational Methods for Analyzing Toponome Data
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批准号:60601030
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:17.0万元
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批准年份:2006
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负责人:Axel Mosig
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依托单位: