卫星遥感海冰监测系统在渤海海冰监测中的应用

海冰是渤海冬季常见的一种海洋灾害,对渤海海冰的监测是海洋防灾减灾的重要一环.本文初步分析了卫星遥感监测渤海海冰的能力,介绍了一种结合多遥感卫星数据源的海冰监测系统的搭建方法,该系统实现了从数据输入、预处理直至海冰信息提取、成果输出全过程的处理功能.最后介绍了该系统建成后在2010-2011年冬季渤海海冰监测中的应用情况...     

渤海海冰卫星遥感监测业务系统

本文介绍了我们在微机图象处理系统上开发的海冰卫星遥感监测业务系统以及海冰多数提取的方法。核系统的功能包括卫星数字信号的实时采集、预处理、图象处理、定量数值处理以及形成多种形式的海冰遥感产品。三年来系统运行正常,获得了系统的海冰遥感资料,在海冰业务预报和数值预报试验中发挥了作用。     

基于遥感数据的渤海海冰面积提取订正模型研究

为了获取准确的海冰信息,利用高空间分辨率和高时间分辨率数据相结合的方法来测算海冰面积,在假设TM海冰面积是比较准确的前提下,用TM海冰面积来订正MODIS和NOAA／AVHRR海冰面积,以提高这两种高时间分辨率遥感资料对海冰面积的判别精度。选取2003年2月5日的TM、MODIS和NOAA／AVHRR数据,在这3个图像上分别选择20个样本,然后进行了海冰面积的线性回归分析,得到的海冰面积提取订正模型。并分别以此两种模型为基础,对2002年12月8日至2003年2月26日和2005年2月1日至2月11日冬季渤海海冰面积进行修正,并将由MODIS和NOAA／AVHRR提取的海冰面积、用模型订正后和国家海洋环境预报中心给出的海冰面积做了详细的比较。结果表明：线性回归可以提高海冰信息的提取精度。此研究为海冰防灾减灾和海冰资源量估算提供依据。     

应用Hyperion图像监测渤海海冰

对所获取的2008年冬季的辽东湾西岸海域含有海冰的Hyperion高光谱图像进行了大气校正,得到了反射率图像。用ISODATA(Iterative Self-Organizing Data Analysis Technique)聚类分析方法对反射率图像进行计算机自动分类,并结合实测的同时期的海冰反射率光谱确定了不同海冰类型的分布范围。根据不同类型海冰的厚度特征,得到了海冰厚度分级分布图和海冰厚度图。结果表明,Hyperion图像可以区分光谱有区别的冰型,无法区分浮冰和固定冰,可以更清晰地显示出海冰的光谱反射率,与实测光谱曲线更加相似,优于MODIS多光谱图像。同时,用主成分分析方法对海冰Hyperion图像进行了分析。海冰Hyperion图像中,各个波段之间的相关系数都较大,光谱维信息冗余度较大,其中30波段贡献率最高。     

渤海海冰漂移数值研究

本文利用海冰－海洋动力耦合模式对渤海典型天气形势下海冰动力过程作了数值模拟，海冰模式建立在动量和质量守恒基础上，忽略了海冰变化的热力过程。海冰厚度被划分为三类：堆积冰、平整冰和开阔冰，冰的形变由一个厚度的重新分布约束条件确定。海洋模式是一个二维风暴潮模式．同时考虑了潮汐的作用。风场资料来自于沿岸气象观测站每日四次的风观测，计算网格是十分之一经纬度。主要的分析和模拟是在大气和海洋共同作用下海冰的漂流特点。观测结果比较表明，数值模拟结果基本上反映了该海域流冰的漂移性质，同时也可为短期冰情预报提供有益的参考。     

