基于海洋要素时空配置的渔场形成机制发现模型和应用

针对海洋时空要素和相关渔业资源的互动性及非线性关系,分析了带空间结构的变量间关系问题,建立基于海洋要素场时空配置的渔场形成机制发现模型.将海洋要素场的空间配置用邻域进行表达,并将邻域所取得的要素状态变量转换为决策系统的关系表,以提取海洋场时空配置和渔场形成的时空关联规则.以大沙渔场形成的温度场时空配置发现为实例,验证模型的可行性.     

基于北斗通信的海洋多要素观测系统设计

以低功耗、多参数、安全可靠为设计目标,提出一种基于北斗卫星通信的海洋多要素观测系统设计。设计以嵌入式微控制器STM32F103RET6为核心,实现以漂流浮标为载体的海洋环境噪声测量,同时实现对海洋气温、气压、风速、风向及表层海温的多要素观测;以可充电锂电池组和太阳能电池板组合方式供电,同时进行必要的电源管理,有效提高漂流浮标的工作寿命;采用我国自主知识产权的北斗系统进行定位及双向通信,安全性高。实验表明,基于北斗通信的海洋多要素观测系统设计具有可行性,满足低功耗、多参数、安全可靠的设计要求,为以表面漂流浮标为载体的海洋多要素数据采集控制提供新的硬件设计方法。     

多视图协同的海洋多要素环境数据关联关系分析方法

海洋事件离不开各要素环境数据的共同作用,获取要素之间的关联关系从而进行海洋事件的预报预测,是一个亟待解决的问题。为此,本文提出一种多视图协同的关联关系分析方法来度量海洋各要素数据间的关联关系。首先,在传统平行坐标技术的基础上增加刷技术、轴排序等功能对海洋多要素数据进行初步探索,同时引入散点矩阵图展示各要素的分布;其次,以平行坐标中数据线间的角度、面积以及散点图中要素分布的距离为差异度量方式,对计算得到的差异构建相似性矩阵;再次,采用多维标度法得到原始多要素数据在低维空间中的表达;最后,使用K-means算法对降维后的低维度数据进行聚类分析。本文提出的方法从视觉角度对数据进行分析和特征挖掘,并得到高维数据在低维空间上的可视化展示,实现了有效量化海洋数据不同要素间的相关关系。     

海洋产业结构升级对海洋全要素生产率影响的实证研究

文章基于2000—2019年中国11个沿海省(自治区、直辖市)的面板数据,实证分析了海洋产业结构升级对海洋全要素生产率的影响,并以海洋产业结构升级作为门槛变量,进一步研究海洋产业结构升级对海洋全要素生产率的非线性影响。结果说明,海洋产业结构升级对海洋全要素生产率有显著的正向作用;海洋产业结构升级在推动海洋全要素生产率提高的过程中存在一重门槛,随着海洋产业结构升级越过一重门槛,海洋产业结构升级对海洋全要素生产率的推动作用逐渐增大。根据研究结论,未来应加速推进涉海产业转型,鼓励海洋新兴产业发展,同时结合我国海洋产业发展现状,针对不同产业制定具体的对策。     

创新要素对广东省海洋经济发展的驱动研究

广东省作为海洋经济大省,第二产业、第三产业占海洋经济生产总值比重较大,雄厚的产业基础为其提升创新能力及发展海洋新兴产业提供有利条件。创新要素作为新兴产业发展的重要驱动,是"十三五"期间重点发展理念,也是新常态下海洋产业结构优化升级的重要变量。文章通过分析研究广东省创新要素发展现状的基础上,利用Eviews8.0软件对广东省海洋经济生产总值与创新要素之间的关系进行回归分析,进一步揭示创新要素对广东省海洋经济发展的驱动程度,并结合研究结果提出相应建议。     

产业集聚对海洋绿色全要素生产率的影响研究

文章基于2006—2019年我国沿海地区的面板数据,实证分析产业集聚对地区海洋绿色全要素生产率的影响。研究结果表明：产业集聚与地区海洋绿色全要素生产率的关系呈“倒U”形曲线,即产业集聚在初期有助于提升海洋绿色全要素生产率,当越过临界值之后,将对海洋绿色全要素生产率产生抑制作用;从区域异质性角度来看,北部、中部、南部地区的产业集聚对海洋绿色全要素生产率的影响不同,其中北部地区与整体情况相似,中部、南部地区存在地区差异。根据研究结论,各地应根据当地产业集聚情况,因地制宜保障海洋经济可持续发展。     

在环境约束下海洋经济全要素生产率的研究

21世纪以来,在国家政策的扶持下,海洋经济具有的强大内在吸引力大大推动了我国海洋经济的发展,使得海洋经济对国家经济的发展起到了非常重要的作用。在海洋经济不断发展的过程中,我们不仅要重视"量"的发展,还要注重"质"的提高,所谓"质"指的就是海洋经济全要素生产率,所以对海洋经济全要素生产率进行研究对提高海洋经济增长有非常显著的作用。文章通过构建我国沿海地区海洋环境综合指数在测算海洋经济全要素生产率框架,将环境因素纳入其中,探讨了在环境约束下海洋经济全要素生产率的影响因素以及提升海洋经济全要素生产率的途径。     

基于三次样条插值重构方法对西太平洋海洋要素时空分布的分析

月平均海洋要素的分布规律对水下活动器具的运动具有重要作用,且其中最大梯度的相对值比绝对值更具有实用价值.利用样条插值重构方法对LEVITUS数据库中的温度、密度和声速的月平均变化规律进行了分析,得到的海洋要素平面分布.结果显示西太平洋在最大温度、密度、水声梯度及其深度的整体分布在12月至次年3-4月的梯度小,深度大,其中黄海和东海的分布规律性差.从5月开始,强度开始逐步增大,而深度变小,黄海和东海也开始呈现出一定的规律性.     

