影像地图的载负量研究

影像地图是目前主要地图产品之一,具有正射影像和线划地图的双重优势。 在分析影像地图载负量重要性和复杂性的基础上;分析了影像地图载负量的特点和组成;并从地图信息的角度对影像地图的载负量进行了研究,通过试验分析,给出了有关影像地图载负量的定量分析结果。     

基于GIS的电子海洋地图系统的研制

电子海洋地图可以理解为数字化的地图，它是依据海图制图的基本原理，利用计算机制图、地理信息系统（GIS）和多媒体等技术开发研制的，并集成了基础地理、管理的法律和法规以及视频、声音和文本等各种海洋信息的电子海洋地图系统，属于地理信息系统范畴。电子海洋地图具有信息显示、读取、查询、空间分析等功能，能详细精确地反映我国沿岸海域的海洋调查、观测和研究的内容与成果，可为我国沿岸海域的海域勘界、规划管理、环境治理、资源开发和可持续发展研究等提供详实的海洋信息服务，从而有效地提高海洋管理和决策的科学性及时效性。本文以天津市试点海域的电子海洋地图研制为例，探讨电子海洋地图系统的研制过程。     

基于SVG的空间数据多尺度表达

基于空间数据格式的多异性和兼容性较差的特点,以及地理空间数据互操作的要求,分析了空间数据的多尺度的特征,提出基于可缩放矢量图(SVG)文件格式组织空间数据,对不同分辨率的空间数据采取分级表达,并描述不同尺度空间数据的关联关系。     

基于电磁力驱动的海洋调查装备抛载机构设计

针对目前我国大洋科考活动中急需的科考仪器设备吊装布放需求,结合传统的吊装释放器特点,本文设计了一种新型的基于电磁驱动法的红外遥控式海洋装备甲板吊放释放机构,提出了微小电磁力控制重型吊载力的杠杆式设计吊装及抛载设计方法,并针对作业工况和结构特点,引入了计算机辅助设计（Computer Aided Design,CAD）、计算机辅助工程（Computer Aided Engineering,CAE）技术,进行了机构设计,采用有限元法对承载结构进行了结构力学分析,对比分析了3种材料力学性能,给出了材料选取方案,以期为大洋仪器设备设计提供借鉴和创新性方案指导。     

浅议海洋科技专著中地图的规范化

讨论分析了目前海洋科技专著中地图所存在的问题,提出了地图应符合自明性、抽象性和简明性的要求,并针对图名、线划图和影像图提出地图制作的规范化建议,以便增强地图在海洋科技专著中的信息传递功能和视觉效果。     

浅议海洋科技专著中地图的规范化

2011 年7 月和2012年7月在象山港人工鱼礁区及其邻近海域进行了浮游动物及主要环境因子调查, 根据采集的浮 游动物样品的分析鉴定及其它环境因子测试结果,对调查海域的浮游动物群落进行研究。结果表明,象山港人工鱼礁区及其 邻近海域有浮游动物8 大类36 种,优势种为短尾类幼体（Brachyura larvae）、汤氏长足水蚤（Calanopia thompsoni）、真刺唇 角水蚤（Labidocera euchaeta）、太平洋纺锤水蚤（Acartia pacifica） 等。运用箱线模型检验,两个航次鱼礁区浮游动物生物量 无显著差异性,与对照区相比,2012 年鱼礁区明显较高;浮游动物丰度则出现明显的差异（2011 较大）,与对照区相比,则 鱼礁区无明显差异性;多样性和均匀性变化一致,且出现显著差异（投礁后,多样性明显升高,且高于对照区）。典型相关 分析（Canonical correlation analysis, CCA）结果表明,鱼礁区浮游动物群落关键参数（丰度、种类数、Shannon-Wiener多样 性、Pielou均匀度）与环境因子（水深、DO）之间存在极显著的相关性（r=0.962 7）。     

海洋波动的波谱分析和尺度划分

对垂直切变基本流中刚盖海洋的大、中尺度波动作了波谱分析.发现随着基本流切变的增大和扰动波长的减小,涡旋波和重力惯性波的连续谱区会互相靠拢,最后发生重叠,这时已不能区分为快波、慢波;而能否重叠的关键在于临界波长与扰动波长的相对大小;基本流切变越大,扰动波长越短,重叠现象就越严重.这可用作尺度划分的客观标准.当波动尺度大于临界波长时,属大尺度,这时涡旋波和重力惯性波连续谱区互相不重叠,涡旋波是准地转的;当波动尺度小于临界波长而大于临界波长一半时,出现了涡旋波与重力惯性波连续谱区重叠的现象,并出现了涡旋-重力惯性混合波,而涡旋波是非地转的,此时运动属α中尺度.当波动尺度小于临界波长一半时,则已无纯粹的涡旋波,只有涡旋-重力惯性混合波和纯粹的重力惯性波,此时所有的运动均是非平衡的,该运动属β中尺度.采用这一方法划分的尺度标准与通常的标准在量级上相一致.     

