南海珊瑚岛礁遥感分类体系和解译标志

南海珊瑚岛礁远离大陆且面积较小,高分辨率遥感技术已成为大范围进行珊瑚岛礁监测的重要手段,而建立适用的遥感分类体系和解译标志是进行珊瑚岛礁遥感监测的基础.本文综合考虑珊瑚岛礁的形成机制、珊瑚礁形态和高分辨率遥感影像上珊瑚岛礁图斑的可解译程度等因素,制定应用于珊瑚岛礁高分遥感监测的分类体系,将珊瑚岛礁分为珊瑚岛、沙洲、干出...     

长空间基线干涉对辅助的时序InSAR岛礁沉降监测

针对岛礁沉降监测中DEM现势性差、数据不完整等因素造成干涉处理困难的问题,设计了一种利用长空间基线干涉对生成DEM辅助时序InSAR处理的岛礁沉降监测方案。该方案选取空间基线较长且干涉质量良好的干涉对提取相对完整、精确的岛礁区域DEM,并利用该DEM仿真时序干涉处理中所需的地形相位,从而获取差分干涉图,实现精确、稳健的岛礁沉降监测。利用2020年04～09月覆盖某岛礁的12景TanDEM-X影像进行了沉降监测试验,在利用长空间基线像对获取DEM的基础上,得到了试验区沉降速率和沉降量分布图,验证了本方案的可行性和有效性。     

波浪涌动机®通讯中继在海上应急协同组网监测中的应用

如何突破海气界面的通讯壁垒,将地球上层大气的卫星遥感观测/光电通讯与地球底层水体中的海底节点观测/水声通讯连接起来,成为在垂向上认识海洋,实现海洋数据观测和实时传输的关键。而波浪涌动机~?由于机动灵活、能够长时间进行海上无人值守,即可作为海洋观测的通信中继,又可作为海上无人移动监测平台进行多台组网协同作业,特别是在构建小卫星应急组网监测的空天一体化建设中,为我国领海内的权益岛礁和海上溢油预警监测提供了一种全新的监测手段。本文将对基于北斗数据链的波浪涌动机~?在我国未来海上应急组网观测建设中的优势特点和应用场景进行详细阐述,供相关学者参考。     

船载三维激光扫描海岸岛礁地形测量技术体系构建

海岸岛礁地形测量作业主要采用实时动态差分定位系统(real time kinematic,RTK)和全站仪相结合的测量作业模式,但在陡峭的悬崖地区、大面积的滩涂、沼泽,以及困难地区岛礁等,很难通过RTK作业方式实施登岛/登点测量,难以满足海岸岛礁应急作业的需求。开展了船载三维激光扫描地形测量关键技术研究,通过系列专业软件开发、技术试验、规程编制和生产作业等技术途径,构建了船载三维激光扫描地形测量技术体系,将大大减轻海岸岛礁地形测绘的劳动强度,加快数据更新和产品保障周期。     

钙质岛礁沉降变形过程分析

随着海上丝绸之路战略的推进,中国在多个钙质岛礁上开展了工程建设。沉降变形是岛礁建设所面临的主要问题之一。由于钙质砂工程性质的特殊性,钙质岛礁的沉降变形过程和机理具有一定的独特性。然而,由于岛礁位置通常远离内陆,使用常规监测方法不易于开展岛礁沉降研究,有关钙质岛礁沉降变形的研究仍较少。本研究选取我国典型钙质岛礁,利用永久散射体干涉测量技术(Permanent Scatterer Interferometry,PSI),准确反演了其沉降变形过程,并进行数值模拟分析。初步结果表明:钙质岛礁的沉降变形存在明显的时空分异特征,总体上,岛礁边缘沉降速率略大于其内部沉降速率,工程扰动区大于非扰动区;与其他吹填材料的区域相比,钙质岛礁沉降速率偏小,总体上稳定。但是沉降过程在时间上表现出明显的非线性波动特征,受工程建设和海洋水动力影响明显。考虑到钙质砂特殊的结构特征和复杂的颗粒破碎机理,钙质岛礁未来的沉降变形仍然存在一定的不确定性,需要进一步的过程监测和机理分析,以期为我国岛礁的安全建设提供科学支撑。     

岛礁环境波浪传播、雍水及越浪量2D模型试验研究

岛礁与大陆沿海地区的不同之处在于,它们与深水相邻,暴露于非常大的台风波浪中,并且大多数包括边缘珊瑚礁,地形变化急剧,水深由几十甚至上百米突变到1～2 m。外海波浪在礁盘边缘处发生破碎,并沿着礁盘行进,波浪形态发生重大变化,传至岛礁上的浪涌和波浪产生非线性作用,且礁坪上地形复杂,难于建立数值水槽进行研究。国内现有的海岸工程设计规范主要是针对大陆海岸,但没有针对地形复杂且水深急剧变化的深水岛礁的相关条文,而这对于确定岛礁上护岸高程、护岸距离礁盘边缘的距离等非常重要。本研究旨在研究岛礁环境中,外海波浪传递至礁盘上沿程的水动力数据,并测量距礁盘边缘400 m处的护岸越浪量,为岛礁上水工建筑物设计与应急管理提供设计参考依据。     