江苏海洋多源异构数据的整理与入库方法

建立江苏海洋基础数据库群,实现海洋复杂多源异构数据的集成管理,是保证江苏省海洋数据具有可操作性、可维护性和可利用性的基础,同时也为海洋综合管理信息系统和"数字海洋"框架系统的业务化运行提供了重要的数据支撑。围绕这一目标,文章对江苏海洋多源数据的整理与入库方法进行了深入探讨:首先通过数据调研,分析海洋数据的现状和应用需求,形成符合"数字海洋"规范要求的数据格式标准及数据模型;在此基础上,通过数据规整、数据格式转换和数据质量控制,获取符合海洋业务需要的标准数据集;最终利用数据建库和入库工具,完成江苏海洋基础数据的规范化入库。该工作可为海洋多源数据的整理与入库、丰富和完善我国"数字海洋"数据体系提供参考。     

渔获量时间序列长度对基于CMSY方法的资源评估结果的影响

大多数渔业种类由于数据缺乏,无法使用传统的渔业资源评估方法开展评估和管理。越来越多的研究采用CMSY等基于有限数据的评估方法,但CMSY方法在渔获量数据时间序列长度有限、存在误差等情况下的评估可靠性尚有待验证。本研究运用CMSY方法对黄海3种产量较高的经济鱼类开展资源评估,探索渔获量数据时间序列长度、不同渔业发展阶段,以及观测误差水平对评估结果的影响。结果表明,鲐、带鱼和银鲳在2000年后均出现产量高于最大可持续产量（MSY）的情况,资源处于过度利用状况（B/B_MSY<1、F/F_MSY>1）,近10年来开发强度降低,但生物量仍处于较低水平（B/B_MSY<1）。评估模型的回溯性分析结果差异较小,表明评估结果稳定。从数据长度上看,使用遍历产量上升和下降过程的长时间序列数据,其评估结果更为稳定。在观测误差大于20%的情况下,模型对MSY和B_MSY出现高估,但结果仍较为稳健。在CMSY方法的应用中应注意选取长时间序列的产量数据,在评估结果不确定性高的情况下应采取相对保守的渔业管理措施。     

海洋防灾减灾信息服务体系构建理论与方法

海洋灾害的发生同所处的地理、气候等自然条件紧密相关,所以海洋防灾减灾信息系统研究需要围绕区域性发展规律开展。本研究从信息基础设施建设理论的角度,为了避免"信息壁垒、信息孤岛、重复建设",定义了"区域性防灾减灾信息服务体系",解析了6个特征和基础要素并提出了面向集成的以业务流为核心的"5层沙漏"模型。进而,以台湾海峡区域防灾减灾信息服务体系构建与应用的案例,论证了其实际应用的意义。最后,结合我国智慧海洋建设,提出了未来的发展方向与研究重点。     

海洋生物调查数据快速检核方法研究

阐述了一种海洋生物调查数据快速检核方法,以齐全性、规范性和准确性为检核内容,探讨了生物调查数据检核流程和实现方法,并以浮游植物数据检核为例进行案例分析。该方法对海洋生物种名称中存在的书写不规范、同物异名、错别字、中文名或拉丁名缺失、拼写错误等问题,实现了快速检核和批量修正,其结果对规范生物数据格式、提高物种中文名和拉丁名准确率、提高生物调查数据质量,对海洋生物数据质量控制和海洋科学研究具有一定的实践意义。     

海洋主体功能区划方法研究

探讨了海洋主体功能区划的分类、分区、分级、评价单元等基本问题,构建了海洋主体功能区划的评价指标体系,并分别依据我国内水和领海海域、海岛、专属经济区和大陆架等3个区域的特点提出了海洋主体功能区划的方法和路径,以期为海洋主体功能区划工作提供理论和方法借鉴。     

Evolving a Bayesian network model with information flow for time series interpolation of multiple ocean variables

Based on Bayesian network (BN) and information flow (IF), a new machine learning-based model named IFBN is put forward to interpolate missing time series of multiple ocean variables. An improved BN structural learning algorithm with IF is designed to mine causal relationships among ocean variables to build network structure. Nondirectional inference mechanism of BN is applied to achieve the synchronous interpolation of multiple missing time series. With the IFBN, all ocean variables are placed in a causal network visually, making full use of information about related variables to fill missing data. More importantly, the synchronous interpolation of multiple variables can avoid model retraining when interpolative objects change. Interpolation experiments show that IFBN has even better interpolation accuracy, effectiveness and stability than existing methods.     

