基于组件技术的实用海洋遥感算法模块化设计

提出了利用组件化思维并结合海洋遥感算法自身专业特点的海洋遥感实用算法集成技术方案.为开发海洋遥感实用算法模块,为在海洋遥感应用领域建立标准和完备的算法库提供一种可行的解决途径.本方案共分为海洋实用遥感算法搜集整理、实用海洋遥感算法分析、基于组件技术的算法分解、模块化封装技术和算法测试5大部分.其中,利用组件技术进行算法分解为方案的核心.     

基于Cressman优化算法的海洋矢量数据插值方法研究

随着海洋监测技术的发展,多源、异构、多维的海洋数据成指数激增。当前用于海洋数据的插值技术存在处理速度慢、读取效率低等问题,难以满足数据处理的需要。针对具有空间分布特性的海洋矢量数据,本文旨在研究一种高效的插值方法,首先基于Moran’s I对矢量数据进行空间相关性分析,根据数据间的聚类程度对数据集进行冗余度处理,然后基于Cressman插值算法对处理后的矢量数据进行插值展示。最后,以某区域的流场数据进行仿真,验证了基于Cressman插值优化算法的合理性和可行性。     

SAR图像海洋表面油膜检测算法研究

海洋表面油膜对海洋环境影响极大,及时获取海面油膜信息对保护海洋环境具有重要意义.海洋表面油膜检测是合成孔径雷达(SAR)很重要的应用领域之一.总结了传统以及新近提出的SAR图像海洋表面油膜检测4种算法,对每一种算法进行了详细分析说明.文章还通过3幅实际SAR油膜图像,分别从油膜检测的目视效果、运算速度和自动化程度三方面对这4种算法进行了详细的对比研究,最后提出选择SAR图像海洋表面油膜检测算法的原则.     

市级与省级海洋功能区划空间符合性分析研究

中国海洋功能区划分为国家、省、市、县四级,尽管体系的层次分明,特点描述也清楚,但由于层级之间缺少明确的约束关系和控制手段,导致海洋功能区划编制及海域管理实践中对各层级间,特别是市级与省级海洋功能区划之间的空间符合关系难于把握。基于此,研究归纳了海洋功能区空间关系及其主导功能相互关系,构建了市级与省级海洋功能区划空间符合性分析的定量化评价模型,并以漳州市与福建省海洋保护区符合性分析为例,检验了分析模型的适用性以及分析结果与实际情况的一致性,为海洋功能区划修编工作提供了一种分析方法。     

基于GIS的海洋光学调查数据空间插值方法研究

研究基于GIS的海洋光学调查数据空间插值方法及其原理,主要探讨了反距离加权插值法、普通克里格法的球体模型和指数模型算法.通过对比分析利用不同插值算法得到的分布图,并在误差分析的基础上,选择制作海洋光学调查数据分布图的最佳空问插值方法.以海洋光学要素中的总颗粒物吸收系数为例,研究表明,普通克里格算法的球体模型能够更加准确地反映我国近海水体总颗粒物吸收系数的空间分布特点和变化趋势.     

感谢它们!每年产生了地球上的一半氧气

正提起海洋浮游生物,我们通常会想到它们可以为海洋动物提供食物,可以为我们人类提供氧气。通过研究和分析,科学家们发现,浮游生物的特点并非仅限于此。浮游生物包括浮游植物和动物,还有细菌、病毒以及其他漂浮于海洋中的各种微生物。法国国家科学研究中心科学家搭乘"塔拉"号科考帆船漂洋过海,历时三年半时间在全球210处海洋科考点采集了大约35000种浮游生物标本。通过对所采集标本的深入分析,科     

基于压强和深度的两种不同声速计算方法比较

首先描述了Del Grosso算法和C.C.Leroy算法计算海洋声速及其特点(貌似不通);然后利用美国国家海洋数据中心发布的WOA09数据,分别采用Del Grosso算法和C.C.Leroy算法计算西太平洋海域某点的海洋声速剖面,结果表明两种算法具有相同的个位数字精度。与Del Grosso算法相比,C.C.Leroy算法效率更高,不需要深度与压强的转换。     

基于鲁棒光流算法的海表流场遥感观测研究

海洋表面流场是海洋科学研究中需要着重考虑的环境参数,近实时的海洋表面流场精细化测量对海洋学研究有着重要意义,但是目前大多数海洋表面流场观测技术难以同步实现大范围近实时的海洋表面流场观测。文中在简要对比各类海洋表面流场测量方法的基础上,重点介绍了基于水色遥感图像观测反演海洋表面流场的鲁棒光流算法,该算法在流场计算过程中,能很好地保留流场细节信息。为直观验证本文测量方法的可靠性,文中提供了海洋表面流场的分析实例,同时给出了美国国家航空航天局(NASA)提供的OSCAR流场数据,对文中算法的可靠性进行了验证。     

