黄海绿潮多源卫星遥感业务化监测需求分析与系统设计

在分析黄海绿潮卫星遥感监测需求基础上,设计了绿潮多源卫星遥感业务化监测系统。系统设计包括:卫星数据源选择,多源卫星影像绿潮信息提取方法、多源监测结果融合方法和绿潮信息提取总体流程,系统功能模块设计,系统研发语言和平台选择,以及监测报告、数值模拟初始场等产品的设计。为其后的系统研发中的中低分辨率信息提取、多源监测结果信息融合等关键问题提供了解决思路和方法。系统研发后可为黄海绿潮防灾减灾应急决策提供及时、准确、全面的绿潮监测信息。     

江苏重点海域绿潮漂移扩散数值模拟

江苏海域是绿潮灾害的多发海域,本文利用MIKE3模型建立了江苏辐射沙洲重点海域三维水动力模型,并采用实测资料对模型进行验证和率定;在水动力模型的基础上建立绿潮漂移扩散模型,对江苏海域绿潮漂移路径进行了模拟并与卫星遥感监测的结果进行对比。对比结果表明,模型24 h和48 h模拟结果与卫星遥感图像分析结果较吻合,模型能为江苏海域绿潮的预警预报提供一定参考。     

黄海绿潮发生过程监测

本文综合采用船舶和MODIS-TERRA卫星遥感监测手段对2015年绿潮发生过程进行全程监视,并系统地调查了南黄海绿潮藻显微繁殖体分布情况。船舶监测结果显示,4月份,零星漂浮状绿潮藻在南黄海如东海域首次出现,组成种类包括浒苔(U.prolifera)、曲浒苔(U.flexuosa)和缘管浒苔(U.linza),之后,绿潮逐步呈现块状分布和大规模带状分布特征,同时逐步向大丰、射阳和滨海等黄海中部海域漂移,并且漂移过程中绿潮藻种类逐渐减少,射阳与滨海未发现除浒苔(U.prolifera)外的其他绿潮藻。卫星遥感监测结果与船舶监测相类似,5月19日,卫星遥感首次在盐城近岸海域监测到小规模漂浮绿潮,之后绿潮分布面积与覆盖面积迅速增大,并向北漂移至山东半岛近岸,覆盖与分布面积峰值分别为594 km~2和52700km~2;直至7月中下旬,绿潮逐渐消亡。南黄海显微繁殖体分布特征与绿潮漂移轨迹相吻合,且3-7月份南黄海显微繁殖体均由浒苔(U.prolifera)、曲浒苔(U.flexuosa)和缘管浒苔(U.linza)组成,3月至5月份,显微繁殖体核心密集区主要分布在南黄海江苏近岸海域的辐射沙洲区域,其分布峰值高达960 ind·L~(-1);随着绿潮向北漂移,6月份显微繁殖体核心密集区亦逐步向北移动,于射阳海域达到峰值(308 ind·L~(-1))。本研究较为清楚地描述了黄海绿潮年度发生过程,为进一步揭示黄海绿潮快速暴发机制和周期性规律提供基础。     

基于VB-FAH指数的黄海绿潮遥感监测及对比研究

目前绿潮遥感监测手段大多基于单一遥感数据,局限性很大,为了弥补监测中空间分辨率和时间分辨率低的问题,基于多源遥感数据,结合虚拟基线高度浮藻指数VB-FAH(virtual-baseline floating macro Algae height)和人工辅助判读方法,对2015—2016年黄海发生的绿潮(大型绿藻——浒苔(Ulva prolifera))进行了动态监测,并利用两景同步影像比较了高分一号卫星WFV(GF-1 WFV)数据和资源一号04星WFI(CBERS-04 WFI)数据的监测结果,同时也对卫星影像监测和船载监测结果进行了比较。结果表明:CBERS-04 WFI数据的监测结果与GF-1 WFV数据相比产生了15.3%~37.32%的相对偏差,主要原因是空间分辨率的差异导致的混合像元效应。对卫星影像监测结果与船测数据进行叠加对比,可以发现在Ⅲ级以上的绿潮数量级中卫星影像的监测精度较高。绿潮暴发的过程持续100 d左右,4月底—5月初绿潮开始在苏北浅滩浊水区出现,随着外界因素逐渐达到适宜生长的条件,绿潮不断生长直至暴发,并随黄海表层流向北漂移,直至山东半岛南部沿岸,7月份和8月份是绿潮的消亡阶段,8月中旬绿潮基本消亡。本研究成果提高了监测精度,可为绿潮的防控提供有效的信息支持。     

