热红外热像仪测量温度的误差分析和修正

红外热像仪具有非接触、精度高、直观、可实时大范围地观测表面温度的优势,对表面温度的测量研究较为适合.但由于环境和被测物体的材质、表面几何结构和观测角度的影响,会使成像上表现的温度测量值结果产生一定的误差.本文通过理论分析并结合多次使用热像仪进行公路热环境观测的经验,总结了野外应用热像仪进行精确测量时需要注意的问题和降低误差的手段,并借鉴遥感图像处理方法提出了对整幅热像的温度进行逐像元修正的方法,得到较好的订正效果.     

渤海湾西部沿岸地区气温特征的观测研究

在渤海湾西岸沿着垂直于海岸的方向从海边向内陆设置了4个自动气象观测站,以10 min为时间间隔观测地面1.5 m处气温.结合邻近气象台站的温度观测,分析渤海湾沿岸气温的时空变化特征.结果表明:秋、冬季气温升降迅速,夏季气温升降缓慢;冬季和夏季气温日较差小,秋季气温日较差大;日平均气温与日最低气温从海边向内陆逐渐降低,日最高气温和气温日较差从海边向内陆逐渐升高;夏季海陆风日的气温时空变化显著,海边地区的气温日变幅小,内陆地区的气温日变幅大,海陆温差随着离岸距离的增加而加大;秋、冬季海陆风日的海边和内陆之间的气温日变幅小,海边和内陆之间的海陆温差变幅基本相当;海陆风环流影响海岸地区气温的时间范围主要是海陆风日,空间范围从海边伸向内陆10 km左右,最大范围从海边伸向内陆50～60 km左右.     

2005年渤海海冰冰厚热力增长特征实验的个例研究

认识渤海海冰冰厚热力增长特征,是开发利用海冰资源的理论基础.本文通过2005年1月12日-27日在辽东湾鲅鱼圈和渤海湾黄骅海冰现场实验个例研究得出:鲅鱼圈的累积冰厚平均日增量1.33 em/d,平均冰厚日变化为3 cm;黄骅的累计冰厚平均日增量为0.54 cm/d,平均冰厚变化22.3 cm;冰厚从0 cm增长到10 cm所需的时间为鲅鱼圈5 d左右,黄骅10 d左右;冰厚日变化与日平均气温和日平均冰温与之间相关性显著,但冰厚对气温和冰温降低的反应有一定的滞后性;当环境温度持续下降时,累积冰厚与累积气温之间有显著的正相关,当环境温度上升时,累积冰厚与累积气温之间相关性逆转.     

应用Hyperion图像监测渤海海冰

对所获取的2008年冬季的辽东湾西岸海域含有海冰的Hyperion高光谱图像进行了大气校正,得到了反射率图像。用ISODATA(Iterative Self-Organizing Data Analysis Technique)聚类分析方法对反射率图像进行计算机自动分类,并结合实测的同时期的海冰反射率光谱确定了不同海冰类型的分布范围。根据不同类型海冰的厚度特征,得到了海冰厚度分级分布图和海冰厚度图。结果表明,Hyperion图像可以区分光谱有区别的冰型,无法区分浮冰和固定冰,可以更清晰地显示出海冰的光谱反射率,与实测光谱曲线更加相似,优于MODIS多光谱图像。同时,用主成分分析方法对海冰Hyperion图像进行了分析。海冰Hyperion图像中,各个波段之间的相关系数都较大,光谱维信息冗余度较大,其中30波段贡献率最高。     

渤海平整海冰多角度反射光谱特征

近些年来,遥感技术在渤海海冰的监测中发挥了举足轻重的作用。海冰的反射特征是利用光学遥感监测海冰的基础。在晴空条件下,对盛冰期渤海辽东湾东部3种典型的平整海冰的半球-方向反射率因子(hemispherical directional reflectance factor,HDRF)进行了测量,并计算了相应的各向异性因子(anisotropy factor,ANIF),结果表明,只有在太阳光入射主平面内的前向反射方向附近,半球-方向反射率因子与各向异性因子才会迅速增加,而在其他方向上两者的变化不明显。平整海冰的厚度和内部结构等因素会影响HDRF和ANIF随波长变化的特征,在350~1 350 nm波段,厚度较小且表面光滑的平整海冰的HDRF值相对较小,而厚度较大的平整海冰的HDRF值相对较大。在350~950 nm波段,厚度较小且表面光滑的平整海冰ANIF相对较大,而厚度较大的平整海冰的ANIF值相对较小。以上结果充分说明海冰对太阳光入射辐射的反射是冰-气界面的反射与冰体内部的散射的综合结果。     