渤海海冰微波散射特性研究

Microwave remote sensing has become the primary means for sea-ice research, and has been supported by a great deal of field experiments and theoretical studies regarding sea-ice microwave scattering. However, these studies have been barely carried in the Bohai Sea. The sea-ice microwave scattering mechanism was first developed for the thin sea ice with slight roughness in the Bohai Sea in the winter of 2012, and included the backscattering coefficients which were measured on the different conditions of three bands(L, C and X), two polarizations(HH and VV), and incident angles of 20° to 60°, using a ground-based scatterometer and the synchronous physical parameters of the sea-ice temperature, density, thickness, salinity, and so on. The theoretical model of the sea-ice electromagnetic scattering is obtained based on these physical parameters. The research regarding the sea-ice microwave scattering mechanism is carried out through two means, which includes the comparison between the field microwave scattering data and the simulation results of the theoretical model, as well as the feature analysis of the four components of the sea-ice electromagnetic scattering. It is revealed that the sea-ice microwave scattering data and the theoretical simulation results vary in the same trend with the incident angles. Also, there is a visible variant in the sensitivity of every component to the different bands.For example, the C and X bands are sensitive to the top surface, the X band is sensitive to the scatterers, and the L and C bands are sensitive to the bottom surface, and so on. It is suggested that the features of the sea-ice surfaces and scatterers can be retrieved by the further research in the future. This experiment can provide an experimental and theoretical foundation for research regarding the sea-ice microwave scattering characteristics in the Bohai Sea.     

渤海海冰现场监测的数字图像技术及其应用

在渤海冰区油气开发中,海冰给平台结构、油气运输和施工作业带来很大影响.油气作业区海冰参数精确、连续、实时的现场监测对分析油气开发的可靠性、检验海冰数值模式、校正海冰卫星遥感数据具有重要意义.针对渤海油气作业区的海冰运动和分布特性,通过数字图像技术对海冰的厚度、运动速度和密集度三个参数的提取进行了算法开发和软件研制.在2...     

2002～2003渤海海冰数值预报

海冰数值预报是海冰业务预报的主要方法之一。国家海洋环境预报中心建立了业务化的渤海海冰数值预报系统，并进行了多年的业务化运行。随着我国卫星遥感事业和数值天气预报技术的发展，海冰预报系统也在不断发展中。本文介绍了2002～2003冬季应用HY—1卫星海冰遥感和T213数值天气预报模式产品对该海冰数值预报系统的改进，对2002～2003冬季海冰数值预报的结果进行了分析和比较。     

渤海海冰现场监测的数字图像技术及其应用

在渤海冰区油气开发中,海冰给平台结构、油气运输和施工作业带来很大影响。油气作业区海冰参数精确、连续、实时的现场监测对分析油气开发的可靠性、检验海冰数值模式、校正海冰卫星遥感数据具有重要意义。针对渤海油气作业区的海冰运动和分布特性,通过数字图像技术对海冰的厚度、运动速度和密集度三个参数的提取进行了算法开发和软件研制。在2009-2010年采用该海冰数字图像监测软件对渤海辽东湾JZ20-2油气作业区的海冰参数进行了全冰期的连续监测,获得了翔实可靠的海冰厚度、密集度和冰速等海冰监测资料。现场监测应用表明,该海冰数字图像监测软件具有操作性强、精确度高、可靠性好的优点。该监测技术进一步完善后可广泛应用于渤海油气作业区的海冰现场监测,成为海冰业务化现场监测的重要组成部分。     

溢油污染的渤海海冰反射光谱特征实测研究

Oil spilled on the sea ice surface in the Bohai Sea of China is studied through the field measurements of the reflectance of a simulated sea ice-oil film mixed pixel. The reflection characteristics of sea ice and oil film are also analyzed. It is found that the mixed pixel of sea ice and oil film is a linear mixed pixel. The means of extracting sea ice pixels containing oil film is presented using a double-band ratio oil-film sea-ice index(DROSI) and a normalized difference oil-film sea-ice index(NDOSI) through the analysis of the reflectance curves of the sea iceoil film pixel for different ratios of oil film. The area proportion of the oil film in the sea ice-oil film pixel can be accurately estimated by the average reflectance of the band of 1 610–1 630 nm, and the volume of the spilled oil can be further estimated. The method of the sea ice-oil film pixel extraction and the models to estimate the proportion of oil film area in the sea ice-oil film pixel can be applied to the oil spill monitoring of the ice-covered area in the Bohai Sea using multispectral or hyperspectral remote sensing images in the shortwave infrared band(1 500–1 780 nm).     

