SAR对南沙群岛暗礁的成像能力

介绍了合成孔径雷达的成像原理及南沙群岛潮流,波浪状况,通过研究潮流,波浪对海表现微尺度波的调制机理,结合两者ＥＲＳ－１ ＳＡＲ图像论述了ＳＡＲ在南沙群群岛暗礁具有成像能力。     

东海北部中陆架水下暗礁新探

利用现代海底探测技术手段,对东海陆架区域进行调查研究,通过对多波束和浅地层剖面系统所采集数据资料的处理,分析浅地层剖面探测成果图,发现原在东海海图上标注的三处水下暗礁并不存在,并探讨分析暗礁不存在的原因。此新发现对我国进行海区区域调查和航海有重要的现实意义。     

Kelvin尾迹SAR多视向的成像仿真

利用船只Kelvin航迹模型、海面波模型和二尺度微波散射模型,提出了船尾迹多视向的成像仿真技术,并首次在二维空间中从不同视向仿真船尾迹的SAR图像。结果表明,当雷达视向与船只航向平行时,横波成像明显;当雷达视向与船只航向垂直时,扩散波成像明显;当雷达视向与船只航向有个夹角时,会出现一臂亮一臂暗的现象,这一现象取决于两臂尖波的传播方向与雷达视向的夹角,传播方向与雷达视向越接近平行的波越容易被雷达观测到,从而形成亮臂。仿真结果还得出另外一个结论:船只航向与雷达视向越接近垂直,两臂张角越小。仿真结果和实际的多幅ERS-SAR图像所观测到的结果是一致的。该模型可以有效地模拟Kelvin尾迹SAR多视向成像。     

基于多处理板联合SAR成像的分布式计算模拟系统研究

合成孔径雷达(SAR)卫星的探测范围有限,全轨利用率不高,并且单个卫星的计算和存储资源有限,难以完成大量的星载合成孔径雷达数据处理.本文拟采用多处理板联合的数据处理方法,针对星上分布式计算构建一种模拟系统,以提高星上数据处理效率,验证多处理板联合的数据处理方法在高效利用卫星计算与存储资源、提升单个卫星全轨利用率等方面的...     

星载SAR对雨团催生海面风场的观测研究

雨团或对流雨是热带与亚热带地区的主要降雨形式,较易被高分辨率星载合成孔径雷达（SAR）探测到。SAR图像上的雨团足印是由大气中雨滴的散射与吸收、下沉气流等共同导致形成的。本文以RADARSAT-2卫星100 m分辨率的SAR图像上雨团引起的海面风场及其结构反演与解译作为实例进行分析。使用CMOD4地球物理模式函数,分别以NCEP再分析数据、欧洲MetOp-A卫星先进散射计（ASCAT）和中国HY-2卫星微波散射计的风向为外部风向,进行了SAR图像的海面风场反演。反演的海面风速相对于NCEP、ASCAT和HY-2的均方根误差（RMSE）分别为1.48 m/s,1.64 m/s和2.14 m/s。SAR图像上一侧明亮另一侧昏暗的圆形信号图斑被解译为雨团携带的下沉气流对海面风场（海面粗糙度）的改变所致。平行于海面背景风场其通过雨团圆形足印中心的剖面上的风速变化可拟合为正弦或余弦曲线,其拟合线性相关系数均不低于0.80。背景风场的风速大小、雨团引起的风速大小以及雨团足印的直径可利用拟合曲线获得,雨团足印的直径大小一般为数千米或数十千米,本文的8例个例解译与分析均验证了该结论。     

SAR海洋数据图象的定标系统

合成孔径雷达能够应用于地学各领域是基于ＳＡＲ图象记录了地物对微波的后向散射特性，因此对ＳＡＲ图象数据的定标就显得尤其重要，本文参考国我对星载ＳＡＲ传感器的定标方法，针对在海洋上ＳＡＲ定标工作国外做的较少，结合海洋ＳＡＲ应用遥感的特点，提出了对星载ＳＡＲ的图象数据进行定标的技术方法，理论依据和针对海洋的星载ＳＡＲ定标系统的构成。     

基于相关邻域模型的SAR图像滤波

针对SAR影像滤波问题提出了一种基于相关邻域模型的SAR滤波算法。在邻域方向选择上采用计算梯度的方法,提高了本算法的速度。在平滑图像的同时,克服了多视平滑降低图像分辨率的固有缺陷,并且能较好地保持图像的边缘信息,提高SAR图像解释的效率。     

