基于ICESat轨道交叉点分析的东南极Lambert-Amery系统当前高程变化特征分析

南极冰盖物质平衡仍然是全球海平面变化估计的最大不确定因素.本文使用2003~2007年ICESat/GLAS获取的高精度冰盖测高数据,利用我们开发的高精度高程变化提取程序,首次获取了东南极最大冰流系统——Lambert-Amery地区在ICESat卫星轨道交叉点处的高程变化序列.依据冰川动力学原理,对该流域进行详细划分,并在此基础上利用回归模型研究各子区域内高程年际变化特征.对该区域的研究有以下新的认识:(1)除Amery冰架区域(AIS)外,其他区域高程年际变化呈正增长;(2)各子区域高程的年际变化特征呈现显著的区域变化特征,AIS和MGLup的年际变化分别为-6.1 cm/a和6.6 cm/a.(3)流域西侧的高程变化是东部的2~3倍.研究第一次以高密度和高时间分辨率获取了该区域高程变化的时间序列,并采用回归模型详细分析了各子区域高程的年际变化特征.     

Self-organizing feature map neural network classification of the ASTER data based on wavelet fusion

Remote sensing classification methods can be classified as supervised and unsupervised catalogs. The maximum likelihood method (MLH) is a super-vised classification method,which is widely used in the remote sensing data classification and produces good results[1]. In the MLH, the parameters are esti-mated, assuming that the samples are normally dis-tributed in spectral space, to determine the mean vec-tor and covariance matrix of all classes. In most cases, however, the samples are not norma…     

联合GRACE和ICESat数据分离南极冰川均衡调整(GIA)信号

2002年发射的GRACE重力卫星为南极冰盖质量平衡提供了一种新的测量方式,但由于南极GIA模型的不确定较大,进而影响GRACE结果的可靠性.本文联合2003-2009年的GRACE和ICESat等数据实现了南极GIA信号的分离,联合方法所分离的GIA不依赖于不确定性很大的冰负荷等假设模型,而是直接基于卫星观测数据估算而来的,具有更大的可靠性.在分离过程中,本文提出了冰流速度加权改正法和GPS球谐拟合改正法对GIA结果进行精化,同时引入了南极GPS观测站的位移数据对分离的GIA进行详细的评估和验证,GPS验证表明经过冰流速度加权和GPS球谐拟合双改正后的GIA结果精度明显得到提高.最后本文利用所分离的GIA对GRACE和ICESat结果进行了改正,得到2003-2009年南极冰盖质量变化的趋势为-66.7±54.5 Gt/a（GRACE）和-77.2±21.5 Gt/a（ICESat）,相比采用其他的GIA模型,本文的GIA结果使GRACE和ICESat这两种不同观测技术得到的南极冰盖质量变化结果更加趋于一致.     

Preliminary results of the close-off depth and the stable isotopic records along a 109.91 m ice core from Dome A,Antarctica

A 109.91 m ice core was recovered from Dome A (or Dome Argus), the highest ice feature in Antarctica, during the 2004/05 austral summer by the 21st Chinese National Antarctic Research Expedition (CHINARE-21). Both methane profile along the core and firn densification model calculation suggest that the close-off depth is at about 102.0 m with an ice age about 4200 a. Stable isotopes (δ18O and δD) of the chips samples produced during each run of ice core drilling at Dome A, together with those of the other co...     

联合钻孔资料及地形数据估算宝鸡地区vS30

将地形数据经过坡度计算,利用坡度与v_S30相关关系,计算宝鸡地区场地近似v_S30。为了得到接近实际的波速分布,借助宝鸡地区钻孔资料,研究选定区域内v_S30近似值与实测结果的差异,并对差异的空间变化趋势进行分析,在此基础上,对模型估算的v_S30进行修正,进而得到接近实际的v_S30分布,并给出基于NEHRP的宝鸡地区场地分类。     

