基于IGRF-13的海洋磁力异常重计算与精度分析

研究分析了最新的国际地磁参考场模型IGRF-13的数据来源及模型特征,并与以往模型进行了精度对比。在此基础上,结合不同时期获取的海洋磁力数据融合的实际需求,制定了海洋磁力正常场校正方法及磁力异常重计算流程。选取了南海试验区和太平洋试验区的调查数据,应用最新国际地磁参考场IGRF-13对其进行了正常场校正和磁力异常重计算,得出以下结论：（1）磁力正常场模型IGRF-13包含1900-2025年的26个磁力模型,可采用该模型对以往不同时期获取的磁力数据进行统一重计算;（2）应用最新IGRF-13对南海、太平洋试验区的磁力异常数据进行重计算后,数据内符合精度提升了0.05～0.20 nT;(3)建议在对不同年代的地磁数据融合应用前,先消除时变效应。本文提出的地磁正常场校正方法适用于减弱长期变化磁场的时变效应影响,提升磁力成果数据精度。     

弱辐射特征遥感影像的自动伽马校正

为了有效地消除光照不均对成像效果的影响,还原原始图像信息,通过分析Gamma校正函数及对函数包含参数的适应性实验,研究并提出了依据原始图像像素分布自动确定Gamma函数参数值的伽马校正方法,实现了弱辐射特征图像的自动灰度修正。对近海区域的遥感影像进行了辐射校正实验,证明该方法对弱辐射特征的遥感影像有很好的校正效果。     

无人机搭载MiniSAR在养殖用海监测中的应用研究

传统的卫星遥感监测养殖用海模式,受制于天气和分辨率影响,很难准确监测养殖用海的边界和面积,MiniSAR是一种主动式微小型合成孔径雷达,具有全天时、全天候和高分辨率的优势。通过无人机搭载MiniSAR传感器可以实现对养殖用海区域地物信息的快速获取,提高海域动态监测效率。以江苏省连云港市养殖用海区域为例,通过固定翼无人机搭载MiniSAR,获取了研究区域的高分辨率雷达数据,文章阐述了雷达成像原理,并对试验数据进行了运动补偿、几何校正和滤波处理。最后通过获取的高分辨率MiniSAR图像,提取了养殖用海活动的数量信息与面积统计信息,可以为海域管理部门提供分析决策支持。     

IMU在航空高光谱遥感图像几何校正中的应用

在航空高光谱遥感图像处理过程中,高精度几何校正一直是难度较大的问题,而常规遥感图像处理中通过选取地面控制点来校正图像的方法在航空高光谱图像的校正过程中并不适用.介绍了航空定位导航姿态测量系统(IMU/DGPS),它是目前较为先进的惯性导航系统,采用纤维光学陀螺系统结合差分GPS测量,无需地面控制点就可对图像进行校正,可以简化和加速图像的几何校正过程,并达到非常高的精度.     

生态浮床原位修复对海水养殖池塘浮游动物群落结构的影响

利用海马齿生态浮床技术原位修复海水养殖池塘,通过周期性监测试验池塘浮游动物群落结构种类组成、密度和生物多样性变化趋势,分析了浮游动物群落结构变化和养殖池塘水质改善之间的响应关系。结果表明:(1)生态浮床对养殖池塘水质和沉积环境都表现出良好的改善功能,表现为试验区较对照区,水体透明度明显增加,而TN、NH_(4-)~+N、TP、COD和底泥有机碳等污染物浓度均降低,其中TN、COD和底泥有机碳呈现出显著性降低(P0.05);(2)试验区浮游动物的种类相比对照区的34种增加到40种,趋于丰富;各次采样中试验区浮游动物的密度均高于对照区,平均由13559ind./L增加到15933ind./L;试验区的Shannon-Wiener多样性指数(H￠)和Margalef种类丰富度指数(D)均高于对照区,分别由初始的0.94和1.05提高到1.01和1.57。     

AgCam传感器平场校正

平场校正对获得高质量的遥感图像起着非常关键的作用。针对利用商业相机开发的传感器需要进行平场校正的问题,提出对Agriculture Camera(AgCam)传感器的平场校正方法。应用AgCam的定标实验数据分别得到传感器CCD阵列的暗电流(Dark Current),渐晕效应(Vegnitting Effect)和光电响应(Quantum Efficiency)的校正系数。AgCam的定标实验数据和实际拍摄图像处理结果表明,该方法能够有效地对AgCam的平场效应进行校正。     