基于变分水平集方法的浒苔绿潮面积信息提取

绿潮面积信息提取是绿潮遥感监测中极其重要的环节,其结果将直接影响后续的统计分析和预测预警工作。目前科研人员一般基于传统阈值方法对绿潮面积信息进行提取,其提取结果具有不稳定、效率低、人为因素影响大等缺点。针对上述问题,本文基于变分水平集的对偶方法和分裂Bregman投影方法对绿潮面积信息进行了提取,并提出一种对上述两种方法提取出的绿潮面积信息结果进行量化的新方法。分别基于传统阈值方法、变分水平集的对偶方法和分裂Bregman投影方法进行了3幅影像的绿潮信息提取实验,对提取结果进行了比对分析。实验结果表明,对分辨率较高的卫星遥感数据,无论从运行效率还是从绿潮面积信息提取结果的精确性及稳定性上,基于变分水平集的对偶方法和分裂Bregman投影方法均优于基于传统阈值方法。     

基于船载无人机的绿潮漂移速度估算与分析

无人机遥感具有应用灵活、不受云层干扰以及时空分辨率高的显著优势。为探索无人机在海洋灾害监测中的应用,本文以科考船为起降平台,首次基于无人机获取的双时相绿潮正射影像,开展了黄海绿潮漂移速度的估算研究。同时对比了卫星影像提取的速度结果,并探讨了风与潮流对海上绿潮漂移的驱动。研究发现:(1)可见光波段的漂浮藻类指数能高精度地提取无人机可见光影像中的绿潮(kappa 系数=0.95);(2)无人机遥感估算3个站位的绿潮漂移速率为0.26～0.44 m/s,漂移方向在1天之内变化明显;(3)绿潮短时间内的漂移受到风与潮流的共同影响,漂移方向与M₂分潮的潮流方向基本一致,位于风向右侧1°～62°。基于船载的无人机航测,能高精度地估算绿潮漂移速度,为精细化的绿潮灾害预警与防控提供技术支撑。     

2008 年与2009 年黄海绿潮漂移路径分析

利用卫星资料分析了2008年和2009年黄海绿潮的漂移路径的差异,基于QSCAT(Quick Scatterometer)卫星风场及海洋模式表层环流模拟结果,分析了绿潮漂移路径差异的动力机制。结果表明:2008(2009)年绿潮发生期间黄海海域以南东(偏南)风为主,江苏至山东半岛南岸海域表层平均流为偏北(东北)向,青岛附近海域低频余流为偏西(东)向流,致使绿潮的漂移方向为西北(东北)向,在青岛(烟台-威海)近岸海域发生聚集。2008年和2009年绿潮漂移路径差异,主要由海面风与表层环流的共同作用引起。通过对黄海海域海面风场和表层流场的早期预报,可以提前预判绿潮的影响区域和程度,为政府相关部门防灾减灾工作提供决策支持。     

遥感和GIS技术在黄河中上游流域湿地信息提取中的应用

本文在分析黄河中上游研究区域ETM 遥感影像数据特征的基础上,利用遥感与地理信息系统软件处理遥感影像的方法,对图像数据进行了几何校正和融合处理,采用遥感图像多源信息复合、遥感图像解译专家系统和GIS技术相结合的解译方法.实现了湿地信息的提取,提取的总精度高达88.11%,Kappa系数为0.8764,比单纯的采用监督分类精度提高了20%,获得了理想的结果,为黄河中上游地区生态环境可持续发展提供决策支持。     

