基于物理关联深度学习的海浪浪高预测方法

精确的海浪有效波高（简称浪高）预测对于海上生产生活具有重要意义。针对现有海浪浪高预测模型对不同海洋要素间关联信息考虑不足,以及长时序浪高数据本身存在非平稳性的问题,本文设计了一种考虑物理约束与差值约束的海浪浪高时间序列预测方法。该方法基于风速与浪高之间的物理关联,设计物理约束,并通过提取差分信息设计差值约束,结合现有基于深度学习的时间序列预测模型,实现浪高预测。采用黄海和东海的6个不同站点浮标数据进行了大量实验。实验结果表明,本文提出的方法可以利用海洋要素间的物理关联,有效提高浪高预测精度,并避免因不同要素间融合造成的信息间干扰;同时,利用差值约束,限制时间序列预测结果的变动范围。本文方法可以与不同类型的时间序列预测模型相结合,显著提升原有模型的性能,并在长时间序列的预测中体现出很好的鲁棒性,为海洋要素预测中物理与数据驱动模型的有效结合提供了思路和验证。     

海水溶解氧标准指数计算新方法

溶解氧是海水水质评价的一个重要参数。但是,我国现行的溶解氧单因子标准指数计算方法,存在方法原理及科学依据不甚明确、评价结果有时不合理等问题,不能准确地反映海水水质状况。一般污染物的标准指数与其质量浓度呈正比关系,而溶解氧的标准指数与溶解氧质量浓度呈反比关系。基于这一反比关系及其他相关的科学研究事实,提出了溶解氧标准指数计算的新方法,该方法克服现行溶解氧单因子标准指数计算方法的缺点,并具有方法原理明确、逻辑推导清晰、评价结果合理且具有可比性、使用简便等优点,适用于海水溶解氧标准指数计算和水质评价,亦可应用于淡水体系。     

基于单水声信标距离量测的匹配定位方法

水声通信和测距能力是实现水下航行器准确定位的重要技术手段。当前基于水声定位的方法主要有利用测距和测向功能的水声定位技术以及水声测距辅助导航技术，二者的系统物理复杂度都比较高。本文提出了一种基于单水声信标距离量测的匹配定位方法，航行器在水声信标测距覆盖范围内，利用航行过程中多次测距信息构建测距圆序列形成位置约束，基于航位推算导航信息，将航行器在连续测距时间段内的相对航迹在圆序列上进行最优匹配，从而获得位置估计，通过对测距误差进行补偿可进一步提升定位精度。本方法所需物理系统结构复杂度低、可操作性强，仿真实验表明，该方法可以独立实现较高精度的定位。     

刘公岛海洋牧场底层海水溶解氧浓度的变化特征

由于缺乏长期观测资料,前人对山东半岛邻近海域海水溶解氧的时间变化和空间分布特征的研究较少。本文基于威海刘公岛海洋牧场于2016年7月20日至2017年3月14日期间,利用生态环境实时在线观测系统获得的底层海水的温度、盐度、水深、溶解氧数据,分析了该牧场海水溶解氧浓度的时间变化特征及其影响因素,并探讨了低氧灾害发生的可能性。结果表明在观测期间,该牧场海水溶解氧浓度以季节变化为主,冬季最大、夏季最小,其中2月份平均值最高,约为10.86mg/L,8月份平均值最低,约为5.91mg/L。同时海水溶解氧浓度也存在显著的小时变化和日变化,且变化幅度于8月份最大、3月份最小。影响海水溶解氧浓度变化的主要因素是海水温度,溶解氧浓度随着温度的季节性变化而变化。夏季,水体分层会使溶解氧浓度发生大幅度的降低,大风过程对于溶解氧浓度也有一定的影响,通过打破夏季的季节性温跃层使水体发生垂向混合从而为海底提供氧气,但大风过程之后的几天会出现溶解氧浓度降低的现象。本次研究发现刘公岛海洋牧场在观测期间不存在低氧现象。     

面向对象的产品物料清单多视图定义技术研究

为了实现产品全生命周期中的物料清单(BOM)数据的一致性和协同性，在阐述了企业中BOM数据的主要使用部门的基础上，分析了企业BOM的主要使用类型、功能需求和技术特点。提出了BOM视图和BOM视图空间的基本定义，讨论了BOM视图空间的主要类型。基于单一数据源的思想，采用面向对象的建模方法，定义了BOM对象模型和BOM对象的主要视图类型及其关键属性。该技术的应用对于实现CIMS环境下的BOM信息集成具有重要的意义。     

基于空气介质的光学溶解氧传感器便捷校准方法研究

基于荧光猝灭原理的光学溶解氧传感器可获得海水溶解氧时空数据,被广泛应用于海洋环境长期监测,但因其在贮存期间和布放期间会发生"贮存漂移"和"测量漂移",需要进行校准.现有的实验室校准方法周期长、操作复杂.本文研究了光学溶解氧传感器在空气和水体两种不同介质中的响应特性,提出一种利用空气介质的光学溶解氧传感器现场校准方法,并...     

