基于小波分析的海洋磁力测量数据调差方法

针对传统测线网平差法在测区检查线数据缺失或测线网不规则布设时,测线系统差难以调整的问题,研究了基于小波多尺度分析的海洋磁力测量资料调差方法,利用小波多分辨率分析的功能,从低频真实磁异常信息中分离出相对高频的测线系统差,并讨论了小波分解阶数的选择对调差效果的影响。仿真分析表明,当二维小波分解阶数为1,一维分解阶数为4时,调差效果最好,分离出的测线系统差与仿真误差差值的均方差仅为0.29nT,均值仅为-0.35nT,验证了小波多尺度分析法用于海洋磁力测量数据调差的可行性。     

虚拟压缩恢复法应用于航空重力向下延拓的适用性问题

为了求解不规则边界面的大地测量边值问题,我国学者提出了虚拟压缩恢复法,并尝试将其应用于航空重力测量数据的向下延拓解算。在对虚拟压缩恢复法进行模型化分析基础上,从理论上证明了在求解地球内部Bjerhammar球上的虚拟重力异常时,虚拟压缩恢复法与基于逆Poisson积分的逐步迭代解是完全等价的,利用数值计算验证了两种解算结果的一致性,同时通过数值仿真计算,分析探讨了数据观测噪声对虚拟压缩恢复法解算结果的影响。检验结果表明,虚拟压缩恢复法应用于航空重力向下延拓计算,一方面可能增加边缘效应的影响,另一方面同样存在数据误差累积放大问题,因此其适用性有待做进一步的研究。     

基于最小二乘配置法和奇异值截断法向下延拓航空重力数据的仿真研究

基于最小二乘配置法建立的航空重力异常与其相应地面重力异常的协方差函数,由于协方差矩阵严重病态,观测误差被放大从而影响向下延拓结果的稳定性和精度;引入基于 GCV 法选择正则化参数的奇异值截断法后,能抑制协方差矩阵的病态性对观测噪声的放大影响。 基于 EGM2008 重力场模型分别计算陆地和海域的航空重力异常作为基础数据,用本文方法向下延拓获取相应的地面重力异常,实验结果验证该方法的有效性。     

几种插值法在海洋磁力测量数据格网化中的应用

为获得反映海区磁异常分布的磁异常图,海洋磁力测量数据处理中需要将离散数据通过插值方法进行格网化。给出了几种常用的数据格网化方法,并采用磁异常均匀分布和复杂分布情况对方法有效性进行了评价。结论表明:磁异常分布越复杂,对插值方法的要求越严格,无论是磁异常均匀分布还是复杂分布情况,Kriging法的效果最好,建议在海洋磁力测量数据处理中使用。     

基于交叉证认的海洋磁力测量数据小波去噪研究

针对海洋磁力测量数据中存在的高斯噪声,采用基于交叉证认的小波阈值去噪方法进行噪声去除。首先对磁力数据进行小波分解,利用交叉证认方法自动识别小波分解的信号层与噪声层,然后对噪声层小波系数进行阈值处理,进一步提取噪声层中的有用信息,最后进行小波重构得到去噪信号。同时提出了一种改进阈值处理函数,能够改善传统软、硬阈值函数存在的缺陷,提高重构信号的精度。实验分析表明,当噪声水平小于1.5nT时,相比于传统软、硬阈值函数的小波阈值去噪方法,该方法可更好地去除海洋磁力数据中的高斯噪声,并可较好地保留数据中的有用细节信息,使数据质量得到提高。     

海洋磁力测量中不同小波母函数的阈值消噪方法性能分析

首先介绍了小波阈值消噪的基本原理,认为小波阈值消噪的性能受三方面因素的影响:(1)小波母函数的选择;(2)阈值方法的选择;(3)阈值函数的选择.为了寻找小波母函数、阈值估计和阈值函数的最优组合,文中以实测海洋磁力测量数据为背景,采用小波阈值法进行消噪,把得到的磁异常值作为"真值".仿真了波浪噪声和随机噪声并加入到"真值"磁异常中,作为噪声磁异常.在此基础上采用两种小波族系(Symlets,Daubechies)、四种阈值选取方法和软、硬阈值函数对噪声磁异常进行了基于小波变换的消噪计算,客观分析了不同组合方法的消噪精度和可靠性.实际计算结果表明:对磁异常突变点较多且分布杂乱的测线进行消噪,Sym6、软阈值函数、混合阈值或基于Stein无偏似然估计消噪效果最好;对磁异常突变点少且大部分光滑的测线进行消噪,db7、基于Stein无偏似然估计和软阈值函数的消噪效果最好.     