基于哨兵2号卫星遥感影像的2018年苏北浅滩漂浮绿藻时空分布特征研究

黄海浒苔绿潮自2007年以来连年暴发，但对漂浮绿藻在其源地—苏北浅滩的分布、发生和发展过程仍缺乏精细刻画。本文主要采用哨兵2号卫星遥感影像，对2018年苏北浅滩的漂浮绿藻信息进行提取，结合地形、微波+红外融合海表温度和CCMP海面风场数据，分析了影响漂浮绿藻时空分布的重要环境因子。结果表明:漂浮绿藻于5月23日在苏北浅滩南部首次通过遥感影像被探测到，在6月逐渐向北发展扩大，在7月中旬消失。漂浮绿藻最早可追溯至浅滩中心紫菜养殖筏架区边缘，而后沿潮沟形成宽度为10～200 m、断续绵延数十千米的条带。在黄海绿潮发展过程中，浅滩持续向北及外海输送漂浮绿藻。在浅滩以北，漂浮绿藻的分布和漂移与海面风向一致。本研究结果可为黄海绿潮的早期预警和防控提供依据。     

基于高分四号卫星的黄海绿潮漂移速度提取研究

静止轨道卫星高分四号（GF-4）具有高时间分辨率（20 s）和高空间分辨率（50 m）的独特优势。为了挖掘GF-4卫星在海洋灾害监测中的应用潜力，本文基于2016年6月25日1天4景的GF-4卫星影像，利用最大相关系数法（MCC），开展了黄海绿潮漂移速度提取研究，分析了海面风场、潮汐等对绿潮漂移的影响。研究发现:（1）MCC方法可高精度自动追踪GF-4影像中绿潮的分钟级（8~9 min）位置变化，绿潮漂移速率和方向的相对偏差分别为11%和5%；当2景GF-4影像的成像时间间隔增大至小时级（如6 h）时，随着绿潮斑块形状的改变，MCC方法绿潮自动追踪的准确性下降。（2）绿潮在1天之中的漂移速率和方向可发生显著变化，当日上午9时黄海绿潮漂移速率均值为（0.36±0.13）m/s，方向以东南向为主，至15时，绿潮漂移速率显著增加至（0.69±0.12）m/s，方向变为东北偏北。（3）绿潮漂移速度与海面风速的相关系数为0.74，绿潮漂移方向为风向偏右；绿潮的向岸、离岸运动与相应时刻的涨、落潮具有较好的对应关系。GF-4卫星数据可为绿潮快速漂移的高精度监测提供数据支撑。     

营口市海水浴场资源环境容量分析

营口市位于辽宁省的中南部,面对渤海的辽东湾,背依鞍山市平原丘陵,东邻辽东崇山峻岭,西接盘锦市沿海平原,有辽河蜿蜒人海,海岸线绵延曲折。由于受海洋、河流的影响．营口市四季分明,气候宜人,蕴藏着丰富的滨海旅游资源,海蚀景观、地质珍迹、人文景观等资源各显异彩;尤其是海水浴场,条件极为优越,与国际上一流的海水浴场相比．毫不逊色,在某些特征上还稍胜一筹。     

A method of estimation of the results of reconstruction of the trajectories of drifting buoys

A method for the estimation of the results of reconstruction of the trajectories of drifting buoys is proposed. It is based on the comparison of the estimates of power spectral densities for the components of current velocity computed according to three data sets: the data set of the coordinates of a drifting buoy with a built-in GPS receiver, the data set of coordinates formed on the basis of the first set but with data missing and observational errors corresponding to the actual trajectory measurements by the Argos satellite location and data collection system by the Doppler method, and the data set of coordinates obtained as a result of interpolation of the second set. As an example, we consider the procedure of realization of the proposed method and demonstrate the efficiency of its application for the improvement of the reliability of reconstruction of the trajectories of drifting buoys.     

Estimates of fishery potentials of the EEZ of India

An attempt has been made to estimate the fishery potentials of the EEZ of India on the basis of data on primary and secondary production. The total column primary production and zooplankton production have been calculated to be 265·9 and 9 million tonnes of carbon per year, respectively. From these values the fishery potential has been estimated as 2·5 million tonnes per year. To this, if we add the estimated demersal fish catch, being 1·2 million tonnes per year, the total potential yield comes to 3·7 million tonnes per year. Since the present average total catch is about 1·6 million tonnes in a year, the fish catch could be doubled.     