基于Landsat 8卫星的江苏北部近岸海域水深遥感反演研究

水深数据是进行浅海演变、潮滩冲淤分析的必备资料。遥感测深技术的发展,为海洋勘察开辟了一条新的途径。本文针对江苏北部近岸海域,按照不同的泥沙浓度和地形特征选取两个试验区,针对Landsat卫星选取合适的大气校正模型,然后引入因子提高数据的相关性,最后选取相关性高的波段并使用随机森林模型进行建模。结果表明,模型在试验区1的RMSE、MAE和R²分别为4.05 m、2.97 m和0.79;模型在试验区2的RMSE、MAE和R²分别为3.89 m、3.21 m和0.40。分段误差结果表明近岸反演的水深偏大、远海反演的水深偏小,中间区域偏差较小。综合所有误差,可知试验区1的水深反演模型精度较高,可以应用,而试验区2的水深反演模型精度较低,只能基本反映水深变迁趋势。研究结果可以用于分析江苏近海的冲淤变化趋势,从而更好地保护当地的生态环境。     

基于颜色校正及特征融合的海洋遗迹图像增强

针对海洋遗迹图像出现色偏、细节模糊等现象,导致海洋测绘等工作效率低的问题,提出基于颜色校正及特征融合的海洋遗迹图像增强方法。首先改进传统颜色校正以缩小色彩衰减程度;其次使用深层信息提取模块获取细节信息,并加入多尺度特征提取模块保证图像视觉的完整性;最后提出特征融合模块融合深层细节和尺度特征信息,输出清晰海洋遗迹图像。实验结果表明：本文将传统方法和深度学习算法结合,不仅可以提高真实海洋遗迹图像的清晰度,而且在数据集上的评价指标均优于对比的经典及新颖算法,为海洋测绘等领域提供新思路。     

浅地层剖面仪GeoChirp Ⅱ图像中风浪变形效应的校正方法初探

当海面风浪较大时,测量船的摇摆会引起浅地层剖面图像的畸变,因此有必要研究风浪对浅地层剖面图像的影响及图像中风浪效应的校正方法,其中的关键问题是区分风浪效应和真实的沙波等海底床面形态。本文利用浅地层剖面仪GeoChirpⅡ在长江口所获得的浅剖图像对校正方法进行了研究。在所研究的实例中,海底周期性起伏的地形不是沙波,而是风浪效应引起的,用带阻滤波的方法可有效消除浅剖图像中的风浪效应,从而恢复真实的海底地形和地层形态。     

多波束测深系统声速校正

海水声速是多波束测深系统进行水深测量的基本参数之一,声速剖面正确与否直接影响测量结果的精度和可靠性。声速校正为多波束测深系统提供了正确的声速剖面,根据声速剖面垂向上的变化规律,对原始声速数据进行科学采点,运用软件方法或实验方法对声速剖面进行编辑获得声速数据,最终取得合理可靠的水深值。这里对南海SA12试验区采集的声速资料进行了分析,以SeaBeam2100多波速测深系统为例,对声速校正的技术方法进行了探讨。     

基于CSA-PLS算法的养殖水体水质快速高光谱预测反演模型研究

养殖水体水质的优劣直接影响养殖对象的成长,准确、快速、全面地掌控养殖水环境的水质参数变化情况具有重要意义。传统的水质指标监测方法都通过人工采样的方式,不仅耗费时间长,且只能体现局部水体情况。针对这些问题,提出了一种乌鸦搜索算法(CSA)结合偏最小二乘回归(PLSR)的高光谱特征波段筛选方法,快速构建回归模型,实现光谱数据的精准预测反演。以连片的养殖小区为研究对象,采集养殖水体样本并拍摄同时期的高光谱影像数据。首先对提取的采样点光谱数据利用多种数据变换方法分别预处理;其次利用这些数据,对水质指标总氮(TN)、氨氮(NH₄⁺-N)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)分别构建全波段的SVR和AdaBoost回归模型,同时与提出的CSA-PLS自动筛选波段方法和传统的连续投影算法(SPA)筛选波段后构建的模型进行比较分析;最后根据决定系数(R²)和均方根误差(REMS)选出适合各水质指标的最优模型。从实验结果可以看出,所提波段筛选方法的AdaBoost模型预测结果优于SVR和传统SPA方法提取特征波段后构建的模型,与全波段最优模...     

