人工神经网络方法估算海洋上混合层深度的初步研究

上混合层深度是海洋上层热力结构特征的重要参数.结合南海南部海区一连续温盐深观测站的实测资料和NCEP再分析风场资料,以海洋表层温度和风应力为输入,以温度差值判断方法计算所得上混合层深度为输出,采用BP神经网络和广义回归神经网络2种方法进行训练,建立了南海南部海区的上混合层深度人工神经网络计算模型.实验显示,两种模型仿真结果与温度差值方法计算结果均方根误差分别为3.58m、3.09m,线性相关分别达0.87、0.91,绝对误差分别为2.80m、2.37m,相对误差分别为9.40%、7.40%.这一结果表明,人工神经网络方法精度较高,是一种切实可行的上混合层深度估算方法.     

RS和GIS支持下的生态风险评估——以塔里木河下游为例

目前为止,生态风险评估还没有一套完整的方法体系。本文以我国最大的内陆河-塔里木河下游区段为研究区域,将遥感、地理信息系统等先进技术手段与模糊数学方法相结合,根据ERA框架和层次分析思想建立塔河下游植被的生态风险评估指标,运用模糊综合评判的方法进行塔河下游植被生态风险的遥感定量评估;在评估结果的基础上进行可视化分析。结果表明:在流域生态风险评估缺乏有效的定量评估方法的情况下,Fuzzy集合论与AH P方法结合的模糊综合评判方法是可行的,具有较高的科学性;运用遥感、地理信息系统等先进的技术手段,实现了评估结果的定性、定量和可视化。     

Evaluation of body weight of sea cucumber Apostichopus japonicus by computer vision

Apostichopus japonicus(Holothuroidea,Echinodermata) is an ecological and economic species in East Asia.Conventional biometric monitoring method includes diving for samples and weighing above water,with highly variable in weight measurement due to variation in the quantity of water in the respiratory tree and intestinal content of this species.Recently,video survey method has been applied widely in biometric detection on underwater benthos.However,because of the high flexibility of A.japonicus body,video survey method of monitoring is less used in sea cucumber.In this study,we designed a model to evaluate the wet weight of A.japonicus,using machine vision technology combined with a support vector machine(SVM) that can be used infield surveys on the A.japonicus population.Continuous dorsal images of free-moving A.japonicus individuals in seawater were captured,which also allows for the development of images of the core body edge as well as thorn segmentation.Parameters that include body length,body breadth,perimeter and area,were extracted from the core body edge images and used in SVM regression,to predict the weight of A.japonicus and for comparison with a power model.Results indicate that the use of SVM for predicting the weight of 33 A.japonicus individuals is accurate(R~2=0.99) and compatible with the power model(R~2=0.96).The image-based analysis and size-weight regression models in this study may be useful in body weight evaluation of A.japonicus in lab and field study.     

Effects of an artificial oyster shell reef on macrobenthic communities in Rongcheng Bay,East China

An artificial oyster shell reef was deployed in Rongcheng Bay, East China. However, the effects of this reef on the surrounding macrobenthic communities were unknown. We compared sedimentary factors, macrobenthic biomass, abundance, and community composition and ecological indicators between the reef and non-reef areas over a one year period. The mean values for chlorophyll a （Chl a）, total organic matter （TOM）, total organic carbon （TOC）, and total nitrogen （TN） content in surface sediments in the reef area were slightly higher than those in the non-reef area. The Chl a levels differed significantly between the two areas, but the TOM, TOC, and TN were not significantly different. The abundance of crustaceans was significantly different between the two areas, but the abundance and biomass ofpolychaetes, echinoderms, mollusk did not differ significantly. The permutational multivariate analysis of variance （PERMANOVA） revealed that the macrobenthic community differed significantly through time and analysis of similarity multivariate analyses （ANOSIM） revealed that the macrobenthic community differed significantly in some months. The ecological indicators revealed that the environmental quality of the reef area was slightly better than that of the non-reef area. Overall, our results suggest that the artificial oyster shell reef may change the macrobenthic community and the quality of the environment. Despite the lack of an effect in the short term, long-term monitoring is still needed to evaluate the effects of artificial oyster shell reefs on macrobenthic communities.     