韩国的海岸带综合管理

1992年，联合国21世纪议程提出了综合管理的概念，并认为它是海岸管理的最重要目标，而海岸管理的目的就是改进业已存在的管理实践的效率和效果。在21世纪议程的实施过程中，沿海国家面临着巨大的困难，即：为了使综合管理在实践中具有可操作性而建立适合的政府机构。韩国正是在国家范围和次一级区域进行这项工作的实验场所。这项工作的最重要成就是在1996年成立了具有综合协调各涉海部门职能的韩国海洋事务与渔业部（MOMAF）。这篇文章的内容主要来自于这些观察，即韩国政府为建立海岸带综合机制而进行了各种努力，特别是1992年联合国环发大会召开后到1997年初海洋事务与渔业部成立了海岸带管理处这段时间里开展的各种工作，文章重点在于评价在建立海岸带综合机制的过程中综合的概念是如何被应用并被挑战的。文章提出了在东亚地区沿海国家开展合作的可能区域的建议。     

天然气水合物地球化学特征

天然气水合物是在低温、高压以及有足够气体供应条件下形成的一种天然气(主要为甲烷)与水组成的似冰状固态化合物。天然气水合物中包含的甲烷碳是全球甲烷资源的重要组成部分,是一种数量巨大的潜在能源[1]。而且由于甲烷的温室效应,天然气水合物分解释放的甲烷进入大气中会严重     

海鸟系列CTD数据预处理分析

介绍了海鸟系列温盐深测量仪(CTD)原始数据预处理的方法和步骤,解释各个过程中的原理,根据规范和工作实际对处理过程中存在的问题进行分析,提出解决方案,针对资料的标准化提出建议和意见。     

A model of the dynamics of the ecosystem of the Sea of Azov

We use many-year archival observations of hydrologic and hydrobiologic state of the Sea of Azov for the identification of the structure of a model of its ecosystem. The ecosystem model, supplemented with expert estimates of bioresource consumption (fish reserve), contamination level, and possible ecologic fines for violation of the sea natural state, is formalized by the method of system dynamics. Hereat, the major part of influence functions is found in terms of observational data with application of self-organization algorithms. We also present the results of simulated experiments with the model of the ecosystem, which enable us to analyse scenarios of its behaviour under the influence of various external factors (wind, river discharge, water exchange with the Black Sea, etc.). Translated by Peter V. Malyshev and Dmitry V. Malyshev     

Analysis of photographic images of the structure of the surface of the sea near a speck of light

Values of root mean square slope ₀ and its variations -₀ are estimated using the brightness field of an image of the surface of the sea near a speck of light. When ₀ and -₀ are defined it is highly important to take into account direct as well as dissipated solar radiation.The space-time analysis of the structure of the image brightness field is performed. This gives an opportunity to estimate dispersion relationship and the running effect of a brightness contrast packet. Comparison of the parameters obtained with the theoretical dispersion ratio of internal waves (IW) allows one to make a conclusion that IW surface manifestations are recorded in a frame.UDK 551.463.5     

Hierarchy of the models of classical mechanics of inhomogeneous fluids

The methods of perturbation theory and integral representations are used to analyze the general properties of a system of equations of the mechanics of inhomogeneous fluids including the equations of momentum, mass, and temperature transfer. We also consider various submodels of this system, including the reduced systems in which some kinetic coefficients are equal to zero and degenerate systems in which the variations of density or some other variables are neglected. We analyze both regularly perturbed and singularly perturbed solutions of the system. In the case of reduction or degeneration of solutions, the order of the system decreases. In this case, regularly perturbed solutions are preserved (with certain modifications) but the number of singularly perturbed components participating in the formation of the boundary layers on contact surfaces and their analogs in the bulk of the fluid, i.e., the elongated high-gradient interlayers, decreases. The interaction between all components of the currents is nonlinear, despite the fact that their characteristic scales are different.