随机海浪列率谱与频率谱的实验比较研究：Ⅰ.随机海浪列率谱估计方法

首次将列率谱分析的两种谱估计方法,并矢周期图法和并矢相关法引入到随机海浪的研究,文中就不同环境条件下实验室资料,对两种谱估计方法进行了比较,结果表明：两种谱估计方法所得结果非常吻合。     

随机海浪列率谱分析的实验研究

介绍了列率谱分析的两种谱估计方法;并矢周期图法和并矢相关法。通过实测资料比较表明,两种谱估计方法的计算结果基本一致。文中利用不同环境条件下的实验室资料对列率谱进行了分析,并与频谱的部分计算结果进行了比较,对其存在的差异给出了可能的物理解释。     

Ⅲ变浅作用下列率谱和频率谱的实验研究

为研究变浅作用下的非线性海浪，本文利用并矢相关谱估计方法，设计并进行了多种强度下，由深水传入近岸浪变浅作用下，列率谱和频率谱随水深和坡度变化的实验比较研究。     

海浪方向谱估计方法的比较

分别利用数值模拟和实测资料对目前被认为分辨力较高的最大似然法(MLM)、扩展本征矢方法(EEV)、扩展最大滴方法(EMEP)以及贝叶斯方法(BDM)等四种海浪方向谱估计方法的可靠性进行了分析,从不同频率、不同噪声水平和不同方向集中度三个角度检验其再现性、稳定性和实用性,结果表明MLM、EEV和BDM大致给出相同的方向分布,其中BDM的再现性最好,但实用性逊于MLM和EEV,EMEP由于稳定性差,不适用于实测资料的分析.     

分析海浪方向谱的扩展本征矢方法：I.方法的导出

基于交叉谱矩阵可以按本征值划分为信号和含有噪音部分的思想，提出了一种自直接测量数据估计海浪方向谱的方法。该方法称为扩展本征矢方法（ＥＥＶ），应用于单点测量系统，仪器阵列以及由地者构成的复合阵列。现有的某些估计方法（如最大似然方法及其扩展形式等）仅是此方法的某种特例。     

Ⅱ风浪列率谱的实验研究

利用风浪实验资料,系统地研究了列率谱随风速,风区的演变规律。与频率谱的计算结果比较表明：在主含能频段,特别在峰频附近,两种谱估计方法所得结果基本吻合。但在高频段,特别在二倍峰频附近,两种谱估计方法所得结果存在明显差异。文中就其存在的差异给出了可能的物理解释。     

现代海浪功率谱估计的改进算法

海浪谱是随机海浪的一个重要统计性质,它不仅包含着海浪的二阶信息,而且还直接给出了海浪组成波能量相对于频率和方向的分布。谱方法已经成为研究海浪及其有关问题的有力工具。文中主要参照现代谱估计中的THREE谱估计方法,对基于Kullback-Leibler度量的随机信号的功率谱估计方法中优化参数的求解算法进行了改进,并与基于Hellinger度量的谱估计方法进行了比较。通过数值模拟和谱分析证实基于这两种度量的功率谱估计算法都能有效地避免谱线分裂和谱峰偏移现象。     

分析海浪方向谱的扩展本征矢方法Ⅰ.方法的导出

基于交叉谱矩阵可以按本征值划分为信号和含有噪音部分的思想，提出了一种自直接测量数据估计海浪方向谱的方法。该方法称为扩展本征矢方法（EEV），可应用于单点测量系统、仪器阵列以及由二者构成的复合阵列。现有的某些估计方法（如最大似然方法及其扩展形式等）仅是此方法的某种特例。     

基于矢耳石重量与年龄关系对北部湾二长棘犁齿鲷年龄鉴定的研究

利用2006年7月至2008年10月北部湾商业捕捞底拖网和流刺网渔获物中采集的1 276尾北部湾二长棘犁齿鲷（Evynnis cardinalis）中1 045尾耳石完整样本,对二长棘犁齿鲷矢耳石重量与年龄关系进行了初步研究.结果显示,北部湾二长棘犁齿鲷左右矢耳石间的重量无显著差异,选用左矢耳石为研究对象;用直线、幂函数和多项式等拟合二长棘犁齿鲷各类参数间的关系,样本体长（L）与矢耳石重量（OW）呈幂函数相关：OW=2.000 0×10-6L2.143 0（R2=0.952 9,n=1 045）;北部湾二长棘犁齿鲷耳石重量与年龄（T）呈二项式关系：OW=0.002 7T2＋0.008 1T＋0.023 5（R2=0.992 5,n=1 045）,矢耳石重量与年龄呈显著的线性相关性.以此估算年龄,与从矢耳石上直接读取的年龄并无显著差异,并且,通过矢耳石重量估算年龄比体长频率法较为准确.因此,在经过适当校正后,矢耳石重量可以作为二长棘犁齿鲷年龄鉴定的有效辅助手段.     

