Jacobians of single-scattering optical properties of super-spheroids computed using neural networks

散射 单次散射反照率 光学 计算 人工神经网络 基质(化学分析) 计算机科学 折射率 计算物理学 物理 算法 材料科学 人工智能 复合材料
作者
Jinhe Yu,Lei Bi,Wei Han,DeYing Wang,Xin Zhang
出处
期刊:Optics Express [Optica Publishing Group]
卷期号:30 (21): 38513-38513 被引量:1
标识
DOI:10.1364/oe.471821
摘要

In atmospheric aerosol remote sensing and data assimilation studies, the Jacobians of the optical properties of non-spherical aerosol particles are required. Specifically, the partial derivatives of the extinction efficiency factor, single-scattering albedo, asymmetry factor, and scattering matrix should be obtained with respect to microphysical parameters, such as complex refractive indices, shape parameters and size parameters. When a look-up table (LUT) of optical properties of particles is available, the Jacobians traditionally can be calculated using the finite difference method (FDM), but the accuracy of the process depends on the resolution of microphysical parameters. In this paper, a deep learning scheme was proposed for computing Jacobians of the optical properties of super-spheroids, which is a flexible model of non-spherical atmospheric particles. Using the neural networks (NN), the error of the Jacobians in the FDM can be reduced by more than 60%, and the error reduction rate of the Jacobians of the scattering matrix elements can be more than 90%. We also tested the efficiency of the NN for computing the Jacobians. The computation takes 30 seconds for one million samples on a host with an NVIDIA GeForce RTX 3070 GPU. The accuracy and efficiency of the present NN scheme proves it is promising for applications in remote sensing and data assimilation studies.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
哈哈发布了新的文献求助10
刚刚
403333发布了新的文献求助10
刚刚
如意的代真完成签到,获得积分10
1秒前
goodgoodstudy发布了新的文献求助10
1秒前
cai完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
2秒前
呀呀呀发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
zzh发布了新的文献求助10
4秒前
复杂的凝蝶完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
馄饨大王发布了新的文献求助10
4秒前
WXY发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
jiangjing发布了新的文献求助30
6秒前
6秒前
6秒前
安静灵阳完成签到,获得积分10
6秒前
暮封发布了新的文献求助10
7秒前
小黑给小黑的求助进行了留言
7秒前
李圣诞发布了新的文献求助10
7秒前
psyxu发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
孤独凡霜发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
橘子发布了新的文献求助10
9秒前
Zhuzhu完成签到 ,获得积分10
9秒前
852应助哈哈哈哈哈采纳,获得10
9秒前
9秒前
daihia7发布了新的文献求助10
9秒前
ySX应助zzh采纳,获得10
9秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 2000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6392115
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8207633
关于积分的说明 17373473
捐赠科研通 5445613
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2879077
邀请新用户注册赠送积分活动 1855518
关于科研通互助平台的介绍 1698589