基于形态学的海洋锋形态特征提取

根据形态学梯度理论:不同尺寸的结构元素适合不同空间尺度的特征提取,结构元素尺寸的过大或者过小都会达不到最佳的特征边缘提取效果,从结构元素的尺寸δ与海洋锋横断面宽度γ和海流流幅的空间尺度λ的理论关系图推导中,提出δ,γ和λ的最佳定量关系:δ=γ/2,且δ<=λ/2,旨在对海洋锋形态特征进行提取。最后,以黑潮和墨西哥湾流为实验数据,进行海洋锋形态特征的自动提取,实验结果表明该定量关系的正确性和有效性。     

基于海温遥感资料的海洋锋检测方法

介绍了海洋锋的特点和本文选用的资料源,详细研究了海洋锋检测算法,给出了梯度和锋线检测结果,最后分析了东海黑潮锋季节变化规律,为基于海温遥感资料的海洋锋检测方法业务化应用提供参考。     

融合scSE模块的改进Mask R-CNN海洋锋检测方法

海洋锋是重要的中尺度海洋现象,具有数据量小、目标小、弱边缘等特性。针对实际检测任务中弱边缘、小目标海洋锋的检测精度低、错检及漏检率高等问题,融合scSE (spatial and channel Squeeze&Excitation)空间注意力模块构建了一种改进的Mask R-CNN海洋锋检测模型。该方法首先对Mask R-CNN骨干网络结构进行改进,采用scSE模块引导的ResNet-50网络作为特征提取网络,通过加权策略对图像通道和空间位置进行特征突出,提升网络对重要特征的提取能力;其次,针对海洋锋目标边缘定位不准确的问题,引入IoU boundary loss构建新的Mask损失函数,提高边界检测精度。最后,为验证方法的有效性,从训练数据和实验模型上,分别设计多组对比实验。实验结果表明,相比传统Mask R-CNN、YOLOv3神经网络及现有Mask R-CNN改进网络,本文方法对SST梯度影像数据集上的强、弱海洋锋检测效果最好,定位准确率（IoU,Intersection-over-union））及检测精度（mAP,Mean Average Precision）均达0....     

基于侧扫声纳图像海底目标物提取方法

分析了侧扫声纳数据成像原理,利用凹凸目标成像与阴影的关系,依次采用二值化处理、中值滤波处理、开启与闭合操作、Canny边缘提取等多种图像处理的手段,实现了海底目标物的提取与定位,并通过实验验证了本方法的可行性。     

基于小波分析的海洋锋形态特征提取

遥感影像中海洋锋具有弱边缘(Weak Edge)信息特性,其空间尺度在不同的空间位置存在较大的差异。针对传统边缘算子只能提取某一尺度的海洋锋信息,而损失其他尺度信息不足,本文利用小波多尺度分析特性,探讨了海洋锋信息在各尺度间的分布的继承性,提出最佳尺度确定的算法框架,设计出最佳尺度确定算法的流程,进一步进行海洋锋各尺度信息的提取。最后以海面温度锋-墨西哥湾流为实例进行形态特征提取,并与典型的边缘提取算子效果在信息量、抗干扰性、定位精度、连续性和对比度上进行对比分析。试验结果表明了该算法在提取多尺度的海洋锋信息上的可行性和实用性。     

西北太平洋海洋温度锋生与锋消机制的初步研究

海洋锋面区域对气候变化以及海气耦合作用的影响非常显著,通过分析其形成机制,可以帮助进一步了解海洋与大气的相互作用过程以及其物理过程。利用Argo数据、NCEP/NCAR再分析数据和遥感风场数据对西北太平洋的混合层温度与温度锋面的变化机制进行了研究。基于海洋混合层的热量收支模型,发现在北太平洋区域的海洋混合层温度主要受到净热通量控制,同时还存在一个季节变化明显的温度锋面。9~2月为温度锋面加强时期,3~4月温度锋面变化不明显,而5~8月温度锋面则迅速减弱。根据研究,该温度锋面的加强与减弱主要是由于净热通量的南北差异造成的,而在净热通量中则以短波辐射通量与潜热通量为主要影响因子。     