基于Landsat TM/ETM+数据提取巢湖悬浮泥沙相对浓度的信息与空间分布变化

悬浮泥沙是重要的水质参数之一.应用遥感技术监测悬浮泥沙,学者们提出了众多的悬浮泥沙遥感的经验模型和推导模型.但在缺乏大气参数或没有足够实测数据的情况下,这些模式的精度和准确性得不到保证.针对这种情况,以巢湖为实验区,对三景的巢湖卫星遥感数据进行了如下的数据处理:(1)利用内部平均相对反射率法进行图像的大气校正,得到的相对反射率与真实反射率具有相似的波谱特征;(2)对图像进行了水体提取、二值化、掩膜处理,并通过湖泊泥沙指数SI=(TM2 TM3)/(TM2/TM3)提取了TM数据下的泥沙信息,得到水体含沙量图;(3)按照本文提出的基于遥感图像的不同浓度等级泥沙的划分依据,在泥沙指数图上进行密度分割处理,得到了巢湖泥沙相对浓度分布图.在上述的处理基础上,利用谱间关系法对巢湖水体进行准确提取;结果表明,与实测资料对比,巢湖泥沙相对浓度分布与验证数据一致,实测数据和SI值相关系数为0.89(置信度水平在0.001),表明泥沙指数方法可以直观和定量地反映悬浮泥沙相对浓度的分布与变化;研究结果显示,1987-2000年间,巢湖高浓度悬浮泥沙范围增大了约1.5倍.通过影像差值图清楚地识别出变化区域,主要位于西湖的中心、河口入湖区和东湖的南岸,这种变化的最主要原因是由于各入湖河流携带的大量悬浮泥沙进入水体,其次是岸坡崩塌物形成的.     

基于随机森林模型的太湖水生植被遥感信息提取

水生植被作为太湖湿地的重要组分,其数量和范围变化影响着湖泊生态系统的平衡,故利用遥感技术对水生植被的空间分布开展研究有助于太湖湿地生态系统的保护.以Landsat 8多光谱遥感影像为主要数据源,利用光谱指数和图像变换方法构建多个特征变量,结合随机森林(RF)模型,提取太湖水生植被的空间分布.结果表明:(1)通过对比分析训练样本特征值的平均值、标准差和变异系数,NDVI、NDWIF、SR等指数更易于区分开敞水域和沉水植被、浮叶植被和挺水植被;(2)当设置1000棵分类树和4个分割节点的随机变量时,RF分类模型的袋外误分率小于6%,误分主要受SR、MNDWI和NDVI等特征变量影响;(3)通过验证分析,基于RF模型获得的2014年7月太湖水生植被覆盖面积约为306.0km2,分类精度为88.56%(Kappa系数为0.88),主要分布在湖体的东部和南部,以沉水和浮叶植被为主,两者占水生植被覆盖总面积的84.9%.     

CryoSat-2测高数据与Landsat 8光学数据融合提取南极Amery冰架接地线

本文利用CryoSat-2测高数据与Landsat 8光学数据,针对南极Amery冰架区域开展接地线提取研究.首先通过Landsat 8光学影像三次Hermite多项式插值处理,在坡度分析的基础上利用表面曲率改进方法获取接地线特征点;同时对CryoSat-2测高数据进行坡度分析和表面曲率计算,通过沿轨梯度分析方法提取接地点;最后将Landsat 8与CryoSat-2数据获取的接地点进行最小二乘融合得到融合接地线.实验结果表明,融合结果利用高空间分辨率光学数据不仅能保证接地线提取精度,同时测高数据还能够弥补光学数据受云遮挡导致的数据空缺,保持接地线的完整性.与MOA产品比较可以看出,融合数据点与MOA接地线平均距离为367 m,标准差为601 m,所有数据点中距离小于1 km的点占总数的93.19%,与MOA产品具有较好一致.本文提出的融合算法可以实现空间连续的接地线提取结果,对后续研究南极物质平衡、冰流速计算等具有重要的意义.     

CryoSat-2测高数据与Landsat 8光学数据融合提取南极Amery冰架接地线

本文利用CryoSat-2测高数据与Landsat 8光学数据,针对南极Amery冰架区域开展接地线提取研究.首先通过Landsat 8光学影像三次Hermite多项式插值处理,在坡度分析的基础上利用表面曲率改进方法获取接地线特征点;同时对CryoSat-2测高数据进行坡度分析和表面曲率计算,通过沿轨梯度分析方法提取接地点;最后将Landsat 8与CryoSat-2数据获取的接地点进行最小二乘融合得到融合接地线.实验结果表明,融合结果利用高空间分辨率光学数据不仅能保证接地线提取精度,同时测高数据还能够弥补光学数据受云遮挡导致的数据空缺,保持接地线的完整性.与MOA产品比较可以看出,融合数据点与MOA接地线平均距离为367 m,标准差为601 m,所有数据点中距离小于1 km的点占总数的93.19%,与MOA产品具有较好一致.本文提出的融合算法可以实现空间连续的接地线提取结果,对后续研究南极物质平衡、冰流速计算等具有重要的意义.

