基于卷积神经网络的ICESat-2光子点云去噪分类

ICESat-2（Ice, Cloud, and land Elevation Satellite-2）是美国NASA（National Aeronautics and Space Administration）在2018年发射的激光测高卫星,其上搭载的激光测高系统ATLAS（Advanced Topographic Laser Altimeter System）采用微脉冲多波束光子计数激光雷达系统,因其低能耗、高探测灵敏度、高重复频率的特性极大改善了沿轨采样密度,但也使获取的数据中包含大量的噪声,如何有效实现光子点云去噪分类成为后续应用的关键,也是当前研究的热点和难点,为此本文提出一种基于卷积神经网络的光子点云去噪和分类算法。首先将光子点云按照沿轨和高程方向划分格网,去除明显的噪声光子,并将每个粗信号光子点栅格化为影像;然后基于少量样本构建的卷积神经网络分类模型实现光子点云精去噪和分类;最后利用机载激光雷达数据进行验证,并与ATL08产品的去噪分类结果进行对比。结果表明,对于裸地和森林区域,卷积神经网络算法均能有效去除噪声光子,特别对于森林区域,可同时实现去噪和分类;其中,裸地区域地表计算的R²和RMSE分别为1.0和0.72 m,森林区域地表和树冠计算的R²分别为1.0和0.70, RMSE分别为1.11 m和4.99 m。本文利用深度学习算法实现光子点云去噪分类,在裸地和森林区域均取得了较好的结果,为后续光子点云数据处理提供了参考。     

浙江东部火山岩地区的地层时代和划分

通过对浙东地区地层特征与划分、同位素年龄等综合分析,结合近年来的新资料,认为该区前寒武纪地层由太古宙地壳物质再循环重熔结晶形成;芝溪头变质杂岩原岩可能由古元古界八都(岩)群与石炭系—二叠系沉积地层组成,二者共同于晚二叠世—中三叠世发生变质作用;中生代大规模火山岩浆活动主要发生在早白垩世晚期:磨石山群形成于早白垩世晚期,以大规模喷发酸性火山岩为特征;永康群、天台群中的众多地层也主要形成于早白垩世晚期,是不同火山构造盆地(洼地)喷发—沉积的同期异相堆积物或同期同物异名地层,以双峰式火山岩、"红层"为特征。     

2022年青海门源M_(S)6.9地震前地电阻率变化分析北大核心CSCD

分别运用原始曲线分析法和归一化速率方法分析门源地震震中300 km范围内3个地电阻率台站数据变化。从原始曲线来看,金银滩台EW道临震前2个月出现大幅突跳及保留年变形态的趋势下降(-3.3%);山丹台NS道趋势下降(-1.9%)、EW道趋势上升(3.1%);武威小西沟台NS道趋势下降(-3.3%)、EW道趋势上升(2.8%),震后EW道趋势转平。而3个地电阻率台站归一化速率曲线在门源地震前均出现超过阈值的现象,但各自归一化速率形态存在差异。整点值突跳变化和日均值、月均值曲线加速变化、转折变化,尤其是上升至高值阶段出现的转折变化均可作为异常形态进行分析,以上变化不明显时需结合归一化速率方法提取异常。     