基于地物光谱可分性的CHRIS 高光谱影像波段选择及其分类应用

本文以黄河口湿地为研究区,应用覆盖该区域的CHRIS高光谱遥感影像,提出了一种基于地物光谱可分性的滨海湿地高光谱影像波段选择方法。该方法利用研究区的7种典型地物的110余条现场实测地物光谱曲线,通过分析比对地物两两之间的光谱可分度,确定地物类型之间的光谱可分区间,基于此选取CHRIS高光谱影像的地物分类特征波段,应用三种经典的监督分类方法(支持向量机法SVM、人工神经网络法ANN和光谱角制图法SAM)开展利用全波段的和利用本文方法选择特征波段的分类对比实验。结果表明:(1)基于光谱可分性特征波段的方法较全波段分类精度有所提高,其中ANN分类精度最高,为82.52%,较全波段分类精度提高了约为5.1%;(2)芦苇、水体、黄河水和裸滩4种地物的识别能力高,生产者精度都在80%以上;(3)碱蓬的用户精度提升最为明显,约在7%。     

近十年来南四湖水质时空变化特征研究

基于南四湖湖区2006～2016年的水质监测数据,选取COD_cr、TP、TN、和NH_3-N作为水质评价指标,对南四湖各湖区的污染情况及年际变化趋势进行对比分析,并利用综合水质标识指数法,对南四湖水质变化年际趋势进行综合评价。结果表明:2006～2016年间,各监控站点COD_cr、TP、TN和NH_3-N浓度的年平均值总体呈下降趋势,其中NH_3-N的浓度平均值下降率最大,为72%。2016年南阳湖、独山湖、昭阳湖、微山湖的综合水质指标分别为4.096、3.446、3.350、3.128,呈现出北高南低的空间分布特征。2006～2016年间南四湖的综合水质标识指数由4.620下降至3.350,整体提高了1～2个水质类别,水质得到一定改善。由此可见,加强湖泊区域实施"治"、"用"、"保"并举等流域综合治理措施对湖区的治污效果意义重大。     

海面溢油无人机高光谱遥感检测与厚度估算方法

海上溢油是海洋国家所面临的共同问题,但至今仍没有一种可靠实用的海上溢油准确识别和油量遥感监测方法。为此,本文以无人机高光谱遥感为手段,开展了海面溢油检测与厚度估算方法研究。实验中,通过搭建室外大型水槽溢油实验装置,获取了模拟真实海洋环境条件下不同溢油量的遥感和现场光谱数据,在此基础上,分析并提取了海上溢油特征光谱波段,给出了海上溢油高光谱检测模型;针对现场实验条件下水面油膜厚度难以测定的问题,设计了3种利用总体溢油量的油膜厚度估算模型。得到如下主要结论:（1）675 nm和699 nm是海上溢油检测的有效特征波段,但对极薄的油膜没有检测能力;（2）提出了归一化溢油指数模型、反比例模型和吸收基线模型等3种海上溢油油膜厚度估算模型,其中对于薄油膜（厚度≤ 5 μm）和厚油膜（厚度>50 μm）,反比例模型是溢油厚度反演的首选也是唯一选择。对于中厚度油膜,晴朗天气条件下,归一化溢油指数模型是油膜厚度反演的首选,同时反比例模型和溢油吸收基线模型也都有较好的反演能力,而在多云天气条件下,反比例模型效果最佳。     

草鱼不同养殖模式底泥间隙水与上覆水营养盐的分布特征

于2009年6～10月采集草鱼(Ctenopharyngodon idellus)不同养殖模式围隔底泥的样品,对上覆水和间隙水中营养盐形态与含量进行分析,探讨间隙水和上覆水中营养盐浓度间的相关关系。结果表明:草鱼不同养殖模式围隔大部分间隙水中营养盐浓度要高于上覆水,上覆水与间隙水中PO43--P浓度呈极显著的正相关性(P<0.01)。上覆水和间隙水中的NO2--N和NO3--N浓度垂直分布特征随月变化规律较一致。养殖期间,间隙水溶解态无机氮(DIN)中NH4+-N比例最高,占95%以上。间隙水中NH4+-N浓度随深度增加而逐渐升高(0～10cm),而NO2--N和NO3--N浓度则随深度增加而减小(0～4cm)。表层底泥在0→1cm方向PO43--P浓度明显增加,从2～3cm层后多数养殖模式下浓度缓慢下降,而4→10cm方向上浓度会随深度增加而明显下降。总体而言,三元混养组中(GSL2)上覆水中营养盐的浓度一般要低于GSL1组和GSL3组,且养殖期间该组底层水DO浓度要高于GSL1组和GSL3组,初步认为是一种较为优化的草鱼混养模式。     