     

Dissolved major ions,Sr and 87Sr/86Sr of coastal lakes from Larsemann hills,East Antarctica: Solute sources and chemical weathering in a polar environment

Dissolved major ions, Sr concentrations and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios of 10 coastal lakes from the Larsemann Hills, East Antarctica have been studied to constrain their solute sources, transport and glacial weathering patterns in their catchments. In absence of perennial river/streams, lakes serve as only reliable archive to study land surface processes in these low-temperature regions. The lake water chemistry is mostly Na-Cl type and it does not show any significant depth variations. Sr isotope compositions of these lakes vary from 0.7110 to 0.7211 with an average value of 0.7145, which is higher than modern seawater value. In addition to oceanic sources, major ions and Sr isotopic data show appreciable amount of solute supply from chemical weathering of silicate rocks in lake catchments and dissolution of Ca-Mg rich salts produced during the freezing of seawaters. The role of sulphide oxidation and carbonate weathering are found to be minimal on lake hydro-chemistry in this part of Antarctica. Inverse model calculations using this chemical dataset provide first-order estimates of dissolved cations and Sr; they are mostly derived from oceanic (seawater + snow) sources (cations approximately 76%) and (Sr approximately 92%) with minimal supplies from weathering of silicates (cations approximately 15%); (Sr approximately 2%) and Ca-rich minerals (cations approximately 9%); (Sr approximately 7%). The silicate weathering rate and its corresponding atmospheric CO₂ consumption rate estimates for Scandrett lake catchment (3.6 ± 0.3 tons/km²/year and 0.5 × 10⁵ moles/km²/year), are lower than that of reported values for the average global river basins (5.4 tons/km²/year and 0.9 × 10⁵ tons/km²/year) respectively. The present study provides a comprehensive report of chemical weathering intensity and its role in atmospheric CO₂ consumption in low-temperature pristine environment of Antarctica. These estimates underscore the importance of Antarctica weathering on atmospheric CO₂ budget, particularly during the past warmer periods when the large area was exposed and available for intense chemical weathering.     

基于遥感时空融合的鄱阳湖洪泛湿地植物群落动态变化特征

湿地植物群落结构及其动态变化特征是反映湿地生态系统健康状况的重要指标,对预测湿地生态系统演变方向和生态恢复至关重要。本文基于融合Landsat和MODIS数据获得的30 m、8 d分辨率的NDVI数据集,结合物候特征构建决策树分类方法,解译了2000 2020年鄱阳湖洪泛湿地植被空间分布格局,分析不同植物群落时空动态特征及转移变化过程。结果表明：遥感时空融合为鄱阳湖湿地植被精细化分类提供了良好的数据基础,基于物候特征的决策树分类方法将研究区解译为水体、泥滩、浮叶植物群落、蓼子草（Polygonum hydropiper）-虉草（Phalaris arundinacea）群落、苔草（Carex cinerascens）群落、芦荻（Phragmites australis-Triarrhena lutarioriparia）群落、蒌蒿（Artemisia selengensis）群落和林地8种景观,总体分类精度达89.36%。从全湖范围来看,湿地植被总面积虽有波动,但整体呈显著增加趋势,其中蓼子草-虉草群落的增加最为明显,而分布最广的苔草群落先增加后有微弱减小,次优势种的芦荻群落面积在30...     

基于NetSeis/IP协议的地震信息自动化发布

地震信息是地震发生的时间、震级、震中参考地名等信息。地震信息的快速准确发布,可以进一步提高地震应急救援反应能力,满足广大社会公众对地震信息的了解。地震信息的快速发布和获取能有效提高防震减灾效果,介绍基于NetSeis/IP协议地震信息自动发布方法及地震信息自动发布软件Autosms,对系统时效性进行测试,结果表明,基于NetSeis/IP协议的信息发布软件延时小,发送速度快,尤其大批量短信发布,时效性更高,可实现震情的快速发布。     

基于重磁场多尺度边缘检测的地质构造信息识别与提取——以铜陵矿集区为例

重磁场是地下地质体密度、磁性分别响应的综合,蕴涵着丰富的地质构造信息,如何将其有效地提取出来是正确认识地下结构的关键环节.本文在总结重磁场构造信息提取研究进展的基础上,将构造信息提取突破口归结为重磁场的边缘增强与检测.通过构建理论模型,对常用的边缘检测方法开展了对比试验,并以长江中下游成矿带中的铜陵矿集区为例,开展了实际资料的处理和研究.获得以下认识和结论:(1)多尺度边缘检测方法较其他方法更能准确提取模型边界,更适合于构造信息识别与提取;(2)在铜陵矿集区识别出18条断裂构造,确定了铜陵隆起的边界,断裂构造的走向主要为北东向,前人所谓"棋盘格式"断裂构造系统并不存在;(3)圈定了岩体的分布范围,在铜陵矿集区北缘,发现了2处隐伏岩体;(4)施家冲、戴家汇岩体周边是寻找矽卡岩型、斑岩型铜金矿的有利地段,铜陵隆起和繁昌火山岩盆地分界断裂两侧是寻找热液型铅锌矿和金矿的重要靶区.     