海域使用管理信息系统的建立

通过分析海域使用管理信息系统的需求与现状，提出了建立海域管理信息系统的方案。根据数据量和共享需求，可建立两种海域管理系统：基于单机的系统和基于网络的系统。对两种系统进行了比较，利用GIS、关系型数据库和编程工具实现了该方案。     

基于GIS的广州市海域使用监管系统设计与应用

针对广州海域监管工作对海洋监测数据从人工到计算机智能化管理的实际需求,从总体结构、数据库构建、功能应用等几个角度设计开发了广州市海域使用监管系统。系统在整合现有的监测设备及数据基础上,利用先进的计算机软件技术和数据库管理技术,实现了海面、岸站一体化海域综合监管,极大地提高了海域监测智能化程度并有效降低了管理成本。目前,该系统已投入到广州海域监管应用当中,为海域监管评估提供了决策支持,对海洋可持续发展具有重要意义。     

基于GIS的海域定级系统研究

为提高海域定级工作的效率和成果的精度与质量,在海域定级原理研究的基础上,基于GIS技术和数据库技术设计开发了海域定级系统。该系统的主要功能模块包括:因素因子体系的建立;语言型、域值型、数值型、点扩散型和线扩散型影响因子的量化方法;层次分析法计算影响因素因子权重值;海域定级及结果显示。     

渤海海域的上第三系油气研究

综述了渤海湾盆地沉积与构造活动在时间与空间上的迁移与演化、烃源岩与储盖层的空间分布规律，结合盆地内的勘探现状分析了渤海湾海域上第三系的油气远景。认为盆地内凸起、低凸起以上第三系为主体，伴有东营组和前第三系油气藏的复式油气聚集带是目前渤海油气勘探最现实的有利目标。     

围填海潜力定量评价模型在锦州湾围填海区域的应用

围填海虽能缓解因经济发展及人口增长造成的土地资源问题,但是大规模不科学的围填海工程会严重破坏海洋资源,并对海域生态环境造成不可逆的改变.为科学管控围填海工程,需对其资源状况进行定量评价,进而为合理控制管控围填海资源规模提供一定的建议.本文以1991年、1995年、2000年、2005年、2010年及2014年锦州湾的L...     

海渔况信息产品的制作原理及其应用

海渔况信息产品对于渔业资源的研究、调查、预测、评估具有重要意义。利用计算机制作的海渔况图对于信息的表达一目了然,具有速度快、时效新、反应及时等特点,因此计算机制图已经成为目前海渔况信息产品的主要制作手段。论文将以《太平洋大眼金枪鱼延绳钓渔场与SST叠加分布图集》和《东海中心渔场预报图》为例,简要介绍海渔况信息产品的制作原理及其应用。     

北海区执法监管综合信息系统的设计与应用

将现代信息技术引入海洋信息化建设从而提高海洋行政执法科学化水平,是保证合理开发利用海洋和海洋经济健康可持续发展的有效途径。文章研究新形势下的海洋行政执法信息化机制,以例行执法检查和专项执法行动为主线,以航空监察、案件报备、行政审批和法律法规等为辅助,集成各类执法数据信息,运用软件编程和网络技术建立具有海洋行政执法业务流转和地图服务综合功能的信息监管系统,逐步实现海洋行政执法工作由传统监管模式向科学化、标准化和规范化的现代空间管理方式过渡,推进海洋行政执法监管的信息化进程,提升执法效率和监管力度。     

渤海海峡及附近水域水位控制的组织与实施

针对渤海海峡及附近水域开展的检查测量与航路扫海测量面临的现实困难,综合运用多种技术方法实施了水位控制:采用多站分区的最小二乘拟合法和基于潮汐模型与余水位监控法等两套水位控制方案以降低作业风险;采用虚拟站技术实现海上定点站的水位推算以提高作业效率。并对技术方案设计至水位改正数计算中的每个关键步骤都进行严密的论证分析,评估对应的量化精度指标,体现了全过程质量控制的思想。评估结果表明,水位控制的精度满足规范与行业标准的要求,达到了方案设计的目标。     

渤海区域海洋经济与可持续发展研究

根据目前渤海海洋资源开发利用及海洋环境的现状,结合渤海海洋经济可持续发展的需要,分析了海洋资源、海洋环境和可持续发展之间的关系。为了实现渤海海洋经济的可持续发展,提出了合理利用海洋资源、保护海洋生态环境、优化产业结构、科技兴海的几点措施,为海洋资源管理部门的决策提供依据。