波谱仪调制功率谱估计算法性能的仿真研究

基于星载波谱仪海浪方向谱探测原理,仿真了不同海况、风速下的海浪波谱仪接收信号,并采用周期图法、Welch法、AR模型法以及最小方差法共4种不同的调制谱估计方法反演出海浪谱,比较各种调制谱估计方法的海浪方向谱反演性能。仿真结果表明:对于一定方位向下的一维海浪谱反演,不同调制谱估计方法反演海浪谱性能优劣没有绝对的顺序。对于二维海浪谱反演,在成长中海浪条件下周期图法反演性能最差,其他3种方法的反演性能没有绝对优劣顺序;对于成熟风浪,最小方差法在积分能量误差、有效波高误差两个指标上的反演性能最好,在主波波向、主波波长误差上,周期图法反演性能最差,其他3种方法没有绝对优劣顺序。在涌浪条件下,AR模型法反演性能优于其他3种方法。在不同海况下,随着波谱仪中心入射角的下降,反演性能会下降。基于这些仿真结果,本文推荐最小方差法作为充分成长海浪的海浪方向谱反演的调制谱估计方法,AR模型法作为涌浪海浪方向谱反演的调制谱估计方法。     

相位降噪与矢径分解组合的矢量序列分解方法

基于矢量序列相位与矢径的统计分布差异,本文提出一种TV (Total Variation)相位降噪和EMD (EmpiricalMode Decomposition)矢径分解组合的矢量序列降噪、分解方法。利用TV细致的演化特点进行相位降噪,其中引入最大信杂比准则,以优化选择调整参数和迭代次数;利用EMD适用于非线性非平稳分解的特点,将矢径分解为多个IMFS(Intrin-sic Mode Function),其中加入了非负判别,以保证重构矢量的相位不会发生跳变。然后,将降噪相位和分解的IMFS一一对应,重构矢量。考虑到历史继承性,该方法称为VEMD(Vector Empirical Mode Decomposition)方法。以高斯噪声污染的2个人工信号(线性调频信号、正弦+线性调频信号)和实测海杂波数据验证了本文所提出方法的性能。     

现场ηUV、PUV和UV波浪方向谱估计方法及比较

波浪方向谱的现场观测和谱估计方法是海洋动力研究的重要基础课题之一。本文依据不规则线性波理论，推导了ηＵＶ、ＰＵＶ和ＵＶ方法方向谱计算式，并利用η和ＰＵＶ实测数据进行了方向谱估计，同时比较了各种模式优劣，为现场波浪观测提供依据。     

分析海浪方向谱的扩展本征矢方法

采用Ｌｏｎｇｕｅｔ－Ｈｉｇｇｉｎｓ形式的方向分布函数作为已知谱，用模拟数据检验了作者是所提出的估计方法ＥＥＶ合理性，并与扩展最大似然方法（ＥＭＬＭ）及Ｌｙｇｒｅ等（１９８６）的最在熵方法（ＭＥＭ）作了比较，在验证和比较中，使用纵摇－横摇浮标，星形阵形和ＣＥＲＣ阵列作为复合阵列，计算表明，ＥＥＶ优于ＥＭＬＭ和ＥＭＥ。最后将ＥＥＶ和ＥＭＬＭ两种方法应用于仪器阵列的外海观测数据，得到了比较合理的海浪方向     

入·反射波共存浪场的方向分布估计

基于管长龙等（１９９５ａ,ｂ）的扩展本征矢方法,提出了可用于入射波和反射波共存浪场能量方向分布的估计方法,并给出了直接计算反射率的公式。数值模拟结果表明,此方法大大改善了原有方法的估计精度,计算得到的反射率在一定范围内与实际符合     

中国海域习见石斑鱼属鱼类矢耳石形态特征

以采自中国海域12种石斑鱼标本为基础,分析了石斑鱼属(Epinephelus)鱼类的矢耳石形态特征,探讨了耳石形态在该属鱼种识别方面的应用。结果显示,12种鱼类矢耳石形态近似,耳石细长,呈三角形或梭形,由听沟开口处形成的前部凹刻"V"形或浅宽,形成显著或不显著的侧叶。12种鱼耳石长宽比1.76~2.41,矩形趋近率0.60~0.72,充实度17.24~36.58。耳石外部轮廓、边缘光滑度、听沟前部形态、凹刻类型等特征同是本属鱼种耳石形态识别的主要依据,基于傅里叶系数的聚类分析结果表明耳石形态种间分异较显著。结果表明,听沟同是石斑鱼属鱼类耳石形态分类的重要特征之一,根据耳石形态可以实现石斑鱼属鱼种的初步分类检索,耳石形态在鱼类系统分类上有良好的应用研究前景。     