水质对虾池附着性纤毛虫数量变动的影响

研究了中国对虾Ｐｅｎａｅｕｓｃｈｉｎｅｎｓｉｓ育苗池和养成池１１项水质参数（温度、盐度、ｐＨ、溶解氧和化学需氧量、硫化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、磷酸盐及硅酸盐浓度）对虾池附着性纤毛虫的附着速率和对虾体表附着性纤毛虫附着量变动的影响。相关分析结果表明，虾池附着性纤毛虫的附着速率（Ｒ）与虾池化学需氧量（ＣＯＤ）之间存在着直线正相关关系：在育苗池内，Ｒ１＝０．００２＋０．２６０ＣＯＤ（ｒ＝０．７１１，ｐ＜０．０５），在养成池，Ｒ２＝０．５５３＋０．０９８ＣＯＤ（ｒ＝０．６６８，ｐ＜０．０５）。Ｒ与水质其他因子之间未发现有明显的相关关系。对虾体表纤毛虫的附着量（Ｍ）与虾池纤毛虫的附着速率（Ｒ）之间存在着指数正相关关系：在育苗池，Ｍ＝０．５１２ｅ４．０１Ｒ（ｒ＝０．６９２，ｐ＜０．０５）；在养成池，Ｍ＝０．４０９ｅ８．２１Ｒ（ｒ＝０．６７１，ｐ＜０．０５）。说明虾池附着性纤毛虫的附着速率和对虾体表纤毛虫附着量的变动主要取决于虾池ＣＯＤ含量的变化。     

基于腺带刺沙蚕和细基江蓠调控水环境的池塘养殖模式研究

本研究构建了生态位互补的凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）、黄鳍鲷（Sparus latus）、鲻鱼（Mugil cephalus）、腺带刺沙蚕（Neanthes glandicincta）和细基江蓠（Gracilaria tenuistipitata）的生态养殖模式。结果表明,腺带刺沙蚕和细基江蓠...     

珠江口横门大气氮、磷干湿沉降的初步研究

通过对2006年12月至2007年11月中山横门的大气沉降采样分析, 初步探讨了珠江口大气氮、磷干湿沉降的特征。结果表明, 观测期间铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、总氮(TN)、总磷(TP)降雨量加权平均浓度分别为0.82、0.52、2.14、0.039mg.L-1, 干湿总沉降通量分别为1.584、1.142、4.295和0.055g.m-2.a-1。NH4+-N、NO3--N和TN干、湿沉降通量相当, 而TP以湿沉降为主。TN大气沉降通量春、夏、秋三季相当, 均明显高于冬季, TP则以夏季最大, 秋季次之, 而冬季最小。     

大气校正模型对多光谱水深反演影响的多维度分析

大气校正是水体定量遥感的基础与前提。本文从大气校正模型、大气校正模型参数、水体组分差异以及水深反演波段组合方式4个维度探讨大气校正模型对水深反演的影响。研究采用6S、FLAASH、ACOLITE与QUAC 4种大气校正模型,选取大陆型、海洋型与城市型气溶胶模式,以瓦胡岛西北侧与谢米亚岛周边浅水作为清洁水体研究区,以辽东浅滩与槟城海峡作为浑浊水体研究区,基于Landsat-8多光谱影像开展大气校正,并采用8种波段组合方式进行水深遥感反演。研究结果表明：（1）4种大气校正模型均可在一定程度上削弱大气对水体信号的影响;因参数选取以及研究区水体组分的不同,不同模型的校正结果存在一定差异;两类水体反射率峰值分别出现在蓝波段与绿波段;（2）6S大气校正模型鲁棒性较强,该模型因研究区水体组分发生变化导致对应的水深反演结果与其余模型相比波动较小;FLAASH模型在海洋型和城市型两种气溶胶模式水深反演结果在浑浊水体存在较为明显的差异,辽东浅滩浅水区平均相对误差相差7.9%;ACOLITE模型受水体类型影响显著且对浑浊水体具有优越性与稳定性,平均相对误差较FLAASH降低5.6%;（3）多波段水深反演精度普遍优于单波段,但反演精度与波段数目之间无显著的相关性;水深反演波段组合方式对不同研究区敏感性不同,清洁水体三波段模型的反演精度较好,浑浊水体中四波段模型的反演精度最优,平均相对误差较三波段模型降低达5.6%。     

微生态制剂在沿黄低洼盐碱地凡纳滨对虾养殖中的应用研究

研究了微生态制剂在沿黄低洼盐碱地凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖中的应用效果。实验表明，微生态制剂对盐碱地养殖水环境有明显的净化作用，能有效降低水环境中的氨氮、化学耗氧量和碱度，提高对虾的养殖产量。其中施加BZT活性水质净化剂实验组对虾养殖存活率、纯利润和产出投入比分别比对照组提高14．5％，84．9％和57．5％。