海洋多要素长时间序列的motif规则树构建方法研究

对海洋数据进行挖掘能够有效地预测海洋灾害事件。海洋监测数据具有时序长、间隔短、多要素间强关联的特点，对长时间序列进行直接分析挖掘速度慢、效率低，现有方法大多采用符号化时间序列方法，但可能导致部分信息丢失且破坏 要素间的关联性。本文定义了时间序列 motif，用于发现时间序列中重复出现的，先前未知的局部信息，解决了符号化导致的信息丢失的问题，实现了时间序列 motif 的精确快速提取。通过构建 motif 规则树，实现了海洋多要素时间序列间强关联规则的挖掘。最后，给出关联规则评价参数，同随机游走数据对比后，证明了本文方法的有效性。     

海洋环境影响评价中溶解氧评价方法的改进初探:以官井洋为例

2014年官井洋增养殖区溶解氧含量在4.24~8.62 mg/L之间,平均值为6.70 mg/L,在夏季形成低氧环境(5 mg/L),使得鲍鱼在养殖中受到溶解氧影响,虽影响不大(溶解氧标准指数不超过1.5),应引起重视。水温对全年溶解氧含量变化起到主要因素。海洋环境影响评价中溶解氧评价方法的改进:1)首先在《环境影响评价技术导则地面水环境》(HJ/T 2.3-1993)中饱和溶解氧含量计算公式基础上增加盐度影响因子,统一饱和溶解氧含量的计算方法;2)并针对现有评价方法存在赋值不正常以及结果无法描述实际情况等的不足,在建议修改《海水水质标准》中溶解氧的分类范围的基础上,提出新的溶解氧标准指数算法,并将取样层次内所有(或特定)生物安全生存的溶解氧浓度作为溶解氧评价标准。     

多视图协同的海洋多要素环境数据关联关系分析方法

海洋事件离不开各要素环境数据的共同作用,获取要素之间的关联关系从而进行海洋事件的预报预测,是一个亟待解决的问题。为此,本文提出一种多视图协同的关联关系分析方法来度量海洋各要素数据间的关联关系。首先,在传统平行坐标技术的基础上增加刷技术、轴排序等功能对海洋多要素数据进行初步探索,同时引入散点矩阵图展示各要素的分布;其次,以平行坐标中数据线间的角度、面积以及散点图中要素分布的距离为差异度量方式,对计算得到的差异构建相似性矩阵;再次,采用多维标度法得到原始多要素数据在低维空间中的表达;最后,使用K-means算法对降维后的低维度数据进行聚类分析。本文提出的方法从视觉角度对数据进行分析和特征挖掘,并得到高维数据在低维空间上的可视化展示,实现了有效量化海洋数据不同要素间的相关关系。     

面向海洋时序数据异常模式发现的多视图协同可视分析

如何发现多要素海洋环境时序数据中蕴含的由自然现象导致的异常模式,进而实现对海洋事件发生的有效预测,是一个亟待解决的问题。本文提出了一种面向海洋环境时序数据异常模式挖掘的多视图协同可视分析方法,首先计算出多要素数据间的相似性矩阵,通过多维标度法(Multi-Dimensional Scaling, MDS)投影降维,将投影结果通过密度聚类（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise, DBSCAN）生成时序MDS聚类视图,表达多要素数据的时序特征,用于发现多要素叠加后的异常模式;其次,再基于相似性矩阵计算每个要素熵值,生成与时序MDS聚类视图对应的多要素信息熵视图,表达每个要素在时序上的不确定性,用于确定不同要素对异常模式的贡献度;最后,针对异常模式,提供由对应原始数据投影生成的焦点平行坐标视图,进一步的分析要素之间的相关性强弱和数据内部具体的变化趋势。将本文方法应用于东山台站（23.9N、117.5E）、遮浪台站（22.6N、115.5E）附近海洋数据,发现数据由台风造成的异常模式和要素之间的相关性,证明本文提出的多视图可视分析方法的有效性,方法具备发现多要素时序数据蕴含的异常模式的能力。     

测试仪和碘量法测定海水溶解氧含量的比较与分析

文章通过用SMARTROLL~(TM) RDO测试仪和碘量法测定海水中溶解氧含量,分析两种方法间系统偏离差异的显著程度。探讨SMARTROLL~(TM) RDO测试仪业务化应用的可行性,在保证监测质量的前提下,切实提高监测工作效率。结果表明,SMARTROLL~(TM) RDO测试仪和碘量法两种方法间系统偏离差异不显著,所测结果的精密度相等,建议将其应用到日常海洋监测工作中去。     

关于图的强Helly性质

给出图的点团二分图和边团二分图具有强Helly性质的充分必要条件,证明了使点团二分图具有强Helly性质的图的团贪心性和团不变性。     

Use of an optical oxygen sensor to measure dissolved oxygen in seawater

The use of an optical oxygen sensor to measure dissolved oxygen in seawater was investigated. The sensor is based on the dynamic quenching of an oxygen-sensitive fluorochrome embedded in the tip. Dissolved oxygen in seawater samples collected from eight stations at depths ranging from 3000 to 6000 m was analyzed both with the optical sensor and by the Winkler titration method. The two sets of data did not differ significantly. The stability and simplicity of the method and the good agreement of the results with those of the titration method indicate that the sensor would be useful for fieldwork.     