排污口污染应急监测评价中的方案设计及案例分析

近年来,排污污染应急监测评价已经成为监测业务部门一项重要的应急工作内容。文章介绍了排污口污染应急监测评价中的站点布设、监测要素、频率等设计的原则,指出了排污口应急监测与常规监测的不同,文章最后结合一实际案例对排污口污染应急监测的资料获取、站位布设、监测要素选取进行详细分析。     

基于深度学习的西沙永乐群岛珊瑚礁遥感信息提取

珊瑚礁是海洋生态系统的重要组成部分,对保护海洋生物多样性以及维持海洋生态平衡具有重大意义。我国南海珊瑚岛礁自然资源丰富,准确、高效地提取珊瑚岛礁信息对南海岛礁监测、管理、规划与保护具有现实意义。本研究基于我国海洋一号C卫星(HY-1C)遥感数据,对西沙永乐群岛珊瑚礁信息进行了研究与分析,提出基于HY-1C遥感数据的珊瑚礁地貌分类体系。采用全卷积神经网络U-Net模型,依次通过下采样、上采样操作提取西沙永乐环礁地貌特征,实现原始影像的像素级语义分割。结果表明：基于HY-1C数据建立的地貌分类体系对活珊瑚覆盖及珊瑚生长发育条件具有指示作用,提出的基于U-Net模型的珊瑚岛礁地貌信息自动提取方法,能够为我国南海珊瑚岛礁生态系统的全自动、大范围监测和评价提供相应理论基础,在珊瑚礁生态管理与评价中发挥关键作用。精度验证结果表明：U-Net模型可以有效提取珊瑚礁地貌信息,采用的地貌信息提取方法具备时空泛化能力,泛化精度高于80%。     

车载海冰灾害应急监测集成系统

介绍了车载海冰灾害应急监测集成系统的研究背景和国内外相关研究现状,重点介绍了车载海冰灾害应急监测集成系统的开发实施情况,并结合我国海冰应急监测的现状,提炼出车载海冰灾害应急监测研究中需要的关键技术;同时,以2009—2010年冬季菊花岛附近海域现场海冰监测为典型案例介绍了系统的实际运行情况和产生的社会效益。     

岛礁地震资料特征分析及处理流程——以西沙永乐环礁为例

岛礁为国际科学研究前沿,其内部结构是揭示深海地质演变、古环境古气候变化等科学问题和解决岛礁建设、人造岛礁等工程问题的关键。西沙永乐环礁历经南海地质演变过程,发育了世界最深海洋蓝洞,为我国岛礁研究重点区域,但受限于探测手段和成像方法目前尚未窥得其内部结构。以西沙永乐环礁为例,利用3.125m道间距高分辨地震探测试验数据,开展岛礁地震资料特征分析,探索岛礁地震资料处理流程和岛礁地震处理方法,提升岛礁地震资料信噪比、分辨率和成像准确度,获取反映岛礁内部结构的高精度地震成像剖面。研究结果表明：本文提出的岛礁地震资料处理流程在海底珊瑚礁绕射波偏移归位、岛礁内部浅层结构和深水盆地区域地震同相轴刻画方面具有优势,将为我国下一步的南海岛礁地震资料采集和处理提供借鉴。     

基于Landsat 8卫星数据的南沙礁群分布研究

南沙岛礁的发育受空间位置、暴露面积及地质结构等因素的影响,礁体的演变伴随空间形态的变化。本文利用遥感和地理信息系统(GIS)相结合的方法绘制南沙岛礁核密度现状图,并采用Kernel Density进一步分析南沙礁群空间核密度分布。研究表明:南沙岛礁空间形态复杂,有明显区域格局性,面积差异较大的岛礁核密度聚集位置不相同,分布特征相对密集。岛礁数量在纬度方向有明显浮动,在经度方向上趋于稳定。随礁体面积的增大,礁体平均形状指数逐渐增大,平均紧凑度逐渐减小,形状指数LSI介于0.90～2.87之间、紧凑度RC介于0.31～0.97之间。研究结果有助于更好地了解南沙岛礁密度情况,为海洋管理人员提供参考信息。     