星载SAR海洋表层流场反演综述

基于星载SAR获取海洋表层流场,已经成为相关海洋科学研究的重要支持。本文分析了星载SAR系统反演海洋表层流场的技术发展,重点介绍了国内外基于顺轨干涉SAR技术和多普勒频移方法估计海洋表层流场的研究进展,并对星载SAR估计海洋表层流场的研究、发展与应用作了展望。     

SAR图像海洋表面油膜检测算法研究

海洋表面油膜对海洋环境影响极大,及时获取海面油膜信息对保护海洋环境具有重要意义.海洋表面油膜检测是合成孔径雷达(SAR)很重要的应用领域之一.总结了传统以及新近提出的SAR图像海洋表面油膜检测4种算法,对每一种算法进行了详细分析说明.文章还通过3幅实际SAR油膜图像,分别从油膜检测的目视效果、运算速度和自动化程度三方面对这4种算法进行了详细的对比研究,最后提出选择SAR图像海洋表面油膜检测算法的原则.     

基于HAC的溢油SAR图像分割算法

图像分割是SAR溢油检测中的关键步骤,但由于SAR影像中存在斑点噪声,使得一般的图像分割算法难以收到理想的效果,严重影响溢油检测的精度.发展一种基于凝聚层次聚类(Hierarchical Agglomerative Clustering,HAC)的溢油SAR图像分割算法.该算法利用多尺度分割的思想,能够有效保持SAR影像中溢油斑块的形状特征,并能减少细碎斑块的产生.利用2010年墨西哥湾的Envisat ASAR影像开展了溢油SAR图像分割实验,并将该算法和Canny边缘检测、OTSU阈值分割、FCM分割、水平集分割等方法进行了对比.结果显示,HAC方法可以有效减少细碎斑块的产生,有助于提高SAR溢油检测的精度.     

南沙郑和环礁小南薰礁的点礁地貌特征及其控制因素

点礁是在空间上呈点状分布的礁体,是一种重要的珊瑚暗礁地貌类型,南海南沙群岛北部海区的一系列环礁发育有众多的珊瑚点礁。目前,对点礁地貌的形态特征、发育过程和机制的研究相对匮乏,南海地区的珊瑚点礁地貌定量研究尚为空白。以南沙群岛北部郑和环礁西南端的小南薰礁发育的点礁为研究对象,利用多波束水深实测数据结合Google Earth WorldView-2遥感影像,对所识别的123个点礁的顶底水深、高度、顶底直径等形态参数进行量测与统计分析,结果表明,其底部最大水深为35.05 m,顶部最小水深为7.89 m,平均高度2.62 m。其中,88个点礁（占71.5%）分布于水深25～35 m（深水点礁）,27个（占17.9%）分布于水深10～18 m（浅水点礁）。点礁顶部和底部直径的平均值分别为8.49 和19.13 m,形状因子和顶底关系因子的平均值分别为0.15和0.42,其剖面形态呈峰丘型（21.1%）和礁坪型（占78.9%）,且多呈孤立型分布,亦见少数以群落型分布。浅水点礁以礁坪型为主,其顶部和底部直径较大,而形状因子较小,反映了波浪动力的控制作用;峰丘型仅见于深水点礁,其形状因子较大（＞0.23）,顶底关系因子较小（＜0.25）,高度和直径呈正相关,反映了珊瑚生长作用对点礁地貌的影响。点礁底部直径集中呈NEE-N向延伸,显示了海域盛行风向与海水运动方向的控制作用。     

岛礁工程海水拌养珊瑚礁、砂混凝土修补与应用研究

对用海水拌养珊瑚礁、砂混凝土修补与抢修远离大陆的岛碾损坏工程进行应用研究和调研,对该种混凝土的原材料和物理力学性能进行检测,研究了修补界面剂的配合比与修补工艺以及操作方法,并进行了海水拌养珊瑚礁、砂混凝土与海水拌养普通混凝土修补的粘结强度对比测试和海水拌养快凝快强混凝土快速抢修的工程应用实践检验,为岛礁工程修补和抢修提供技术参考资料。     