西南地区干旱河谷分布范围及分区统计分析

干旱河谷是我国西南地区复杂地形和气候条件综合作用下形成的特殊景观类型,明确西南干旱河谷的空间分布范围,掌握分区统计数据,对了解干旱河谷生态系统、分析相关自然和人文综合指标有重要意义。本文在前人研究的基础上,利用遥感与野外验证相结合的方法,划定了西南地区干旱河谷的空间分布范围,同时,分析了干旱河谷区的地形特征和干湿状况。研究结果表明:西南地区干旱河谷总长度约为6911.15 km,总面积约为26 451.61 km~2,涉及我国甘肃省、四川省、云南省以及西藏自治区4个省级行政区。在空间分布上由北至南依次分布在白龙江、岷江、大渡河、雅砻江、金沙江、澜沧江、怒江和元江,其中,金沙江干旱河谷面积最大,占西南地区干旱河谷总面积的44.36%,岷江干旱河谷面积最小,占西南地区干旱河谷总面积的2.74%。坡度大于25°的面积占西南地区干旱河谷总面积的55.00%,地形坡度区域差异显著,岷江干旱河谷区地形坡度较大,雅砻江干旱河谷区较为平缓。阳坡面积大于阴坡面积,阳坡面积占干旱河谷总面积的40.49%,阴坡面积占干旱河谷总面积的31.12%。干旱河谷区内气象观测站的干季干燥度指数(I_(aD))值在2.14～5.10之间,属于半干旱类型和干旱类型。本研究成果可为干旱河谷的进一步深入研究提供基础数据支撑。     

基于MODIS数据的淤泥质海岸水体指数比较与分析——以黄河三角洲海岸为例

淤泥质海岸地区具有独特且复杂的水体环境,深入分析水体指数在该区域的性能特点具有重要的科学意义。以黄河三角洲海岸为研究区,使用2008年、2009年和2015年的MODIS和Landsat遥感数据,从地表覆盖类型光谱特征的角度,比较分析6种水体指数(即NDWI,MNDWI,AWEInsh,AWEIsh,TCW和WI2015)的水体提取性能。通过ROC曲线得到各水体指数的最佳阈值,研究水体指数在淤泥质海岸地区的水体提取精度和提取误差,分析不同地表覆盖因素对水体提取性能的影响。研究结果表明,AWEInsh的水体提取效果最佳,总体精度达97. 29%,制图精度达96. 84%,用户精度达97. 69%。各水体指数提取海水的制图精度较高,均高于90%;陆地水体的提取效果一般,制图精度均低于80%; NDWI对潮滩水的识别能力较差,制图精度低于其他水体指数。各水体指数的陆地水体漏分率较高,海水和潮滩水体的漏分率较低,MNDWI的海水漏分率高于其他水体指数。潮滩土壤对水体提取性能的影响最大,其次为耕地土壤,稀疏植被、茂盛植被和建成区的影响最小。研究结果可为进一步开展淤泥质海岸水体变化监测与分析提供参考依据。     

NTCM广播电离层模型性能评估

对于全球卫星导航系统单频用户而言，广播电离层模型是改正电离层误差的主要方法之一。对NTCM-BC模型、MNTCM-BC模型、NTCM-Klobuchar模型和传统Klobuchar模型的性能进行了对比分析。结果表明，在一个太阳活动周期内，NTCM-BC和MNTCM-BC模型计算的垂直总电子含量精度相当，且精度最高，NTCM-Klobuchar模型次之，Klobuchar模型最低。在低纬度测站，NTCM系列模型较Klobuchar模型最高能减少20 TECU左右的误差。与Klobuchar模型相比，采用NTCM-BC和MNTCM-BC模型进行伪距单点定位，高程精度提高约38%，特别是太阳活动高峰期间，低纬度测站最高能提高3 m左右。     

三种经典夜间陆地雾遥感反演方法的适用性对比分析

相较于地面站点观测,卫星可以监测更大范围的夜间雾区分布,目前虽然已存在几种经典的夜间陆地雾遥感反演算法,然而其在我国大范围陆上的适用性尚不清楚。基于葵花8号（Himawari-8）静止气象卫星数据,分别利用双通道差值法、温度差值法及归一化大雾指数法反演了我国2016年1月—2018年12月的夜间陆地雾区,并用地面观测资料以鉴定成功评分、准确率、判识率和误判率为指标参数对雾区反演结果进行验证分析,讨论了三种反演方法的适用性。结果显示:1)三种夜间陆地雾反演方法在秋季和冬季反演效果最好,其中温度差值法的鉴定成功评分高、准确率高、误判率低,反演效果最好,双通道差值法的判识率高、误判率高,反演效果次之,归一化大雾指数法效果最差。2)三种方法对夜间陆地雾的反演在秋季和冬季的最佳适用区域略有不同,但都倾向于在平原和盆地达到最佳效果,如华北平原、长江中下游平原和四川盆地。3)两次雾过程的反演结果显示,温度差值法和双通道差值法对平原地区夜间雾的识别能力均较强,在具体雾过程反演中各有优势。     