基于长时序T/P和Jason系列卫星高度计数据的中国南海潮汐信息提取研究

本文利用j、v模型对26年长时间序列的多个卫星高度计(TOPEX/Poseidon和Jason-1、Jason-2、Jason-3)变轨前后两种轨道的数据,使用调和分析法提取南海M₂、S₂、K₁和O₁分潮的调和常数.首次将Jason-3高度计数据用于潮汐信息提取研究,证明了Jason-3高度计与Jason-2高度计数据具有较好的一致性和连续性,且数据可用性强.提出并使用回归诊断法分析卫星轨道的交叉点处上升轨和下降轨之间调和分析结果的误差和相关系数,同时检验与评估潮汐信息提取方法的稳定性;选取南海47个验潮站,将验潮站实测数据与得到的卫星高度计数据提取的调和分析结果进行比较,进而检验潮汐提取结果的精度.最后,绘制同潮图验证提取潮汐调和常数的准确性.结果表明:M₂、S₂、K₁和O₁分潮的振幅均方根分别为4.28 cm、2.24 cm、2.92 cm、3.10 cm,迟角均方根分别为10.88°、11.10°、7.95...     

华北地区地震短期异常分析及其前兆信息量的提取与计算

参考一些先前的研究结果,系统分析了1980年以来华北地区(34^ ～42^ N、108^ ～124^ E,下同)大量的各种前兆观测数据资料。根据每一观测资料的映震情况,确定114项资料为华北地区骨干前兆观测资料,并依此为基础,研究了华北地区地震短期前兆异常的主要特征及其识别方法;结合“九五”攻关的研究成果,进一步给出了提取华北地区地震短期异常前兆信息量的方法。经实际应用计算表明,该方法不仅可使各种前兆观测资料短期异常变化的量纲得到转化统一,而且可更加客观自然地描述地震前兆观测资料的短期异常变化,这就为深入开展地震综合分析预测奠定了较好的基础。     

基于空间加权法的地磁数据重构精度与D_(st)指数的关系

为了研究磁场活动水平对地磁重构数据的影响,以云南省内11个地磁台站地磁记录分数据为研究对象,利用空间加权法进行数据重构,并分析Dst指数与重构数据精度之间的关系。结果表明,Dst指数绝对值与地磁数据重构精度呈明显负相关,即Dst指数绝对值越大,数据重构精度越低。当D_(st)-30时,D分量重构数据与原始数据的绝对残差值小于0.05′的比例为97.1%, H、Z分量重构数据与原始数据的绝对残差值小于0.5 nT的比例分别为97.1%、97.9%,重构精度较高。当弱磁暴、中等磁暴发生时,D、H、Z三分量重构数据与原始数据的绝对残差值随Dst指数绝对值的增大而增大,重构精度减小。本研究成果可为因观测异常或记录缺失的地磁数据重构提供参考。     

基于决策树的Landsat TM/ETM+图像中太湖蓝藻水华信息提取

以9期Landsat TM/ETM+影像为数据源,基于K-T变换和归一化植被指数(NDVI),建立了湖泊蓝藻水华信息提取的决策树模型.基于大气顶面反射率图像,选用2005年10月17日太湖图像进行了对比验证,表明决策树模型比单波段阈值法、多波段阈值法(RVI、DVI、NDVI)能够更有效地提取蓝藻水华信息,区分陆生植被、水生植物和水华,省去了水体掩膜的过程.使用太湖2002年10月25日和2011年7月22日图像、巢湖2005年8月12日的图像,验证决策树模型方法和工作流程的有效性.使用多期TM图像确定了阈值的取值范围,其中,亮度、绿度、NDVI的下限值依次为0.191、-0.007、-0.054,湿度下限范围为0.07~0.15;亮度阈值上限范围为0.3~0.7、绿度为0.2~0.5、湿度为0.1~0.3,这些结果可作为湖泊蓝藻水华遥感监测的参考.     