基于荧光猝灭溶解氧传感器的校准方法研究

溶解氧是海洋水质监测的常规关键参数,基于荧光猝灭原理研制的溶解氧传感器具有准确度高、稳定性好和可长期在线测量等优点,已经被广泛用于海水溶解氧浓度监测.针对传感器可能发生的数据漂移和显著偏差可能造成的准确度问题,本文设计了一套专门的校准装置和校准方法.通过严格控制校准水体的温度和溶解氧浓度,测量待校准传感器和参比传感器的...     

湄洲湾海域夏秋季水质状况

１９９２年夏季和秋季对湄洲湾海域水质进行两期的调查研究，除观测主要水文气项目外，重点调查水化学要求，监测项目：盐度、ＰＨ、溶解氧、化学耗氧量、生化需氧量、无机氮、活性磷、石油类等。本文将调查数据整理分析。     

西港海洋牧场底层海水溶解氧浓度时变特征

利用海底有缆在线观测系统获得的连续实时观测数据，研究了2016年6月2日至10月22日期间威海市西港海洋牧场底层海水溶解氧浓度的时间变化特征，并探讨了其影响机制。结果表明，观测期间底层海水溶解氧浓度整体呈先减小后增大的变化趋势，其变化范围为2.99 mg/L至11.43 mg/L，均值约为6.65 mg/L。进一步分析表明：（1）底层海水饱和溶解氧浓度的变化并不显著，于6月出现过饱和现象；（2）海水温度是底层海水溶解氧浓度日际变化和月变化的主要影响因素；（3）7月至8月中旬，在季节性温跃层抑制垂向混合和水温升高的共同影响下，底层溶解氧浓度总体呈下降趋势；（4）日平均风速与日平均海水溶解氧浓度的相关性并不显著，但大风期间底层海水溶解氧浓度存在先升高后降低的变化特征；（5）底层海水溶解氧浓度的日变化以全日周期为主，可能主要受生物过程、垂向混合扩散和潮流输运等日变化的影响。本研究对于进一步探讨山东半岛海洋牧场区域海水溶解氧的时空分布特征及其影响机制具有重要意义。     

基于双路图卷积的黄河三角洲湿地地物分类研究

黄河三角洲湿地地物精确分类对湿地资源的保护、开发和利用具有重要意义。目前的湿地分类算法大多存在着全局信息利用不足,地物类型边界不易区分等问题,导致分类精度不高。针对此问题,本文提出了基于双路图卷积的黄河三角洲湿地地物分类算法,包括图结构数据构建模块、特征提取与融合模块两部分。图结构数据构建模块,设计欧式图表示光谱值之间的绝对差异,衡量不同地物类型,设计余弦图表达不同像素光谱波形之间的差异,用以区分不同的地物边界;特征提取与融合模块,利用图卷积聚合全局信息,对欧式图利用双层图卷积进行特征提取,对余弦图使用图U-Net网络进行特征提取,之后将两个特征融合,得到同时具有光谱值绝对差异和光谱波形差异的融合特征,最后进行分类。在CHRIS和GF5两个数据集的实验结果表明,本文所提算法在黄河三角洲湿地地物分类中取得了具有竞争力的分类结果。     

灰色聚类法评价长江口、杭州湾海域表层海水中的重金属污染程度

通过2007年秋季航次我国近海海洋环境的综合调查,研究了长江口与杭州湾海域表层海水中重金属汞、砷、铜、铅、锌、镉、总铬的含量与分布,利用灰色聚类法对海水中的重金属元素进行评价。参照《国家海水水质标准GB3097-1997》,通过灰类白化权函数确定海水水质分级界限及各参评指标对不同等级的聚类权,构建了海水中重金属的灰色聚类法综合评价模型。该模型能够较客观、合理地评价海水中的重金属。评价结果表明,长江口与杭州湾海域表层海水中的重金属总体情况良好,但是汞、铅含量偏高,尤其是汞。长江口外以北、杭州湾北岸口外及舟山群岛邻近海域的海水水质相对较差,陆源排污为主要影响因子。     

前三岛海域国家级水产种质资源保护区海水环境质量评价

为更好地保护和发展前三岛海域国家级水产种质资源保护区,文章根据2015年8月和2016年8月2个航次的监测数据,对该保护区海水的化学需氧量和营养盐等监测项目进行连续分析,并运用营养指数法、营养状态质量指数法和潜在性富营养化评价法,对该海域的海水环境质量进行综合评价。研究结果表明:总体来看,前三岛海域海水环境质量处于良好状态,且2016年8月优于2015年8月。     

面状矢量空间数据匹配技术研究

数据匹配技术是空间数据集成与融合中的关键技术。对面积相似度进行了描述，对面积相似度进行了几何度量上的定义，提出了基于面积相似度的数据匹配思路。最后，以面状目标为研究对象，以城市居民地的大比例尺数据为例，对基于面积相似度的面状要素数据匹配算法进行了试验与分析。