基于层次分析法的海洋站（点）综合评价体系研究

本文针对目前海洋观测网业务化运行的海洋站（点）缺少评价体系的现状,首次应用层次分析法进行海洋站（点）观测能力、运行质量等综合能力评价的研究。通过构建评价指标层次结构,结合定性和定量分析,构建判断矩阵,建立了层次分析法模型。对海洋站（点）的特点和影响其运行质量的主要因素进行分析,从海洋站（点）的布局、观测环境代表性、仪器设备、基础设施和运行管理等方面,设计了海洋站（点）综合评价体系,评价指标权重合理准确,可为海洋站（点）的综合评价和分级管理提供理论依据。     

任意阵列形状的欠定多目标方位估计

随着人类社会对海洋认识和探索的深入,对水下监测和探测设备提出了更高的要求,探测阵列模型和阵列信号处理算法决定了监测和探测设备的复杂度。 针对特定水下多目标定位平台的复杂环境,建立了一种任意空间阵列数学模型,介绍了四阶累积量算法,分析了阵列信号处理中四阶累积量的阵列扩展特性。 基于四阶累积量的 MUSIC 算法的空间谱分析,建立了任意阵列形状的欠自由度多目标方位估计的理论基础。 计算机仿真结果表明了算法的正确性和有效性。     

一种基于变分优化的逐步订正法在海冰密集度分析中的应用

卫星遥感获取的海冰密集度观测资料中包含着空间多尺度信息。然而,多数传统的数据同化方法难以在海冰密集度变化较为复杂的海冰边缘区有效提取这些多尺度信息。为解决上述问题,本文设计了一种基于变分优化的逐步订正分析方法—空间多尺度递归滤波,该方法是逐步订正分析与最小化算法的结合,它能够从长波到短波依次提取观测中的各种空间尺度信息。与传统的客观分析相比,这种基于变分的多尺度分析方法不仅能够在最小化过程中一次性的提取出观测中的多尺度信息,而且能够方便合理的进行参数配置。单观测点同化试验的分析结果表明,空间多尺度递归滤波方法具有良好的观测信息空间传播能力。随后在二维海冰密集度的分析试验中,该方法能够较好的提取SSMI海冰密集度观测资料中的空间多尺度信息,进而获得高精度的海冰密集度分析结果。     

Incorporating the visibility of coastal energy infrastructure into multi-criteria siting decisions

Concern about the visibility of large infrastructure development often drives public opposition to these projects. However, insufficient analytical tools to assess visibility across a large number of alternate sites prior to siting typically results in the omission of visibility in multi-criteria siting processes, leading to inferior site selection and often costly litigation. This paper presents an approach for deriving visibility maps based on the location and duration of viewing by residents and visitors and demonstrates its use in illuminating tradeoffs by comparing these maps to wind energy value maps in the context of offshore wind energy development in the Northeastern United States.     

流形上的空间密度聚类算法研究

研究流形上的聚类分析，针对基于密度的空间聚类引入了流形概念，提出1种基于流形的密度聚类算法，该方法将流形的概念与聚类相结合，可以适用于样本为复杂分布的聚类。文中通过实例证明此算法的有效性。     

基于角动量模型的流场涡旋提取方法

分析海洋流场数据进行流场涡旋提取是流场可视化的重要方法。通常实际存在的涡旋具有不规则性,导致涡旋的提取通常需要复杂的计算。本文分析流场数据中涡旋的特点,提出一种基于角动量最大值模型提取涡旋的方法。建立角动量模型计算获得近似涡旋中心点,然后通过空间聚集分析和流场信息熵的计算来提取区域内涡旋。实验结果表明,与传统的提取方法相比,该方法不需要通过复杂计算即可提取涡旋区域并保证准确度,可以应用于不同空间分辨率的数据,同时解决了流场信息熵计算时鞍点对涡旋影响的问题,对于弱涡旋也有较好的提取效果。     

Coming to the table: Early stakeholder engagement in marine spatial planning

From 2009 to 2011, marine spatial planning (MSP) rapidly gained visibility in the United States as a promising ocean management tool. A few small-scale planning efforts were completed in state waters, and the Obama Administration proposed a framework for large-scale regional MSP throughout the U.S. Exclusive Economic Zone. During that same time period, the authors engaged a variety of U.S ocean stakeholders in a series of dialogs with several goals: to share information about what MSP is or could be, to hear stakeholder views and concerns about MSP, and to foster better understanding between those who depend on ocean resources for their livelihood and ocean conservation advocates. The stakeholder meetings were supplemented with several rounds of in-depth interviews and a survey. Despite some predictable areas of conflict, project participants agreed on a number of issues related to stakeholder engagement in MSP: all felt strongly that government planners need to engage outsiders earlier, more often, more meaningfully, and through an open and transparent process. Equally important, the project affirmed the value of bringing unlike parties together at the earliest opportunity to learn, talk, and listen to others with whom they rarely engage.     

