基于双谱滤波的综合脉冲星时算法研究

毫秒脉冲星的自转频率非常稳定,提供了一种独立的基于遥远自然天体并能持续数百万乃至数十亿年的时间基准,具有稳定性强、运行时间长、服务范围广等特点.为了减弱毫秒脉冲星计时观测中各种高斯噪声对脉冲星时的影响,研究了一种基于双谱滤波的综合脉冲星时构建算法,处理分析了国际脉冲星计时阵(International Pul-sar Timing Array,IPTA)最新发布的4颗毫秒脉冲星(PSR J0437-4715、J0613-0200、J1713+0747和J1909-3744)的观测数据,分析了不同时间尺度综合脉冲星时的稳定性,并与构成国际原子时(International Atomic Time,TAI)的4家授时单位原子钟稳定性进行了比较.结果表明:双谱滤波算法能够较好地抑制观测噪声,提高综合脉冲星时的稳定性.相比于经典加权算法,综合脉冲星时1 yr、10 yr稳定度从7.77×10^-14、8.56×10^-16分别提高到1.50×10^-14、3.50×10^-16,单脉冲星时稳定性的提升也类似.同时发现,综合脉冲星时稳定性在5 yr及以上时间尺度上优于原子钟稳定性,可用于改善当前原子时的长期稳定性.     

基于引文分析法的“点-轴系统”理论研究述评

论文采用引文分析法,对陆大道院士所著《关于“点-轴”空间结构系统的形成机理分析》一文的349篇引文进行分析,从引文数量、引文作者、发文期刊、研究案例地、学科领域、研究主题、引用动机7个方面,探究“点-轴系统”理论的研究现状。结果表明：自2002年以来,“点-轴系统”理论的引文数量整体呈上升趋势,研究主题聚焦于区域经济和旅游发展;研究案例地以省级和市级中观尺度为主,多为单一型研究区,主要集中在西北丝绸之路经济带、东北辽宁经济圈、西南藏滇川渝、东部长三角四大热点区域;引文质量普遍较高,并且具有多学科交叉应用的特点,但批判性思考和创造性提升相对较少。基于此,论文从拓展研究和实践应用2个角度对“点-轴系统”理论未来发展进行了展望,以期为相关研究提供参考。     

基于多元统计分析的渔山列岛潮间带软体动物功能群和次级生产力比较

渔山列岛于2008年成为国家级海洋生态保护区,为了解渔山列岛保护区内潮间带软体动物次级生产力的时空变化。于1982年和2010年的3个季节(春、夏、冬)在渔山列岛进行潮间带软体动物调查,采用多元统计分析软体动物时空差异,以Brey经验公式计算分析软体动物次级生产力(P值,P/B值)。结果表明,年际间物种食性结构发生了明显的改变,1982年潮间带软体动物对次级生产力贡献率最大的物种有单齿螺(Monodonta labio)、锈凹螺(Chlorostoma rustica),占软体动物总次级生产力的42.88%,2010年潮间带软体动物对次级生产力贡献率最大的物种有覆瓦小蛇螺(Serpulorbis imbricata)、条纹隔贻贝(Septifer virgatus),占软体动物总次级生产力的75.96%。1982年,年均栖息密度为2758ind/m2,年均生物量为2100.26g/m2,年均次级生产力为240.04g/(m2·a),年均P/B值为0.63a–1;2010年,年均栖息密度为699ind/m2,年均生物量为1101.85g/m2,年均次级生产力为94.82g/(m2·a),年均P/B值为0.55a–1。多因素方差分析表明软体动物次级生产力年际间差异显著(F=5.761,P0.05),季节间和潮位间差异都不显著(F=0.135,P0.05;F=2.076,P0.05),P/B的值较低,表明该海域软体动物世代更替速度较慢,2010年的P/B值(0.55a–1)低于1982年的P/B值(0.63a–1),表明近30年来群落结构受到影响。     