数学形态学方法在海面船目标检测中的应用

为进一步提高检测精度，提出1种将数学形态学方法应用到船目标检测数据后处理中的算法，根据该算法设计的数学形态学滤波器可以有效地消除SAR图像斑点噪声在船目标检测中造成的影响，减少船目标检测的误判，提高参数估计准确性。     

东海海洋锋分类的初步探讨

基于笔者近年来对海洋锋的研究（１９９０；１９９２；１９９５）［１，５～７］，本文初次探讨了东海海洋锋的分类问题。同时，对各类海洋锋的海洋学特征及其形成机理做了分析比较。并给出了各种海洋锋的垂直结构模式图。     

黄海西部春季海洋锋及其与渔业的关系

海洋锋是一种海洋学特征。作者根据1960—1981年的资料,用温、盐指标依聚类方法分析研究了该海区的环流结构和水团的混合带,最后定出了海洋锋的位置。本文还描述了春季黄海中的海洋锋的分布及特征,及其与鹰爪虾、鲅鱼、鲐鱼洄游规律和渔场的关系。     

基于直方图分析和Jensen-Shannon散度的海表温度锋检测

海洋锋是海洋中的重要现象之一,通常可以利用锋面检测算法在遥感图像中进行提取。针对在海洋遥感图像质量较低、噪声较多的情况下梯度较小而尺度较大的海表面温度锋提取效果不佳的问题,对基于Jensen-Shannon散度的锋面提取方法进行了改进。具体改进是在计算图像散度时先进行直方图分析,即根据水温分布中的极小值对水温数据进行重新分组,然后使用新生成的水温分布来计算散度,另外还使用了Canny算法中的非极大值抑制对散度图中的锋面进行了细化。实验结果表明,改进后的方法提取出的锋面与使用梯度幅值表示的锋面基本吻合,同时比原方法更适合用于提取受噪声影响较多的水温图像中的大尺度锋面。     

基于小波变换和数学形态学的潮沟提取方法研究

潮沟是潮滩的主要地貌类型之一,潮沟信息的检测对湿地生态环境的监测和保护有着重要意义。本文以长江口九段沙下沙北部发育比较复杂的潮沟为研究对象,使用2016年1月26日Landsat8全色波段数据,采用了一种融合小波变换、最大类间方差法和数学形态学的方法对潮沟边缘信息进行了检测。小波变换中通过减小高层小波系数,达到弱化潮滩灰度变化的目的;通过增大低层小波系数,达到增强潮沟信息的目的;利用数学形态学和图像之间的几何(加减乘)运算,完成潮沟的提取;最后,分别在原始数据和检测结果相应的位置取样进行精度验证,样方潮沟面积一致性精度平均为92.1%。     

基于数学形态学的侧扫声呐图像轮廓自动提取

侧扫声呐图像特征自动提取的难点在于特征地貌边缘检测较困难,依据图像灰度突变检测得到的边缘比较粗糙、不连续,而且有断口和小洞。本文在对图像进行预处理和阈值化的基础上,采用数学形态学方法对图像进行处理,即用具有一定形态的结构元素去量度和提取图像中的对应形状,得到连续化、粗化、圆滑的特征区域边缘填充目标内部阴影且消除背景噪声。基于数学形态学的侧扫声呐图像特征自动提取的主要步骤为:首先对侧扫声呐图像进行预处理,然后进行灰度阈值化,接着采用数学形态学方法进行处理,最后对处理后的图像进行边缘检测,提取出特征地貌边缘。实验表明,采用数学形态学方法进行处理后,错断、离散的海底目标物变得连续,背景噪声大大减少,自动提取结果准确可靠。     