双斜管浮子式水位平衡装置

介绍了双斜管浮子式水位平衡装置的结构、工作原理和主要技术指标。该装置对各类水库及特殊河道的水位数据采集具有较好的使用价值。     

农牧交错带不同土地类型土壤动物生态特征研究——以内蒙古卓资山为例

对内蒙古中部农牧交错带不同土地类型土壤动物进行研究,发现线虫占绝对优势,个体数占总个体数的64.95%.线虫个体数在不同土地类型的差异显著.线虫、蜱螨类和弹尾类构成研究区中小型土壤动物的优势类群.天然草地各生境土壤动物的类群数和个体数均高于撂荒地、半裸露坡地和裸露坡地.大型和中小型土壤动物的类群数和个体数的垂直分布具有表聚性.根据土壤动物聚类分析的结果,可将采样的6个生境分为3类:天然草地、人类干扰停止后自然恢复的坡地和裸露坡地.CCA排序表明土壤含水量对中小型土壤动物类群分布影响最大.土地利用方式相近的生境,土壤动物种类组成和个体数量相似程度较高.土壤动物组成的差异能够较好地反映土地类型的差异.     

渤海模型冰运动特征的现场观测研究

Sea ice drift is mainly controlled by ocean currents, local wind, and internal ice stress. Information on sea ice motion, especially in situ synchronous observation of an ice velocity, a current velocity, and a wind speed, is of great significance to identify ice drift characteristics. A sea ice substitute, the so-called "modelled ice", which is made by polypropylene material with a density similar to Bohai Sea ice, is used to complete a free drift experiment in the open sea. The trajectories of isolated modelled ice, currents and wind in the Bohai Sea during non-frozen and frozen periods are obtained. The results show that the currents play a major role while the wind plays a minor role in the free drift of isolated modelled ice when the wind is mild in the Bohai Sea. The modelled ice drift is significantly affected by the ocean current and wind based on the ice–current–wind relationship established by a multiple linear regression. The modelled ice velocity calculated by the multiple linear regression is close to that of the in situ observation, the magnitude of the error between the calculated and observed ice velocities is less than12.05%, and the velocity direction error is less than 6.21°. Thus, the ice velocity can be estimated based on the observed current velocity and wind speed when the in situ observed ice velocity is missing. And the modelled ice of same thickness with a smaller density is more sensitive to the current velocity and the wind speed changes. In addition, the modelled ice drift characteristics are shown to be close to those of the real sea ice, which indicates that the modelled ice can be used as a good substitute of real ice for in situ observation of the free ice drift in the open sea, which helps solve time availability, safety and logistics problems related to in situ observation on real ice.     

渤海湾西部沿岸地区气温特征的观测研究

在渤海湾西岸沿着垂直于海岸的方向从海边向内陆设置了4个自动气象观测站,以10 min为时间间隔观测地面15 m处气温。基于这些野外观测数据和邻近气象台站的温度观测数据,对渤海湾沿岸地区气温的时空变化特征进行了分析。结果表明：秋、冬季气温升降迅速,夏季气温升降缓慢;冬季和夏季气温日较差小,秋季气温日较差大;日平均气温与日最低气温从海边向内陆逐渐降低,日最高气温和气温日较差从海边向内陆逐渐升高;夏季海陆风日的气温时空变化显著,海边地区的气温日变化幅度小,内陆地区的气温日变化幅度大,海陆温差随着离岸距离的增加不断加大;秋、冬季海陆风日的海边和内陆之间的气温日变化幅度小,海边和内陆之间的海陆温差变化幅度基本相当;海陆风环流影响海岸地区气温的时间范围主要是海陆风日,空间范围初步确认是从海边伸向内陆10 km左右,估计最大范围可能是从海边伸向内陆50~60 km左右。     

基于遥感数据的渤海海冰面积提取订正模型研究

为了获取准确的海冰信息，利用高空间分辨率和高时间分辨率数据相结合的方法来测算海冰面积，在假设TM海冰面积是比较准确的前提下，用TM海冰面积来订正MODIS和NOAA／AVHRR海冰面积，以提高这两种高时间分辨率遥感资料对海冰面积的判别精度。选取2003年2月5日的TM、MODIS和NOAA／AVHRR数据，在这3个图像上分别选择20个样本，然后进行了海冰面积的线性回归分析，得到的海冰面积提取订正模型。并分别以此两种模型为基础，对2002年12月8日至2003年2月26日和2005年2月1日至2月11日冬季渤海海冰面积进行修正，并将由MODIS和NOAA／AVHRR提取的海冰面积、用模型订正后和国家海洋环境预报中心给出的海冰面积做了详细的比较。结果表明：线性回归可以提高海冰信息的提取精度。此研究为海冰防灾减灾和海冰资源量估算提供依据。