未破碎变浅随机海浪的波高统计分布

利用青岛海洋大学海洋实验室现代化的大型水槽,设计进行了多种海浪强度下,由深水传入近岸不同坡度水底上的变浅随机海浪的模型实验。依据实验资料统计分析结果表明：对近岸变浅随机海浪而言,其波高分布不再符合Ｒａｙｌｅｉｇｈ分布,与Глуховский的经验分布也有差异,它不仅与参量Ｈ＊＝Ｈ／ｄ有关,且与表征深水海浪的波形特征量Ｈ０／Ｔ２０有关,并获得其经验关系,为实验应用变浅随机海浪的波高统计分布提供了可能。     

济州岛南部海域海底声呐图像分析与声学底质分类

东海北部外陆架靠近济州岛南部海域,是黄海槽向冲绳海槽延伸的部分,属于黑潮分支黄海暖流的通道入口,分布着脊槽相间的海底底形,对其海底声呐图像的处理分析及声学底质分类的分析研究,有助于了解该通道海底底形表层纹理特征及沉积物分布规律。基于在济州岛南部海域获取的多波束声呐数据,应用图像处理技术和方法,对数据进行了处理,获得了海底声呐影像图,并对其表层纹理特征进行了描述和分析;同时,基于多波束反向散射强度数据,结合19组海底地质取样数据,建立研究区海底反向散射强度与沉积物粒度特征之间的统计关系模型,并以改进的学习向量量化神经网络方法,实现对海底粉砂质砂、黏土质砂以及砂-粉砂-黏土3种底质类型的快速自动分类识别。     

三维合成孔径声呐在海底掩埋目标探查中的应用现状与展望

为提高我国海底掩埋目标的探查技术,以适应不断发展的探测需求,文章综述了现有三维合成孔径声呐在海底掩埋目标探查中的应用现状,并对关键技术的发展方向进行了展望。结果表明:尽管三维合成孔径声呐在海底掩埋目标探查中具有较大的技术优势,但是由于技术难度大、复杂程度高,可提供成熟商用设备的单位仅有两家,中科探海研发的三维合成孔径声呐系统多项核心技术指标领先。运动误差估计和补偿技术,掩埋目标特征提取和识别分类算法,多通道大规模数据并行处理算法等关键技术将成为三维合成孔径声呐系统未来的发展方向。     

用波面高度分布的非正态特征反演非线性随机海浪

本文不依据波动的非线性方程,而是利用波面高度分布的非正态特征反演非线性随机海浪.在窄谱条件下,论述了反演的非线性波面、谱及波面极大(小)值分布同现有某些非线性理论结果的一致性,以深水正态海浪过程用浅水非正态特征反演浅水非线性海浪过程及其谱作为算例,并用实测资料检验,结果表明,其同实测值符合较好,从而说明本文方法是可行的.     

东方鲀属鱼类的分类与区系分布研究

本文在调查与校核资料基础上 ,系统整理了 2 2种东方属鱼类的分类检索并附简图 ,报告了该属鱼类的区系性质与种类分布。文中在分类方面尚讨论了同物异名的订正 ,区系分布上提出了中日海区是世界该属鱼类的分布中心。最后对河豚毒的开发研究和中毒防治提出了意见和建议     

一种融合纹理特征与NDVI的随机森林海冰精细分类方法

海冰的精准分类对于掌握海冰生长发育状况,保障航海安全等具有重要意义。由于受数据源和分类方法等影响,使得海冰分类精度提高受限。本文面向高空间分辨率的光学遥感影像,提出了一种融合纹理特征和归一化差分植被指数（NDVI）的海冰精准分类方法,运用随机森林分类器构建海冰分类方法。以青岛胶州湾为实验区,高分二号（GF-2）为实验数据,进行了海冰类型提取,并与其他分类方法进行对比。结果显示:针对GF-2高分辨率光学遥感数据,融合纹理特征和NDVI的随机森林方法,相比于传统的随机森林、支持向量机、自动决策树和融合纹理特征的最大似然分类方法,总体分类精度分别提高13.70%、11.60%、19.22%、29.37%。Kappa系数分别提高0.16、0.13、0.22、0.44。相比于融合纹理特征和归一化水指数（NDWI）的随机森林方法,总体分类精度提高了9.67%,Kappa系数提高了0.09。这表明本文构建的海冰分类方法可有效提高海冰分类精度,为海冰的精确分类提供了一种有效的技术手段。     