基于ArcGIS Engine与ArcGIS Server的海域定级信息管理系统设计与开发

以Visual Studio 2012为平台,利用ArcGIS Engine强大的空间分析功能,以C#为开发语言结合第三方插件设计开发海域定级决策子系统,实现了不同用海方式海域的自动化定级,对海域定级基础数据、过程数据和结果数据进行综合管理,构建了一个具有一定实用价值的海域定级信息管理系统原型;此外,利用WebGIS将海域定级决策子系统分析生成的结果数据发布成服务,实现海域定级信息共享子系统。本研究为海域定级提供智能化平台,提高对海域定级及评估效率,有利于海洋可持续发展。     

椒江口海域围填海强度及环境影响分析

文章对近10年来椒江口两岸主要的围填海工程进行了统计,利用基于围填海强度等级控制理念的围填海潜力评估方法,对椒江口海域的围填海强度及围填海潜力进行了定量评估,并对其造成的环境影响进行了分析。分析结果显示,椒江口海域虽然仍有一定的围填海潜力,但围填海压力较大,椒江口大规模的围填海工程对海岸带地形地貌、海域水文动力环境、滨海湿地生态系统、海洋水环境质量、海洋生物资源等均存在负面影响,为此提出了强化围填海管控、重视海岸带整治修复等建议,以期为椒江口的围填海管控和生态环境保护提供参考。     

基于连续帧间差分的抛弃式探头三维下沉运动处理方法研究

抛弃式探头由无人机装载,能够在较远目标区域和危险海域开展海洋水文环境剖面参数的测量。通过安装不同传感器,可以实现对温度、盐度的剖面测量,其深度的测量采用数学方法计算得到。针对双摄像机水箱实验获得的5个不同攻角实验结果,分析了常用的运动目标的检测方法,最终选择基于连续帧间差分法,确定探头的三维坐标位置,进而得到探头下沉运动的三维运动轨迹和速度曲线等信息。探头从水面释放后攻角在下沉过程中不断调整,改变运动姿态,同时伴随自身的旋转,抵消水平方向阻力作用,初始攻角产生的深度测量误差主要体现在加速过程,探头达到匀速运动后测量误差不变,在不考虑横流的情况下,探头最后以匀速垂直下落运动。     

Spatial Distribution Assessment and Source Apportionment of Land-Based Pollutant Yield from Qingdao,China

The spatial distribution of chemical oxygen demand(COD) and total nitrogen(TN) yield from Qingdao are studied by comparing pollutant yield amount, densities and spatial aggregation(Getis-Ord indexes) among the land-based pollutant source regions(PSRs) entering the three sub-seas(i.e. the Jiaozhou Bay(JZB), other coastal area in the Yellow Sea(OCAYS) and Laizhou Bay(LZB), respectively). Industrial composition of the loads are also studied by comparing pollutant yield among the sources of agriculture, rural domesticity, industry, urban domesticity and service, and calculation of Gini coefficient. Results show that spatial distribution of COD and TN yield from Qingdao are extremely unbalanced. The JZB, with less than 3% of the total coastal sea area of Qingdao, received 62% COD load and 65% TN yield from Qingdao, while the OCAYS, with more than 97% area, only received 23% COD and 20% TN, which consist with the much worsen water quality of JZB than that of OCAYS. On the other hand, the source apportionment of COD and TN loads in the PSRs entering JZB and the OCAYS was similar. The agricultural and domestic sources with high pollution intensity account for more than 80%, while the industrial and service sources with low pollution intensity account for less than 20%. While Gini coefficients, COD 0.81 and TN 0.84 which are much higher than the ‘imbalance' threshold of 0.4, show the uneven industrial structure of Qingdao. These results may be useful in the determination of land-based pollution total amount control at the PSR level.     