基于小型无人艇的海洋磁力测量精度评价

为了验证基于小型无人艇进行海上磁力测量的可行性,研制了船载海洋磁力测量系统,将其搭载于小型无人艇上,进行了海上磁力测量试验,在海上测量中获得了重复测线和交叉测线数据;对海上测量数据进行了处理,并按照相关规范和方法计算了重复线和交叉点的内符合精度,计算结果显示两条重复线的内符合精度分别达到1.06 nT和1.71 nT,...     

海洋磁力梯度测量中船磁影响的精确校正方法

地磁日变和船磁是影响海洋磁力梯度测量的两个主要误差源,通过分析地磁日变和船磁的影响规律,研究了船磁影响的精确校正方法。仿真试验表明,提出的方法可以有效地消除船磁的影响,进而重构得到地磁总场和地磁日变值。     

基于AUV的海洋磁力测量技术现状及误差来源分析

介绍了国内外基于AUV的海洋磁力测量研究现状,针对国内AUV及海洋磁力仪研究相对滞后的情况,以Iver2型AUV开展海洋磁力测量为例,研究了AUV拖曳式海洋磁力测量的噪声检测、位置归算等技术,并与船测数据对比,重点分析了Iver2型AUV拖曳式磁力测量误差来源,结果表明:Iver2型AUV拖曳磁力仪的最佳距离为5 m;观测数据中仍包含位置归算误差、日变改正误差及传感器误差等,以上结论将为我国开展AUV海洋磁力测量技术研究提供参考。     

用垂向光学辐照度测量数据计算雾能见度的方法和验证

大气能见度是描述雾的重要物理参数。目前测量大气能见度是采用主动光源测量水平方向的可视距离,本文提出了用垂直方向测量的自然光光学数据计算能见度的方法,该方法通过测量两个不同高度上的谱辐照度,计算谱衰减系数,然后将自然光参数转换为标准光参数,按照大气能见度的定义计算能见度,形成了由垂向光学测量获取大气水平能见度的合乎规范的理论和实际可行的计算方法。在2016年5月5日,作者采用2台光学辐照度计(Trios)和1台能见度仪进行了9h的观测,获得了一个完整的雾生成和发展过程的观测数据,对本文提出的算法进行了检验。针对环境干扰因素可能导致虚报雾的情形,本项研究提出,先从光谱数据本身定性判断是否有雾,再通过本文提出的理论方法计算能见度。研究发现直射光和散射光在594和674nm的特异性,用归一化光谱之差作为判据,成为能见度是否小于2 000m的可靠判断方法。结果表明,光学观测的计算结果在能见度小于1 000m的均方根误差为173m,在能见度小于2 000m的均方根误差为471m。与通常使用的用550nm单一谱段衰减系数计算大气能见度的方法比较,精度有很大提高。尤其对于能见度小于2 000m的情形,与实测能见度有很高的一致性。用垂向光学辐照度观测结果计算能见度是可行的方法。     

Downward continuation of aeromagnetic data to the marine surface

The existing methods of downward continuation of potential field cannot be used to continue the aeromagnetic data to the marine surface because of the limited continuation distance. An iteration method for the downward continuation of potential field with a much larger continuation distance has been developed, which can continue the aeromagnetic data to the marine surface and get the marine - magnetic chart with the same scale as the aeromagnetic data. This downward continuation method will greatly raise the ef- ficiency of marine - magnetic investigation. The principle of the iteration method is presented. The method is demonstrated on synthetic models and real aeromagnetic data. Also, the error brought by continuation is discussed. The efficiency of the iteration method for the downward continuation of potential field is compared with the fast fourier transform （FFT） method, the former is much better than the latter.     

大区域海洋遥感数据处理方法研究

<正>卫星遥感是现代海洋大尺度观测的主要技术手段。30多年来,对地观测卫星积累了大量的海洋观测数据,在区域海洋科学研究中得到了广泛的应用和关注,对遥感数据集的精度也做了许多分析和评价[1-5]。利用海洋卫星、资源卫星和气象卫星的数据,建立了长时序列连续立体观测数据库。从这些数据支撑下的研究发现,西太平洋、东太平洋、北大西洋、黑海等海域对整个海气相互作用系统起着至关重要的作用,从中找到了一些区域,如用厄尔尼诺区的异常海温指示厄尔尼诺事件[6-7]、IDO指示年代际气     

基于Flex API的南海海洋地质调查数据共享服务平台实现

海洋地质调查是我国建设海洋强国的战略需求, 调查产生的数据具有重要的应用价值。随着计算机技术、数据库技术和网络技术的快速发展, 海洋地质调查数据的数字化管理、应用和共享已成为衡量我国海洋科技水平的重要标志。鉴于传统WebGIS应用交互性差, 扩展再利用性能弱的缺点, 文章以南海海洋地质调查数据库为基础, 采用基于Flex技术的应用开发接口(Flex API) 和ArcGIS Flex Viewer应用系统框架进行开发, 并定制自定义的微件(Widget)在应用框架的基础上进行功能扩充, 开发部署在网络环境下的“南海海洋地质调查数据共享服务平台”, 用户能快速、便捷地获取调查数据。文章实现了南海海洋地质调查基本信息的集中管理、展示与服务, 该平台能够较好地满足地勘科技人员与管理人员对海洋地质工作信息服务的需求。     