北太平洋鱿鱼渔场叶绿素a分布特点及其与渔场的关系

根据2001年～8月对位于39°～43°N,152°E～171°W的北太平洋鱿鱼渔场进行的水温、盐度、叶绿素a、浮游植物和鱿鱼捕捞等的调查结果,主要分析北太平洋鱿鱼渔场表层叶绿素a分布特点及其与环境因子、中心渔场的关系.分析结果表明,调查区表层叶绿素a含量变化为0.03～0.32 mg/m3,平均为0.13 mg/m3,其中中部渔场表层叶绿素a含量值最大,东部渔场次之,西部渔场最低;调查海域表层叶绿素a含量分布与表层温度、盐度存在较好的对应关系,叶绿素a含量高值区对应高温区,冷涡区含量最低,暖涡区含量最高;叶绿素a含量随盐度的增加而增加;在西部、中部、东部渔场,表层叶绿素a含量与浮游植物数量呈正相关关系;表层叶绿素a的分布与鱿鱼中心渔场存在较好的对应关系,中心渔场主要位于0.1 mg/m3叶绿素a等值线舌状部分或叶绿素a水平梯度较大处,渔场中心的叶绿素a值大于0.1 mg/m3.叶绿素a分布与环境要素及渔场的相关性分析表明叶绿素a可作为鱿鱼渔场分析中的一个重要参考指标.     

台湾浅滩海底沙波精细特征、分类与分布规律

迄今由于缺乏高精度的实测水深数据,对台湾浅滩沙波的精细结构缺乏详细的阐述。本文基于多波束实测资料研究台湾浅滩沙波形态的精细特征及其分布规律。多波束探测结果显示:研究区沙波的平均波高达到13.5m,沙波波峰处水深为20.42m,沙波平均波高约为水深的2/3,沙波的波长大多数处于500~700m之间。研究区内主要发育3种类型的沙波,即摆线型沙波、余弦型沙波和双峰型沙波。研究区西部主要发育双峰型沙波,中部则主要发育余弦型和摆线型沙波,而东部主要发育摆线型沙波,整个区域以摆线型沙波为主。海平面波动、台湾海峡复杂的水动力条件以及台湾岛丰富的山溪河流携带的大量沉积物进入海峡,对浅滩区的沙波具有强烈的改造作用。     

南海东北部海水中N2O分布与产生机制的初步研究

2004年9月18—10月4日调查了南海东北部海水中氧化亚氮(N2O)浓度。表层海水中的N2O浓度平均值为8.40±0.79 nmol.L-1,饱和度平均为123%±11.6%,是大气N2O的源。不同区域表层海水中的N2O浓度存在明显差异,在水深200m层呈现南高、北低的分布特征。各层次海水中的N2O浓度均处于过饱和状态,N2O浓度由海水表层到底层呈上升趋势。ΔN2O与AOU间有显著的正线性相关性,说明海洋内部的硝化作用是产生N2O的主要机制。N2O的海-气通量平均值为0.72±0.36μmol.(m2.d)-1。     

崇明东滩潮间带大型底栖动物的空间分布与历史演变

于2012年4—12月, 采用生态学的方法, 选择了崇明东滩潮间带的5条断面, 研究了大型底栖动物群落的空间分布现状。结果表明, 在崇明东滩共发现大型底栖动物40种, 其年均丰度为(210.30±93.56)ind/m2, 年均生物量为(74.07±16.03)g/m2, 生物多样性指数d、H′与J分别为1.81± 0.41、2.55±0.38、0.67±0.11。群落聚类和MDS分析表明南北断面存在较明显的差异。根据2000年和2006年的历史资料, 分析了底栖动物群落结构长期演变的过程和规律。结果显示, 东滩大型底栖动物群落的物种数、丰度和生物量均减少; 平均分类差异指数(?+)呈减小趋势, 而分类差异变异指数(?+)呈增加趋势, 反映了组成群落的物种之间亲缘关系越来越近。环境变化和人为干扰是导致群落结构趋于简单化的主要原因。     

侧扫声纳技术在水下界址线测量中的应用

目前,沿海经济的强势发展导致用地矛盾不断凸显,各地不断提出向海要地的要求。为防止擅自扩大围填海范围的现象,水下界址线的精确测量成为其基础工作。侧扫声纳技术作为海底地形地貌的重要探测手段,本身精度满足水下界址线测量要求,同时可以提高探测效率。以广西防城港核电建设中填海界址和面积动态监测项目为例,论证了侧扫声纳系统在水下界址线测量中的可行性。同时指出,精确定位是进行围填海界址调查的关键技术。     