基于卫星遥感数据的森林病虫害监测与评价

森林病虫害由于在森林资源中造成的重大破坏而被人们称为“不冒烟的火灾”,其对生态系统的研究具有重要意义。现有基于遥感数据的病虫害研究多集中在森林病虫害的监测、爆发原因以及发病区域内生产力的变化情况,而对于森林病虫害发生后森林中植被指数与叶面积指数之间的相关性的变化情况还相对较少,处于需要持续性深入探讨的阶段。以加拿大不列颠哥伦比亚地区2002—2012年森林病虫害数据为基础,分析不同严重程度的病虫害对叶面积指数（LAI）与归一化植被指数（NDVI）和增强型植被指数（EVI）的影响。结果表明：① 受病虫害感染的像元在轻度（Light）、中度（Moderate）和重度（Severe）三个严重级别中,NDVI与LAI之间的相关性由弱变强,又由强变弱;② EVI与LAI之间的相关性,在轻度（Light）、中度（Moderate）和重度（Severe）三个严重级别的像元中则依次变强。这一研究将为今后利用遥感数据识别病虫害、评价生态系统影响提供基础。     

A-FPN算法及其在遥感图像船舶检测中的应用

光学遥感图像船舶检测主要面临两个挑战:光学遥感图像背景复杂,船舶检测易受海浪、云雾及陆地建筑等多方面干扰;遥感图像分辨率低,船舶目标小,对于其分类与定位带来很大困难;针对上述问题,在FPN的基础上,提出一种融入显著性特征的卷积神经网络模型A-FPN (Attention-Based Feature Pyramid Networks)。首先,利用卷积提取图像特征金字塔;然后,利用顶层金字塔逐级构建显著特征层,抑制背景信息,通过金字塔顶层的细粒度特征提高浅层特征的表达能力,构建自上而下的多级显著特征映射结构;最后利用Softmax分类器进行多层级船舶检测。A-FPN模型利用显著性机制引导不同感受下的特征进行融合,提高了模型的分辨能力,对遥感图像处理领域具有重要应用价值。实验阶段,利用公开的遥感目标检测数据集NWPU VHR-10中的船舶样本进行测试,准确率为92.8%,表明A-FPN模型适用于遥感图像船舶检测。     

Retrieving volume FeO and TiO_2 abundances of lunar regolith with CE-2 CELMS data using BPNN method

The volume FeO and TiO_2 abundances(FTAs) of lunar regolith can be more important for understanding the geological evolution of the Moon compared to the optical and gamma-ray results. In this paper, the volume FTAs are retrieved with microwave sounder(CELMS) data from the Chang'E-2 satellite using the back propagation neural network(BPNN) method. Firstly, a three-layered BPNN network with five-dimensional input is constructed by taking nonlinearity into account. Then, the brightness temperature(TB) and surface slope are set as the inputs and the volume FTAs are set as the outputs of the BPNN network.Thereafter, the BPNN network is trained with the corresponding parameters collected from Apollo, Luna,and Surveyor missions. Finally, the volume FTAs are retrieved with the trained BPNN network using the four-channel TBderived from the CELMS data and the surface slope estimated from Lunar Orbiter Laser Altimeter(LOLA) data. The rationality of the retrieved FTAs is verified by comparing with the Clementine UV-VIS results and Lunar Prospector(LP) GRS results. The retrieved volume FTAs enable us to re-evaluate the geological features of the lunar surface. Several important results are as follows. Firstly, very-low-Ti(1.5 wt.%) basalts are the most spatially abundant, and the surfaces with TiO_2 5 wt.% constitute less than 10% of the maria. Also, two linear relationships occur between the FeO abundance(FA) and the TiO_2 abundance before and after the threshold, 16 wt.% for FA. Secondly, a new perspective on mare volcanism is derived with the volume FTAs in several important mare basins, although this conclusion should be verified with more sources of data. Thirdly, FTAs in the lunar regolith change with depth to the uppermost surface,and the change is complex over the lunar surface. Finally, the distribution of volume FTAs hints that the highlands crust is probably homogeneous, at least in terms of the microwave thermophysical parameters.