Application of Web-GIS and Geovisual Analytics to Monitoring of Seabed Evolution in South Baltic Sea Coastal Areas

Regular surveys of coastal zone seabed deliver important information about geomorphologic processes such as silting of waterways. The recent introduction of the Sentinel series of sensors has allowed for the use of satellite sensing for shallow bathymetry morphology monitoring. In this context, this article presents a dedicated Geographic Information System for Baltic Sea shallow water depth monitoring on the basis of Sentinel-2 imagery. The system employs Geovisual Analytics for differential analysis of bathymetry changes as well as monitoring the visibility of known wrecks in the coastal waters of Southern Baltic Sea. Results are verified with regard to known changes in shallow water bathymetry between 28 June 2015 and 3 March 2017.     

基于图相似性匹配的海水溶解氧辅助评价方法

海水溶解氧评价的正确性对于维护海洋生态系统的稳定性具有重要意义。海水溶解氧数据属于非线性时间序列,可视图方法(时间序列转化为图)是分析这类数据较有效的方法,但仍存在未同时考虑数据的时间演变特性以及变量间相互影响的问题。针对现存问题,本研究提出基于图相似性匹配的海水溶解氧辅助评价方法。首先,同时考虑海温、盐度对海水溶解氧的影响以及数据的不可逆性,提出溶氧温盐-转移概率(dissolved oxygen temperature salinity-transition probability, DOTS-TP)有向可视图方法,实现了多变量时间序列到单变量溶解氧图的转化;然后,在将墨西哥湾溶解氧图作为评价参照的基础上,综合利用图的多层次信息,提出子图节点全局(subtree node global, SNG)图相似性匹配方法,通过计算SNG评价指数实现对海水溶解氧的辅助评价。实验结果表明DOTS-TP有向可视图方法能更准确地表达海水溶解氧信息,SNG图相似性匹配方法适用于所有海水溶解氧数据,并能得出正确的辅助评价结果。     

水体透明度遥感反演算法研究进展

水体透明度(Secchi Disk depth,SDD)是水环境监测的重要参数,遥感技术对于监测水体透明度具有重要的应用前景。本文旨在分类和比较当前用于监测水体透明度的算法,并提出未来研究的方向,以推动水环境监测技术的进一步发展。文章对目前检索水体透明度的算法进行分类和比较。其中,经验算法、半分析算法和机器学习算法是目前研究的主要方向。通过分析算法特性和优缺点,提出未来研究的重点和方向。经验算法基于透明度与光谱数据、叶绿素a浓度等的相关性,半分析算法基于水下能见度理论,机器学习算法则基于更优的数据特征学习能力。不同算法具有各自的适用范围和限制。未来的研究应该着重于整合多源遥感数据,改进QAA (quasi-analytical-algorithm),深入分析光学参数与水体透明度的关系,将机器学习算法应用到水体透明度模型的建立中,以建立具有高精度、适用性广的反演模型。     

青岛海雾雾滴谱与含水量观测与分析

１９９３年６、７月间，我们在青岛小麦岛岸边用“三用滴谱仪”进行海雾滴谱和含水量观测，共取得９个滴谱资料和１８个含水量资料，同时记录了能见距离和风速、风向等。由分析得到青岛海雾的微物理特性和雾含水量，雾气的消光系数与能见距离的简单线性关系。能见距离的观测值与分析计算值在含水量从０．２－０．００２ｇ／ｍ＾３范围内的一致性很好。     

顾及特征水深点距离重分配的反距离加权插值算法

水深是反映海底地形地貌的最基础要素,对缺失的水深点进行准确的插值能帮助有效地表达海底地形地貌起伏形态。针对海底地形变化复杂的区域,传统的反距离加权插值法存在只考虑样本水深点与待插值水深点之间的距离,而忽略了样本水深点之间的空间相关性的问题。本文提出了一种顾及特征水深点距离重分配的反距离加权插值算法。该算法首先对离散的水深点构建特征水深线,在特征水深线的基础上,提取特征水深线上的特征点作为特征水深点;然后在所有样本水深点到待插值水深点距离之和不变的约束下,提出距离重分配的量化指标;最后构造出一个顾及特征水深点距离重分配的IDW插值算法模型。实验结果表明,在海底地形变化复杂的区域,顾及特征水深点距离重分配的反距离加权插值算法与传统的IDW、自然邻域插值、样条函数插值算法等相比,能有效提高水深点的插值精准度。