Resource prediction and assessment based on 3D/4D big data modeling and deep integration in key ore districts of North China

The North China district has been subjected to significant research with regard to the ore-forming dynamics,processes, and quantitative forecasting of gold deposits; it accounts for the highest number of gold reserves and annual products in China. Based on the top-level design of geoscience theory and the method adopted by the National Key R D Project(deep process and metallogenic mechanism of North China Craton(NCC) metallogenic system), this paper systematically collects and constructs the geoscience data(district, camp, and deposit scales) in four key gold districts of North China(Jiaojia-Sanshandao,Southern Zhaoping, Wulong, and Qingchengzi). The settings associated with the geological dynamics of gold deposits were quantitatively and synthetically analyzed, namely: NCC destruction, metallogenic events, genetic models, and exploration models. Three-dimensional(3D) and four-dimensional(4D) geological modeling was performed using the big data on the districts, while the district-scale 3D exploration criteria were integrated to construct a quantitative exploration model. Among them, FLAC3D modelling and the Geo Cube software(version 3.0) were used to implement the numerical simulation of the 3D geological models and the constraints of the fluid saturation parameters of the Jiaojia fault to reconstruct the 4D fault structure models of the Jiaojia fault(with a depth of 5000 m). Using Geo Cube3.0, multiple integration modules(general weights of evidence(Wof E), Boost Wof E, Fuzzy Wof E, Logistic Regression, Information Entropy, and Random Forest) and exploration criteria were integrated, while the C-V fractal classification of A, B and C targets in four districts was carried out. The research results are summarized in the following four areas:(1) Four gold districts in the study area have more than three targets(the depth is 3000 m), and the class A, B and C targets exhibit a good spatial correlation with gold bodies that are controlled by mining engineering at depths greater than 1000 m.(2) The Boost Wof E method was used to identify the target optimization in 3D spaces(at depths of 3000–5000 m) of the Jiaojia-Sanshandao, Southern Zhaoping, and Wulong districts.(3) The general Wof E method is based on the Bayesian theory in 3D space and provides robust integration and target optimization that are suitable for the Jiaojia-Sanshandao and Southern Zhaoping districts in the Jiaodong area; it can also be applied to the Wulong district in the Liaodong area using a quantitative genetic model and an exploration model. Random forest is a multi-objective integration and target optimization method for 3D spaces, and it is suitable for the complex exploration model in the Qingchengzi district of the Liaodong area. The genetic model and exploration criteria associated with the exploration model of the Qingchengzi district were constrained by the common characteristics of the gold fault structure, magmatic rock emplacement in North China, and the strata fold and interlayer detachment structure.(4) Based on the gold reserves and the 3D block unit model of the Sanshandao gold deposit in the Jiaojia-Sanshandao district, the gold contents of the 3D block units in class A and B targets of the ore concentration were estimated to be 65.5% and 25.1%, respectively. The total Au resources of the optimized targets below a depth of 3000 m were 3908 t(including 1700 t reserves), and the total Au resources of the targets at depths from 3000 to 5000 m were 936 t. The study shows that the deep gold deposits in the four gold districts of North China exhibit a strong "transport-deposition" spatial correlation with potential targets. These "transport-deposition" spatial models represent the tectonic-magmatic-hydrothermal activities of the metallogenic system associated with the NCC destruction events and indicate the Au enrichment zones.     

基于MODIS数据的伽师—阿图什交界MS5.8地震热红外异常检测研究

以2011年8月11日在伽师—阿图什交界处发生的5.8级地震为例,利用MODIS的LST产品数据,采用STL分解法有效地去除地表温度时空数据中的年变趋势及季节因素周期性的影响,对其余的残余项进行GESD异常检测,并分析2008年1月1日至2013年1月1日的LST异常及其他地震的关系数据,研究结果表明:(1)地表温度的变化具有明显的时空变化趋势;利用STL分解法可以看出震前存在明显的热红外异常,增温现象经历了"出现-扩大-分散增温-增温幅度达到极值-消失-发震"等几个阶段。(2)发震前四个月研究区周围存在明显的热红外异常,2月10日发震断层周围出现大面积异常,异常特征持续2个月后的4个月发震,峰值距发震时刻时间间隔较长。(3)余震分布与断裂带和热红外异常分布特征相关,震后大部分余震主要分布在主震发生的震前出现热红外异常的断裂带附近。(4)通过对比同地区相似震例发现,本次地震与2018年9月4日伽师县M_S5.5地震的热异常特征有许多共同点,其中相同的峰值距发震时刻的时间间隔具有一致性,为震前热红外异常特征的归纳提供典型的参考信息。该次地震热红外异常显著,进一步验证了...     

基于TCP/IP协议的地震波形数据实时传输技术在数字地震台网联网中的应用

介绍了TCP/IP传输协议及其在广东省数字地震台网联网中进行地震波形准实时传输应用的技术思路和解决方案.