基于Sentinel-2卫星影像的海南西岛珊瑚礁识别和变化分析

珊瑚礁是海洋中最重要的生态系统之一, 近年来在全球气候变化和人为干扰加剧的影响下, 我国南海珊瑚礁总体处于快速退化状态。以海南西岛珊瑚礁为例, 基于Sentinel-2系列卫星10 m空间分辨率影像, 利用面向对象分类法(object-based image analysis, OBIA)对2017年12月~2018年3月和2021年12月两个时期的海南西岛珊瑚礁底质进行了识别分类, 并进行珊瑚礁面积变化分析。将2021年12月的分类结果与现场调查数据进行对比验证, 总分类精度和Kappa系数分别为83.3%和0.71。对比两个时期珊瑚礁底质分类结果表明, 西岛西侧珊瑚礁覆盖面积未出现明显变化, 东侧珊瑚礁显示恢复趋势。本文研究表明, 10 m地面分辨率卫星系列影像和面向对象的阈值分类方法可以对海南西岛珊瑚礁进行较为准确的识别和变化分析, 监测结果可为海南岛沿岸西岛等小型岛礁珊瑚保护及修复提供参考。     

核事故下海洋放射性应急监测方案探讨

为适应我国滨海核电事业的快速发展,提高我国海洋核应急准备与响应能力,本研究通过调研国内以及国际原子能机构(International Atomic Energy Agency, IAEA)有关海洋放射性应急监测法规标准,并在借鉴日本政府在福岛核事故期间所开展的海洋放射性应急监测方案的基础上,将我国海洋核应急监测分为早期、中期和后期3个阶段,针对不同阶段探讨制定相应的海洋核应急监测方案,以便为核应急期间开展海洋放射性应急监测提供方案参考。     

近海岛礁CORS系统测试研究

近海岛礁CORS系统将CORS基站从内陆向近海海岸和近海岛礁延伸,使近海区域实现厘米级高精度导航定位。文章对近海岛礁CORS系统的各部分组成进行介绍,同时对基准站稳定性、基准站时间延迟、移动站多路径效应和移动站内外符合精度进行测试研究,为CORS技术向海上发展提供参考。     

海洋测绘航空摄影测量体系建设思考

分析了航空摄影测量技术的发展和要求,结合海岸带、海岛礁测绘特点和需求,论述了海洋测绘航空摄影测量技术、装备、标准和人才体系建设的重点和方向,明确提出了技术和装备建设存在的问题、发展思路和技术方案,为海洋测绘航空摄影测量体系建设提供参考。     

高分辨率SAR影像在海岛监视监测中的应用

高分辨率合成孔径雷达(SAR)是先进的成像微波遥感器,可全天候和全天时工作,在海岛监视监测中发挥特殊作用。文章概述高分辨率SAR的成像原理和国际应用进展,通过介绍海岛礁在高分辨率SAR影像上的表现,直观展示高分辨率SAR在小海岛识别和海岛开发工程监视监测等方面的应用,尤其提出利用SAR影像特征区分小海岛和船只的方法,同时提出将高分辨率SAR影像与中分辨率光学影像相结合的应用建议,助力我国海岛保护管理和监视监测工作。     

Coral reef management in Belize: an approach through integrated coastal zone management

Belize has one of the most extensive reef ecosystems in the Western Hemisphere, comprising one of the largest barrier reefs in the world, three atolls and a complex network of inshore reefs. Until recently, the main impacts were probably from natural events such as hurricanes. However, anthropogenic threats such as sedimentation, agrochemical run-off, coastal development, tourism and overfishing are now of concern. To limit these impacts, Belize is taking the approach of integrated coastal zone management. The programme is building on the existing legislative framework and involves the development of an appropriate institutional structure to co-ordinate management activities in the coastal zone. A Coastal Zone Management Plan is being prepared, which will include many measures that will directly benefit the reefs: a zoning scheme for the coastal zone, incorporating protected areas; legislation and policy guidelines; research and monitoring programmes; education and public awareness campaigns; measures for community participation; and a financial sustainability mechanism.     

岛礁类型划分及可持续发展探讨

针对现行岛礁类型划分存在的同意进行了分析与探讨,并依据其特点、特征对此进行了重新定义,其中以海南与广西部分岛礁的近期调查为例,对岛礁的类型划分及可持续发展所涉及到的一些技术方面的问题进行了分析研究。     

以庙岛群岛为例探讨岛与礁的划分问题

海岛调查中岛礁的划分问题,关系着对全国岛屿数量的正确统计,关系着对岛礁资源的了解,关系着对岛礁国土的合理开发。文中对现在依据出露水面的面积为标准的单一划分指标进行了讨论;提出以生存条件、出露面积和有否明显的浅滩海岸为依据的三条标志所表征的成因类型、分布形态和组成物质等作为划分依据,并对庙岛群岛的岛礁进行了划分。