分析海浪方向谱的扩展本征矢方法 Ⅱ.方法的验证、比较和应用

采用Longuet－Higgins形式的方向分布函数作为已知谱，用模拟数据检验了作者所提出的估计方法EEV的合理性，并与扩展最大似然方法（EMLM）及Lygre等（1986）的最大熵方法（MEM）作了比较．在验证和比较中，使用纵摇-横摇浮标、星形阵列和CERC阵列作为复合阵列。计算表明，EEV优于EMLM和MEM。最后将EEV和EMLM两种方法应用于仪器阵列的外海观测数据，得到了比较合理的海浪方向谱。     

中国海域习见石斑鱼属鱼类矢耳石形态特征

以采自中国海域12种石斑鱼标本为基础,分析了石斑鱼属(Epine phelus)鱼类的矢耳石形态特征,探讨了耳石形态在该属鱼种识别方面的应用.结果显示,12种鱼类矢耳石形态近似,耳石细长,呈三角形或梭形,由听沟开口处形成的前部凹刻"V"形或浅宽,形成显著或不显著的侧叶,12种鱼耳石长宽比1.76～2.41,矩形趋近率0.60～0.72,充实度17.24～36.58.耳石外部轮廓、边缘光滑度、听沟前部形态、凹刻类型等特征同是本属鱼种耳石形态识别的主要依据,基于傅里叶系数的聚类分析结果表明耳石形态种间分异较显著.结果表明,听沟同是石斑鱼属鱼类耳石形态分类的重要特征之一.根据耳石形态可以实现石斑包属鱼种的初步分类检索,耳石形态在鱼类系统分类上有良好的应用研究前景.     

中国天竺鲷属鱼类的矢耳石形态特征

利用采自我国近海的105尾标本,分析了细条天竺鲷、宽条天竺鲷、黑鳃天竺鲷、黑边天竺鲷、垂带天竺鲷、四线天竺鲷、半线天竺鲷、斑鳍天竺鲷等8种天竺鲷属鱼类的矢耳石形态特征。8种鱼类矢耳石前部均较尖,后部略圆钝,背部呈折线状,腹部呈圆弧形,背部中央有缺刻,听沟宽阔;8种鱼耳石长宽比的比值为1.35～1.63,矩形趋近率为0.67～0.77,充实度为14.77～24.99。以上述三种形态学参数为基础进行聚类分析,可将8种鱼类分为3组:细条天竺鲷、宽条天竺鲷、黑边天竺鲷、黑鳃天竺鲷为一组;垂带天竺鲷、四线天竺鲷、半线天竺鲷为一组;斑鳍天竺鲷为一组。耳石听沟边缘走向、宽度以及耳石外部边缘光滑度等轮廓特征在8种天竺鲷属鱼类间呈显著的种间差异。以这些形态特征为基础,编制了8种天竺鲷属鱼类的检索表,检索表表现的种间分类关系特征与聚类分析结果基本一致。     

中国天竺鲷属鱼类的矢耳石形态特征

利用采自我国近海的105尾标本,分析了细条天竺鲷、宽条天竺鲷、黑鳃天竺鲷、黑边天竺鲷、垂带天竺鲷、四线天竺鲷、半线天竺鲷、斑鳍天竺鲷等8种天竺鲷属鱼类的矢耳石形态特征。8种鱼类矢耳石前部均较尖,后部略圆钝,背部呈折线状,腹部呈圆弧形,背部中央有缺刻,听沟宽阔;8种鱼耳石长宽比的比值为1.35~1.63,矩形趋近率为0.67~0.77,充实度为14.77~24.99。以上述三种形态学参数为基础进行聚类分析,可将8种鱼类分为3组:细条天竺鲷、宽条天竺鲷、黑边天竺鲷、黑鳃天竺鲷为一组;垂带天竺鲷、四线天竺鲷、半线天竺鲷为一组;斑鳍天竺鲷为一组。耳石听沟边缘走向、宽度以及耳石外部边缘光滑度等轮廓特征在8种天竺鲷属鱼类间呈显著的种间差异。以这些形态特征为基础,编制了8种天竺鲷属鱼类的检索表,检索表表现的种间分类关系特征与聚类分析结果基本一致。     

并矢相关谱分析方法在非线性资料分析中的应用

本文利用到率并矢相关谱估计方法,对青岛月平均气温（1896年1月—1992年12月）足赤道局部地区日表层水温（0°±0．5°S,165°±0．5°E;1986年12月6日—1991年11月16日）进行了谱分析,结果表明：青岛气温除具有1年周期的主频振荡和二倍峰频处0．5年周期二阶非线性耦合效应外,还隐含有2年周期的低频耦合振荡及0．4年周期的高频耦合振荡;赤道局部地区日表层水温含有90天,63天,50天,40天和29天等几个主要的低频周期振荡。