面向对象的海洋地质调查数据服务平台实现

针对现有海洋地质调查数据的应用需求,采用面向对象技术和分布式技术,借鉴Epicentre数据模型提出了以面向对象数据模型作为统一数据模型的海洋地质调查数据服务平台。介绍了平台的体系架构及其所采用的关键技术,并对平台进行设计开发,初步实现了海洋地质调查数据的集成共享,为海洋地质调查数据服务系统建设提供了支持。     

海底沉积物碎屑矿物数据整合技术研究

海底沉积物碎屑矿物数据是海洋地质领域的重要基础资料,它在海洋沉积作用、环境演变研究以及海底砂矿资源勘 探中具有突出的意义。在系统分析了碎屑矿物特征和不同时期碎屑矿物鉴定差异的基础上,探讨了影响碎屑矿物数据整合的 主要因素,构建了海底沉积物碎屑矿物数据整合的技术体系,包括碎屑矿物数据格式制定、规范性处理、数据质量控制以及 数据重复性检查等方面,提出了 3级数据排重模式,并对数据整合的深入开展进行了探讨。该研究成果有利于促进海洋地质 工作规范化以及历史调查数据的充分利用,同时也为海底沉积物其他类型资料的整合提供参考。     

基于海洋安全的大气波导观测方法研究

海上船舶一旦遇到大气波导,可使船载电子信息系统之间的短波通信距离增大数倍,同时通信距离范围内的部分区域会出现电磁盲区.本文围绕海洋安全保障需求,开展了大气波导协同观测技术研究,阐述了海上大气波导对超视距传输与探测的重要性.通过对大气波导的形成机制和影响机理进行研究,系统化概述了蒸发波导、表面波导和抬升波导的观测原理及常...     

基于XML的海洋遥感卫星数据规范化研究

结合XML技术和海洋元数据标准,在分析遥感卫星地面站运行情况的基础上提出了一种基于XML的海洋遥感卫星数据格式,旨在为海洋遥感数据格式的规范化和为海洋遥感卫星数据的交换与集成奠定标准基础.     

基于XML的海洋环境基础数据格式转换的研究

针对当前海洋科学研究、海洋预报、海洋环境保护等工作中遇到的海洋环境基础数据格式不一致的问题,通过对数据语义、语法、结构的分析,建立数据之间格式转换模型,在此基础上提出基于可扩展标记语言(XML)转换模板的数据格式转换体系,并以台站观测温盐数据为例,设计编写程序成功实现数据间的格式转换。     

A comparison of non-hydrolytic methods for extracting amino acids and proteins from coastal marine sediments

Advances in analytical techniques now allow for the potential analysis of intact peptides and proteins isolated from marine sediments. However, there is no established technique for the extraction of macromolecular materials from marine sediments. Six different methods for extracting the amino acid component from coastal marine sediments were compared to the standard hot acid hydrolysis technique for their percent recovery and amino acid composition. The standard hot acid hydrolysis on dried, whole sediments released the greatest concentration of total amino acids (PS-THAA; 3.52 mg gdwt^− 1 ± 10% (SMD)), yet this only accounted for 22% of the total nitrogen in Puget Sound sediments (Washington, USA). Repeated hydrolysis of the same samples did not improve the recovery of nitrogen by more than an additional 10%. Base extraction (0.5 N NaOH) was the second best method for recovering amino acid nitrogen, releasing 60% of the Puget Sound total hydrolyzable amino acids (PS-THAA) (corresponding to 13% of the total sedimentary nitrogen), and has the advantage that it does not rely on peptide hydrolysis to free the nitrogenous component from the sediment matrix. The amino acid distribution of the 0.5 N NaOH extract was not significantly different than the initial THAA. Other non-hydrolyzing methods released lower yields of amino acids (Triton X-100 ≥ hot water > 50 mM NH₄HCO₃ > HF), but might prove to be of use to investigators interested in specific fractions of sedimentary organic nitrogen because these four methods had distinctly different amino acid compositions (enrichments in basic amino acids and depletions in acidic amino acids). Treatments with HF both before and after traditional hydrolysis and/or extractions with base did not release any more of the sedimentary nitrogen. Our results are consistent with the hypothesis that a large fraction of the sedimentary nitrogen (TN) is protected within an organic matrix.