荣成俚岛人工鱼礁区生态系统健康的评价

根据人工鱼礁区生态环境效应、生物群落效应和生态系统功能效应特征,构建北方资源增殖型人工鱼礁区生态系统评价指标体系。采用层次分析法确定各指标的权重,通过综合指数法构建生态系统健康评价模型,分析人工鱼礁区生态系统的健康状况。基于2010—2011年荣成俚岛人工鱼礁区和对照区每月生态环境的调查数据,运用构建的生态系统健康评价模型对荣成俚岛人工鱼礁区生态系统的健康状况进行评价。结果显示:人工鱼礁区与对照区的年平均生态系统的健康综合指数分别为0.647和0.614,二者不存在明显差异,均为健康状况良好的生态系统。综合分析认为,荣成俚岛人工鱼礁区生物群落仍处于发展阶段,需对该礁区进行长期连续的调查监测,以进一步了解人工鱼礁的投放对海洋生态系统和渔业资源增殖的影响。     

珊瑚礁生物地貌过程的生物建造与生物侵蚀

珊瑚礁生物建造和生物侵蚀是珊瑚礁生物地貌过程的两个关键环节,两者之间的平衡关系决定着珊瑚礁生物地貌过程的动态变化,控制着珊瑚礁地貌结构和形态。珊瑚礁生物建造和生物侵蚀受海水富营养化、海水温度异常、海平面变化和风暴等多种自然环境因素的影响,同时还面临日益加剧的人类开发活动的威胁。现代全球变化和人类活动影响下的珊瑚礁生物建造和生物侵蚀研究对认识珊瑚礁生物地貌过程与全球变化和人类活动影响的相互作用和响应机制有重要意义。对当前国际上珊瑚礁生物地貌过程的生物建造和生物侵蚀研究的现状进行了概述,并对国内的相关研究提出了建议。     

基于Landsat 8卫星数据的南沙礁群分布研究

南沙岛礁的发育受空间位置、暴露面积及地质结构等因素的影响,礁体的演变伴随空间形态的变化。本文利用遥感和地理信息系统(GIS)相结合的方法绘制南沙岛礁核密度现状图,并采用Kernel Density进一步分析南沙礁群空间核密度分布。研究表明:南沙岛礁空间形态复杂,有明显区域格局性,面积差异较大的岛礁核密度聚集位置不相同,分布特征相对密集。岛礁数量在纬度方向有明显浮动,在经度方向上趋于稳定。随礁体面积的增大,礁体平均形状指数逐渐增大,平均紧凑度逐渐减小,形状指数LSI介于0.90～2.87之间、紧凑度RC介于0.31～0.97之间。研究结果有助于更好地了解南沙岛礁密度情况,为海洋管理人员提供参考信息。     

地震作用对南海南沙群岛渚碧礁的影响研究

评估珊瑚礁的稳定性具有十分重要的意义。近年来,在中国南海海域开展了越来越多的工程建设项目。珊瑚礁是造礁石珊瑚群体死亡后其残骸经过漫长的地质作用而形成的岩土体,是一种特殊的海洋岩土介质。晚渐新世后,生长在碳酸盐台地上的珊瑚礁进入繁盛期,礁体内部可划分为5至6个主要的沉积相。同时,珊瑚礁已被认为是近代地震发生时间的记录器。文章结合南沙群岛的珊瑚礁体工程地质分带和岩体结构特征,设计了岛礁模型,研究地震对珊瑚礁的影响。在研究中,通过利用岩土工程的模拟仿真软件GeoStudio,使用Newmark滑块分析法,模拟了6种不同强度的地震作用下珊瑚礁体的受力状态和变形情况,采用极限平衡条分法计算了安全系数,并测算出可能的危险滑移面位置及滑移规模。通过模拟计算结果,得到地震作用对珊瑚礁的影响有：（1）珊瑚礁在自重状态下具有良好的稳定性;（2）地震发生后,安全系数小于1（FS<1）可能导致斜坡失稳并发生滑塌;（3）随着地震强度的增加,安全系数是降低的,且经一段时间后,安全系数围绕某特定值波动;（4）在地震作用下,作为珊瑚礁体浅层新发育的部分,更小的滑坡部位会更易发生坍塌。综上,利用岩土工程的方法对海洋中珊瑚礁体的稳定性进行评价是可行的,能够为今后岛礁工程设计的提供参考。     