高光谱大气红外探测仪(AIRS)反演大气不稳定度指数在强对流天气个例中的应用试验

使用探空、NCEP-FNL,数据和高光谱分辨率大气垂直探测仪(AIRS)标准反演数据计算大气不稳定度指数,对2011年6月23日北京强对流天气发生前的本地及上游大气中不稳定能量进行分析研究。分析发现:利用08、14和20时探空数据计算的北京站不稳定度指数显示了在"6·23暴雨"过程发生前后北京上空不稳定能量变化,上游关键区无探空数据;利用NCEP和AIRS数据计算的不稳定度指数显示,强对流天气发生前,在北京的上游关键区大气处于极端不稳定状态(K指数大于40,SI指数小于一5),有利于强对流天气发生。文章的研究结果表明,探空数据时空分辨率较低,不利于监测强对流天气的发生;质量控制后AIRS数据计算的不稳定度指数可以监测对流天气的发生;空间分辨率较低的NCEP数据监测小范围大气不稳定层结能力较低。综上所述,AIRS反演产品具有弥补探空资料时空分辨率不足的优势,利用AIRS L2反演产品计算晴空大气不稳定度指数产品可以监测到"6·23暴雨"天气发生前上游关键区大气层结稳定度状态,为预报员决策提供有效的辅助信息。     

元谋干热河谷浅沟测量方法比较与精度评价

为探究不同测量方法获取浅沟数据的精度,本文以元谋干热河谷区浅沟为例,采用RTK、三维激光扫描、近景摄影测量等多种测量方法获取浅沟数据,建立DEM并提取浅沟形态参数,对比近景摄影测量以不同方式获取标记坐标后建立DEM的差异,同时以测针板实测浅沟横剖面为参照,对比分析不同测量方法获取浅沟横剖面的精度。结果表明：RTK获取密度较低的点数据,建立的DEM较粗糙,仅体现沟缘大致走向;近景摄影测量+RTK方法测得的DEM高程整体低于近景摄影测量+全站仪所得DEM高程;利用三维激光扫描仪和近景摄影测量+全站仪两种方法获取数据所提取的浅沟形态参数精度较高;对比浅沟横剖面,横剖面近景摄影测量+全站仪测量所得与实测横剖面重合度较高。因此,利用近景摄影测量+全站仪进行浅沟测量,在精度、效率等方面优势较大。     

湖北天门谭家岭遗址全新世中晚期气候变化及其对人类活动的影响

石家河文化是长江中游地区早期文明演化进程中的重要阶段,然而目前对于石家河文化的绝对年代尚存有分歧,对该时期环境特征与人类文明相互关系的研究也较少.选择石家河文化典型遗址——谭家岭遗址为研究对象,经美国NSF-Arizona AMS实验室对该遗址剖面AMS 14C年龄的测定,并结合石家河文化的相对年代,可知石家河文化的绝对年代定在4 800~4 100 cal. a BP比较合适;通过对该遗址剖面的地球化学元素分析,借助主成分分析、环境C值等统计分析方法,结果表明:本区在4 850~4 300 cal. a BP间,元素的第二主成分、环境C值和Mg/Ca比值处于高值段,反映气候相对温暖湿润,同时反映人类活动的指标F₁和F₃得分也处于高值段,表明人类活动较强;在4 300~4 124 cal. a BP间,元素的第二主成分、环境C值和Mg/Ca比值处于低值段,揭示气候进入相对寒冷干旱时期,同时F₁和F₃得分显著降低,指示人类活动减弱,石家河文化走向衰败.本文研究结果表明距今4300a暖湿转为干冷气候背景下的洪水事件可能促使石家河文化走向衰败.      

用曲面插值方法建立海洋局部地磁场模型

地磁场模型是地磁场的数学表达式，国内外已有多种建立地磁场模型的方法，对于局部地磁场模型来说，应用比较多的是多项式方法和曲面样条函数方法。讨论了基于曲面样条函数建立局部地磁场模型的原理和方法，并在实测数据基础上对模型的精度进行了验证。     

碧林中无人值守的天文台——记石家庄首个远程操控天文台的建设历程

石家庄这些年的空气质量可谓世人皆知,因此对于石家庄的天文爱好者来说如果想要进行一次可行的天文观测并不容易。近几年来,包括笔者在内的许多天文同好们一直都是搭伴驾车前往西部山区寻找合适的地点进行游击观测。露天的环境、严苛的气候、低下的效率都为观测带来了不小的困难。因此我们在一年多以前就在筹划建立一座固定的观测台站。     

退耕还林(草)、封山禁牧对传统农牧业的冲击与对策--以北方农牧交错带的皇甫川流域为例

在皇甫川流域生态及自然地理综合调查的基础上,同步进行了退耕还林(草)、封山禁牧等政策运行情况和农户生产、生活情况的调查。在农户调查数据的基础上,通过皇甫川流域农业现状的相关矩阵分析,研究了当地农牧业在生态和经济上的不合理性,以及面对冲击发展草产业、推行圈养舍饲的必要性与对策。