海洋锋现象及其对水声传播的影响

为了研究海洋锋对声传播的影响,借鉴黑潮引起的台湾海峡南部海洋锋的历史水文观测资料,提出并建立了适合描述台湾海峡南部海洋锋的数学模型及其声速表达式。通过与实测资料对比,建立的海洋锋模型能准确反映客观实际情况,表现出较好的效果。同时,在借鉴了前人研究经验的基础上,采用Argo实测资料,建立了台湾海峡南部海洋锋的数学模型及其声速表达式,利用MMPE水下声场模型进行了海洋声场数值模拟试验,对目标海区典型的声场结构进行了声线路径模拟和传播损失的计算仿真,并将实验结果通过与前人进行的实际大洋声场实验的结果比较,证实了本文的模拟结果是准确可信的,提高了水声数值模拟试验的准确有效性。     

基于海洋潮汐动力模型的水位改正方法研究

本文研究并提出了一种基于海洋潮汐动力模型的水位改正方法。该方法通过对数值模拟的天文潮位进行改正,结合残差改正获得特定站的潮位数据。结合实际资料,将基于海洋潮汐动力模型的水位改正方法与传统的水位改正方法(时差法和最小二乘潮位拟合法)进行了比较,新方法改正的精度明显高于传统方法,显示其在地形变化较为复杂海域进行水位改正的可行性与独特优势。该方法可以在海洋测绘中减少短期验潮站的布设,用于潮位序列缺失的修补。     

An ocean bottom,microprocessor based seismometer

We describe the design and construction of an ocean bottom seismometer configured as a computer, based on an Intersil IM6100 microprocessor plus appropriate peripheral devices. The sensors consist of triaxial 1 Hz seismometers and a hydrophone, each sensor channel being filtered prior to digitizing so that typical noise spectra are whitened. Digital data are recorded serially on magnetic tape. The instrument is placed on the ocean bottom by allowing it to fall freely from just below the surface. An acoustic system allows precise determination of instrument position, acoustic recall, and transmission of operational information to the surface. Release from an expendable anchor is accomplished by redundant pyrotechnic bolts which can be fired by acoustic command or by precision timers.The operational flexibility provided by the micro-computer, which executes the DEC PDP8/E instruction set, enables optimum use of the 6-hr recording capacity (at 128 samples/second/channel) in the context of the particular experiment being performed.

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Water transport across the subantarctic front and the global ocean conveyer belt

The water transport across the Subantarctic Front involving the Ekman transport, eddy transfer, and transport by the abyssal geostrophic currents is estimated on the basis of different experimental data. This transport accounts for 14 Sv northwards in the upper ocean layer (thermocline) and the same quantity southwards in the lower layer (abyss). This quantity is equal to the magnitude of the water downwelling from the thermocline to the abyssal in the North Atlantic and North-European Basin, which is realized in the field of the Global Ocean Conveyor Belt. This result agrees with the conception according to which the oppositely directed motion of the water from the abyssal into the thermocline takes place in the Antarctic.     

海洋标准评估方法研究

科学评估海洋标准是提高海洋标准质量的重要手段.分析了影响海洋标准评估因素确定的条件,建立海洋标准评估指标体系与评价集.利用层次分析法和模糊综合评价法对海洋标准进行评估,定量评估了海洋标准的质量.该方法为建立科学的、操作性强的标准评估体系提供研究基础,有利于完善对海洋标准质量的控制,提高海洋标准的管理水平.     

基于阈值区间的海洋锋面提取模型

A model （Bayesian oceanic front detection, BOFD） of sea surface temperature （SST） front detection in satel- lite-derived SST images based on a threshold interval is presented, to be used in different applications such as climatic and environmental studies or fisheries. The model first computes the SST gradient by using a Sobel algorithm template. On the basis of the gradient value, the threshold interval is determined by a gradi- ent cumulative histogram. According to this threshold interval, front candidates can be acquired and prior probability and likelihood can be calculated. Whether or not the candidates are front points can be deter- mined by using the Bayesian decision theory. The model is evaluated on the Advanced Very High-Resolution Radiometer images of part of the Kuroshio front region. Results are compared with those obtained by using several SST front detection methods proposed in the literature. This comparison shows that the BOFD not only suppresses noise and small-scale fronts, but also retains continuous fronts.