海洋磁力数据地磁日变时差校正的局部极值比对法

为了对海洋磁力数据进行更精确合理的地磁日变校正,参考多台站地磁观测数据时差计算的方法,总结出一种适合于海洋磁力数据地磁日变时差校正的方法——局部极值比对法。利用局部极值比对法对南海北部两条海洋磁力测线进行地磁日变时差校正后,海洋磁力数据与陆地地磁日变数据的相关系数分别提高到0.98和0.92。通过与经度差法的比较,证明局部极值比对法可以提高地磁日变时差计算的精确度和海洋磁力数据处理的效率。该方法为今后的海洋磁力调查工作提供了一种精确有效的工具。     

象山港海洋生态环境评价方法研究

本文基于1988—2014年的监测数据,针对象山港海洋生态环境状况,建立了象山港海洋生态环境评价的科学方法,结果表明:(1)根据象山港生物生态、水质、水动力、水团提出了三类三级评价指标体系,其中水质指标的确定综合考虑了水体中主要超标物质、长时间序列的波动及变化趋势;(2)根据东海E2断面、象山港及口门监测数据统计分析确定象山港的活性磷酸盐和无机氮的环境污染变化推荐基准年分别为1993年和1992年;结合频数分析法,象山港海域活性磷酸盐和无机氮的推荐基准值分别是0.023mg/L和0.50mg/L;(3)评价分级根据生态环境现状及分区衔接确定为3个等级,其中水质指标选择2011年25%、75%所对应的营养盐浓度值为分级依据;(4)评价结果表明,2011年象山港从口门至港底生态环境分别为好、较好、一般,2014年为好、较好、一般、差;与2011年相比2014年象山港2、4、5、7、8、9区的综合环境有所下降。     

海洋溢油溯源数值模拟方法的研究进展

海洋溢油溯源数值模拟可以为海上溢油事故的应急处置提供技术支撑,同时对确定溢油事故的泄漏源和责任方也具有重要的指导意义。本文概述了海洋溢油溯源数值模拟方法的最新研究成果,总结分析了包括对流扩散过程的逆运算、受体模式、粒子追踪模式和垂向溯源方法等在内的四类数值模拟方法的基础理论和研究进展。同时,归纳了三种常用的溢油溯源数值模拟结果分析方法,并给出了每种方法的优缺点及其对应的适用条件。在分析海洋溢油溯源数值模拟方法应用现状的基础上,初步探讨面临的挑战。这对全面理解溢油溯源数值模拟方法的理论和应用提供了重要参考,并可为相关工作和后续数值模拟方法的改进奠定基础。     

基于能量竞争载荷模型的海洋立管双向涡激振动时域预报方法研究

海洋立管是深海油气开发中用于连接海底井口和水面浮体的唯一通道。立管在洋流作用下极易发生涡激振动（vortex-induced vibration,简称VIV）,发展快速经验性涡激振动时域预报方法对立管的安全设计具有重要意义。通过柔性立管模型试验,结合载荷重构方法和最小二乘法,识别建立了能量竞争载荷模型下的经验水动力载荷系数模型。应用识别建立的经验水动力载荷系数模型,发展形成了海洋立管顺流向及横流向双向涡激振动时域预报方法。将预报结果与试验结果对比,结果表明：基于能量竞争载荷模型的海洋立管双向涡激振动预报方法能够有效预报海洋立管涡激振动主导模态、主导频率、流向平均位移响应和涡激振动位移响应等力学行为特性。研究成果对发展更为有效的涡激振动预报手段具有有益参考。     

基于奇异谱分析的深圳近海净初级生产力时间序列研究

海洋净初级生产力(Net Primary Productivity, NPP)长时间序列分析可获取NPP多年变化趋势、季节变化等动态信息,对海洋环境的监测与预报具有重要意义。本文以2003～2013年月际尺度净初级生产力卫星遥感产品为数据源,通过奇异谱分析提取标准化净初级生产力时间序列的长期趋势和周期振荡特征。研究表明,①浮标监测数据的叶绿素a浓度、海表温度与MODIS的叶绿素a浓度、海表温度产品变化趋势基本一致,NPP时间序列产品可用于分析深圳近岸海域净初级生产力的变化趋势。②空间分布上,深圳西部海域的NPP和叶绿素a浓度远高于大鹏湾和大亚湾,大鹏湾和大亚湾的NPP和叶绿素a浓度均值及变化趋势非常接近。三个海区NPP、叶绿素a浓度、海表温度和光合有效辐射在季风转换期变化剧烈。③长期趋势上,深圳西部海域呈现2 a周期波动趋势,在均值附近以年为周期上下波动。大鹏湾和大亚湾2003～2006年NPP低于平均水平, 2008年后NPP开始以年为周期围绕平均值上下波动, 2012年后NPP整体与均值持平。④周期特征上,深圳西部海域、大鹏湾和大亚湾的NPP呈"W"或"M"型周年变化,存在夏季主高峰(6～7月)和冬季次高峰(12～1月)。