北戴河西海滩潜堤岬头养滩功效研究

根据北戴河西海滩人工养滩后实际监测数据,对养滩工程中潜堤岬头的养滩功效进行分析,并通过数值模拟的方法进行验证。结果表明,潜堤岬头起到了很好的消浪促淤效果。岬头建成后,沙滩整体以淤积为主,局部岸段发生侵蚀,但侵蚀量不大,低潮滩以上沙滩平均单宽淤积量为21.3 m^3/m,其中,M4剖面单宽淤积量最大,为98.3m^3/m;数值模拟结果肯定了岬头的消波减能功效,其预测的岸线形态与实测岸线基本一致。     

The Role of Isopod Crustaceans in the Reef Crest Community at Carrie Bow Cay, Belize

Abstract. The species composition and numbers of specimens of isopod crustaceans from the rubble of a Belizean reef crest were obtained. Four sets of 30 samples were taken from three rubble zones (rubble with algal turf, rubble between Thalassia plants, and pure rubble), in four different collecting periods. Twenty-four species of isopods were identified, sexed and counted. By means of a Likelihood Ratio Chi-square Contingency Table Analysis the presence of 13 species was shown to be positively correlated with habitat, 15 species with season, and nine species with habitat and season combined. From the spread of total numbers and of ovigerous females it is proposed that the isopods may be grouped into three patterns: a) those present and breeding in the reef crest rubble throughout the year, i. e. stress-tolerant species; b) those showing a breeding peak in summer and a population decrease in winter-spring, i. e. opportunist species; and c) those showing a breeding peak in the fall, and a second peak in spring, and a decrease or complete avoidance of the habitat, especially by ovigerous females, in the summer. The diversity of the Belizean reef crest isopod fauna is compared with the published report of the isopod fauna of a coral reef in Madagascar. Several similarities in composition are noted. The multiplicity of microhabitats is invoked as a possible explanation for the relatively high diversity of anthuridean isopods in coral reefs.     

基于GLCM的SAR溢油纹理特征分析

溢油对海洋生态环境造成巨大的危害,溢油遥感监测已成为海洋遥感监测的主要内容,但由于在SAR图像上溢油的表现和其它海洋现象类似,难以区分油膜与类油膜,给遥感监测带来困难。本文以Envisat-ASAR为数据源,选择南海为例,采用GLCM方法对溢油的SAR纹理进行分析,计算海水与溢油的GLCM特征值,结果表明:采用变化、均值等特征对溢油的SAR纹理有很好的表现,从而为溢油信息的提取提供基础。     

Mapping Submerged Aquatic Vegetation with GIS in the Caloosahatchee Estuary: Evaluation of Different Interpolation Methods

This article evaluates different spatial interpolation methods for mapping submerged aquatic vegetation (SAV) in the Caloosahatchee Estuary, Florida. Data used for interpolation were collected by the Submersed Aquatic Vegetation Early Warning System (SAVEWS). The system consists of hydro-acoustic equipment, which operates from a slow-moving boat and records bottom depth, seagrass height, and seagrass density. This information is coupled with geographic location coordinates from a Global Positioning System (GPS) and stored together in digital files, representing SAV status at points along transect lines. Adequate spatial interpolation is needed to present the SAV information, including density, height, and water depth, as spatially continuous data for mapping and for comparison between seasons and years. Interpolation methods examined in this study include ordinary kriging with five different semivariance models combined with a variable number of neighboring points, the inverse distance weighted (IDW) method with different parameters, and the triangulated irregular network (TIN) method with linear and quintic options. Interpolation results were compared with survey data at selected calibration transects to examine the suitability of different interpolation methods. Suitability was quantified by the determination coefficient (R2) and the root-mean-square error (RMSE) between interpolated and observed values. The most suitable interpolation method was identified as the one yielding the highest R2 value and/or the lowest RMSE value. For different geographic conditions, seasons, and SAV parameters, different interpolation methods were recommended. This study identified that kriging was more suitable than the IDW or TIN method for spatial interpolation of all SAV parameters measured. It also suggested that transect data with irregular spatial distribution patterns such as SAV parameters are sensitive to interpolation methods. An inappropriate interpolation method such as TIN can lead to erroneous spatial representation of the SAV status. With a functional geographic system and adequate computing power, the evaluation and selection of interpolation methods can be automated and quantitative, leading to a more efficient and accurate decision.