基于声呐图像的水雷目标检测技术简述

针对水雷目标探测识别困难这一现实问题,分析了水雷及其声呐图像的主要特点,介绍了基于统计特征、形态学、最大熵、分形和聚类等传统水雷识别方法和基于深度学习技术的水雷目标检测算法,以期为后续算法研发提供技术参考。     

Beta Distribution of Surface Elevation of Random Waves

A probability density function (PDF) is derived of beta distribution with both λ3 (skewness) and λ4 (kurtosis) as parameters for weakly nonlinear wave surface elevation by use of a method recently proposed by Srokosz. This PDF not only has a simpler form than the well-known Gram-Charlier Series PDF derived by Longuet-Higgins. but also overcomes an obvious shortcoming of the latter that when the series is unsuitably truncated, the resulting PDF is locally negative. To test the derived beta PDF, laboratorial experiments of wind waves are conducted. The experimental data indicate that the theoretical requirements of the parameters in the beta PDF are fulfilled. The experimental results show that the present PDF is in better agreement with the measured data than the beta PDF only including parameter λ3, and also than the Gram-Charlier Series PDF truncated up to the term of H6.     

多波束测深声呐成像仿真及作用距离分析

AUV 等无人装备研制过程中如何选择合适的多波束测深系统以满足特定作业场景需求是工程技术人员关心的问题之一。从多波束测深声呐系统与 AUV 等无人系统的匹配角度出发,采用混响背景下的主动声呐方程建立了不同工作频率多波束作用距离计算评估方法,对 100 kHz~500 kHz 的多波束测深声呐作用距离进行了计算对比。在此基础上,采用线性调频、FFT 波束形成、脉冲压缩、样条插值扩充目标角度、Rife 算法优化角度估计技术,建立了多波束测深声呐的成像仿真方法,并通过直线地形、台阶地形对多波束测深声呐的成像特点和测深分辨率进行了分析。主要结论：1）建立了一种多波束作用距离评估的方法,可用于指导无人装备用多波束测深声呐频率参数的选型;2）建立的多波束测深声呐仿真办法可以帮助工程技术人员更直观地理解多波束测深声呐的成像特点;3）通过仿真分析了 CW 信号与线性调频信号下的距离分辨率,可用于指导波束测深作业时的高度、信号参数设置。     

侧扫声呐原始数据解析与可视化显示

XTF文件格式是侧扫声呐图像数据的主要存储格式之一,具有可伸缩性、可扩展性等特点;声波散射强度瀑布图是侧扫声呐回波数据直观的显示形式。准确高效解析XTF格式的侧扫声呐数据和正确生成瀑布图显示回波数据对后续数据图像处理过程中的目标变形改正、图像分割及镶嵌等具有重要意义。通过分析侧扫声呐工作原理及声波回波强度瀑布图的结构与特点,对XTF格式的侧扫声呐原始文件结构及十六进制编码原理进行深入研究,以渤海沉船搜寻实测数据为例,使用Matlab编程实现原始数据读取及解码,提取每Ping数据中各要素,比较分析2种灰度转换模型的特点,生成侧扫声呐瀑布图,实现XTF格式侧扫声呐数据的图像可视化。     

侧扫声纳图像变形现象与实例分析

依据侧扫声纳成像原理，研究了由于声速变化、声波束倾斜和海底坡度改变等因素所致的声图像变形现象。结合飞机残骸、港池地形等典型声图像，分析了变形原因与判释方法。     

侧扫声纳数据的格式转换及应用

通过读取Qmips和XTF两种声纳数据格式，将其转换成通用的图像格式，用于图像的显示、分析和处理。介绍了声纳数据格式转换为Tiff及GeoTiff的方法，以及与数据格式相关的地理信息内容的获取，转换后的图像因其格式的头信息不同而显示结果不同。     

多波束海底声像图的形成及应用研究

在探讨多波束海底声像图形成原理基础上,重点研究多个扇面、多个条带的反向散射强度数据拼接、镶嵌方法,将海底反向散射强度值向图像灰度值转换,最后形成海底声像图,为海底地貌解译、海底目标物探测以及海底底质类型划分提供判读依据。     

多波束声纳水柱影像分析工具的设计与实现

多波束水柱数据携带了波束从换能器到海底的完整声学信息,可用于探测海面至海底的声照射目标。通过对多波束原始水柱数据文件(*.all,*.wcd)解析,分析提取水柱数据绘制其航向剖面图、垂直剖面图和波束阵列图。利用水柱影像分析工具可清晰判断水体中目标物的形状、大小和位置,获得传统多波束深度测量无法探测到的细小特征。实例分析表明,研发的水柱影像分析工具在水柱成像及水体目标探测识别中有着重要应用价值。