面向拓扑分析的海洋流场临界点提取算法研究

临界点是海洋流场拓扑结构中的重要构成要素,基于临界点的特征提取对于揭示海洋流场拓扑特征、开展海洋流场拓扑分析具有重要意义。本文基于临界点理论和Sperner引理,综合改进后的双线性插值算法和Sperner完全标号法,对海洋流场数据进行了临界点特征提取。首先,在双线性插值算法中添加滑动窗口处理,筛选临界点的候选网格单元,并采用聚合思想通过降低网格分辨率解决了网格插值中的二义性问题,同时考虑了0值网格存在的9种情形,通过迭代聚合思想滑动筛选候选网格单元,解决了插值网格均为0的情况。其次,提出了基于Sperner完全标号的最小值法临界点提取规则,将速度向量模最小的网格中心作为临界点,解决了实际流场物理场景中非0值的临界点提取。对两次提取结果进行合并、去重等处理,可以得到较为全面的临界点提取与分类结果。最后,通过对多个海域、不同深度流场数据的实验结果分析,证明了综合后的临界点提取方法的有效性及可行性。     

应用于海洋监测的负二价硫化学传感器研究

海水中负二价硫的含量是表征海洋环境质量的重要参数。文章主要对负二价硫化学传感器研制过程中的关键技术,包括透气膜、电极的稳定性和可靠性、内参比电极和盐桥的设计、温度补偿和数据处理方法等方面的研究,确立用于监测海洋中负二价硫参数的现场监测传感器研究和实验方法。     

北太平洋涡旋对基于细尺度参数化的海洋内部混合的影响

基于Vector Geometry方法对2016—2018年的高度计资料进行涡旋识别,并使用细尺度参数化方法和Argo数据计算了涡旋附近的海洋内部扩散率,分析了北太平洋的涡旋对海洋内部混合的影响。结果显示,研究区域在涡旋影响下的平均扩散率比无涡旋影响下的值大6%,并且气旋涡增强了600—1200m深度的混合,对600—900m深度的混合影响最大,可达18%;反气旋涡明显增强了300—900m深度的混合,但对900—1200m深度的混合没有明显影响。随着与涡旋中心距离的增大,涡旋外围混合扩散率缓慢减小,涡旋内部混合扩散率变化不明显,此结果与2014年3—10月在24°—36°N、132°—152°E区域的一个个例分析结果一致。此外,随着涡旋强度的增大,海洋内部混合明显增强。统计结果表明,在研究区域, 90%的扩散率值在10^-5.5—10^-4m²/s范围内。     

基于不完全四叉树的数字水深模型多尺度表达

空间数据的多尺度表达问题是GIS领域研究的重点和难点问题之一。以数字水深模型(DDM)为研究对象,从DDM的几何形态角度出发,通过挖掘水深点之间的空间几何关系,构建了基于不完全四叉树的DDM多尺度表达模型。实验证明,该模型在符合DDM多尺度表达基本原则的前提下,能较好地保持DDM的基本地形特征,同时具有较高的计算效率。     

基于多要素的物理海洋数据统计与可视化表达

当前物理海洋数据突显出网格模型复杂化、高维、时变、海量的发展趋势,在查询统计、制图表达等方面面临严峻挑战。在对多维物理海洋数据进行归一化组织管理的基础上,综合运用GIS、数理统计、相关性分析、GDI+绘图等技术,研究了海量物理海洋数据的截断值统计分析、散布图统计分析、动态地图等可视化分析方法。论文旨在准确、直观地表达海洋数据,利用可视化表达发掘物理海洋时空数据间潜藏的信息,提高数据的可用性、可读性,加强用户对海洋现象及海洋环境变化规律的认知。     