商代含高放射性成因铅的青铜器矿料来源与古蜀三星堆在矿业贸易中的地位

含高放射性成因铅是商代青铜器的重要特征,但对其矿料来源的讨论众说纷纭,莫衷一是。本文收集了河南郑州商城、山西垣曲商城、湖北盘龙城、四川三星堆、陕西汉中（地区）、江西新干大洋洲、河南安阳殷墟和陕北（地区）覆盖整个商代的8个遗址/地区700件出土青铜器样品的铅同位素组成数据,并与全国606个Pb—Zn、Cu、Sn多金属矿床4025件矿石样品的铅同位素组成数据进行比对分析,探讨商代青铜器的矿料来源和古蜀国在矿业贸易中的地位。研究表明：（1）河南郑州商城、湖北盘龙城、陕西汉中、山西垣曲商城、河南安阳殷墟和陕北6个遗址/地区的青铜器很可能采用了含异常铅和正常铅的两类铅料;而四川三星堆与江西新干大洋洲出土的青铜器则主要采用了含异常铅的铅料。四川三星堆、陕西汉中和陕北3个遗址/地区出土的青铜器很可能采用了含异常铅和正常铅的两类铜料;而河南郑州商城、湖北盘龙城、山西垣曲商城、河南安阳殷墟与江西新干大洋洲出土的青铜器采用的铜料很可能以含正常铅为主,但不排除采用含异常铅铜料的可能性。（2）对比全国Cu、Pb—Zn、Sn及多金属矿床铅同位素资料,商代遗址出土的青铜器中的高放射性成因铅的铅料,最有可能来自四川云南交界处的MVT型Pb—Zn矿床;而含高放射性成因铅的铜料,则最可能来自四川云南交界处的IOCG型Cu矿和山西中条山铜矿峪Cu矿床。（3）综合三星堆遗址得天独厚的地理位置,三星堆青铜文明的兴衰时间及其与其他文化交流与贸易往来的路径,推测古蜀三星堆很可能是商代含高放射性成因铅的铅料及部分铜料贸易的大型中转地,商代含高放射性成因铅的青铜器的兴盛与衰落则很可能与三星堆青铜文明的开启与消亡有关。     

基于平行黏结模型的水-岩作用下砂岩蠕变模拟及损伤机制研究

为探明库水位周期性升降作用下消落带岩体蠕变损伤机制,基于PFC中的平行黏结模型(parallel bond model, PBM),考虑水-岩作用对黏结的弱化和材料特性随时间的变化,提出水-岩作用下砂岩蠕变的离散元模拟方法,并在室内试验基础上开展水-岩作用下砂岩蠕变模拟。研究结果表明：在破坏应力水平下,试样微裂纹扩展与蠕变应变规律相似,可分为衰减扩展阶段、稳定扩展阶段、加速扩展阶段,且随水-岩作用周期增加,加速扩展阶段的耗时占总耗时的比例增大;试样蠕变破坏时,随水-岩作用周期增加,剪切裂纹占比逐渐增加,微裂纹倾角分布逐渐分散,倾角分布在65°和115°附近的微裂纹逐渐增加,试样的张性破坏减弱,剪性破坏增强;水-岩作用下,试样能储存的最大胶结能不断降低,且储存相同胶结能时对应的应变不断增大,与实际岸坡在水-岩作用下岩体整体承载能力降低、变形增大的规律一致。提出的水-岩作用下砂岩蠕变模拟方法具有较好的可行性,为库岸边坡岩石在库水位升降影响下的模型研究提供理论基础。