基于传输函数的二/三维全时空连续海洋中尺度涡旋流场实时可视化

海洋中尺度涡旋可视化可以将海洋中尺度涡旋的运动规律以图形图像等直观的方式加以展现,是研究海洋中尺度涡旋强有力的工具。然而,现有的可视化方法存在一些不足,如时空连续可视化框架中的流线不能表现全时空连续的运动过程,应用到海洋涡旋提取的特征值受阈值影响严重,交互式传输函数依赖用户经验等。为解决已有的不足,本文首次提出了全时空连续框架和传输函数标准形态模式,将基于区域的涡旋提取技术(?准则)应用到海洋中尺度涡旋可视化中,并提出了全时空连续可视化框架二维及三维的GPU实现方案。实验结果表明,本文的可视化方案达到了实时可交互的级别,对于海洋中尺度涡旋交互式可视化具有重要意义。     

海洋剪切流下失稳内波流场及传播的理论分析

采用求解特征值的方法,探讨了剪切背景流所导致的短波长海洋内波的失稳问题,并给出了其流场结构和传播情况。按照失稳内波波阵面的法向与背景流流向夹角的不同,海洋内波不稳定可分为横波不稳定(夹角为0°),对称不稳定(夹角为90°)和斜交不稳定(任意夹角)3种情况,此时不稳定内波的流场呈现多种形态。对最不稳定流场而言,对称不稳定的流场形态呈现单圈环流的倾斜对流形态,而横波不稳定和斜交不稳定的流场形态则有猫眼结构出现。对于横波不稳定和斜交不稳定内波,最不稳定内波与次不稳定内波两者的流场分布几乎互为镜像。相应于本文的短波长内波,横波不稳定和斜交不稳定的内波均为高频内波,对称不稳定内波不传播,而仅在原地增长。相同参数下垂直方向结构最简单的对称不稳定内波其增长率最大。     

基于ArcIMS的影像地图发布

介绍了应用ArcIMS地理信息系统和数据库管理技术,运用Java和XML开发工具,构建影像地图管理和信息发布平台,实现影像信息平台与WebGIS的有机结合,达到影像地图网络发布目的。     

基于大气海洋多变量与海冰时序特征的北极海冰范围预测研究

随着全球气候变暖加剧,北极地区的大气海洋环境剧烈变化,导致海冰变化更加不稳定,使得海冰预测的难度增大。本研究选择海表温度、2 m平均气温、二氧化碳浓度为大气海洋变量,海冰范围距平为时序特征参数,将上述参量作为北极海冰范围 （Sea Ice Extent,SIE） 的预测要素,建立了面向SIE的多变量长短期记忆 （Long Short Term Memory,LSTM） 神经网络模型,对比分析了2015－2021年不同时间序列预测模型的预测结果。结果显示：本研究所构建模型的RMSE、MAE、MAPE分别为0.353×106 km2、0.261×106 km2和3.191%。相比于其他预测模型,结合大气海洋变量和时序特征参数后的LSTM模型预测结果误差更小,拟合效果更好,可以消除夏季海冰剧烈变化对预测效果的影响,提高海冰范围的预测精度,对北极航道的通航安全保障工作具有重要的研究与应用价值。     

海洋石油污染量的估算及防治污染对策

七十年代以来,在世界范围内,石油和天然气已成为主要的能源,即使到本世纪末,石油和天然气也仍可能占主要的地位。需求促进开发。海洋石油资源开发活动发展得很快,目前已遍及世界各海岸国家。如,挪威、瑞典、法国、英国、美国、伊朗、伊拉克、沙特阿拉伯、科威特、委内瑞拉和苏联等国。我国在海洋石油开发方面也有了较快的进展。渤海、黄海、东海和南海的辽阔海域中都显示了石油和天然气的美好前景,仅就渤海的石油开采量,     

大气和海洋流场对局地热源强迫的一种响应模态

运用动力学分析的方法，对正压准地转模式中局地热源强迫可能对大气和海洋流场产生的响应结果进行了研究，发现热源扰动和响应流场之间有很好的对应关系，两者具有类似的分布模态，而且“狭窄”的热源扰动可能导致“宽广”的流场响应，这与中低纬大气试验和观测资料的研究结果相符，同时也可部分地解释地球流体中局地热源异常可能导致的环流异常现象。     

基于SVG的网络地图交互研究

介绍了SVG的特点及其在网络地图中的应用。设计了SVG对象模型,提出了利用DOM和Script解决基于SVG网络地图的交互方法,并在网络地理信息系统中得到了应用。