海洋环境适应性保障技术研究进展

原位观测是海洋环境观监测与安全保障的基础手段,对提升海洋环境时空变化规律的认识和数值预报水平起着至关重要的作用。但是实施基于原位观测的海洋环境保障措施存在覆盖范围有限、观测成本高昂,以及非常时期实施困难等问题。随着海洋强国战略的深入推进,未来国家海洋利益空间将不断拓展,海洋环境保障的立体性、复杂性、未知性将不断增强,这对系统化、信息化、智能化的海洋环境保障提出了更高要求。当前有效解决方案之一是通过实施环境适应性保障对有限的原位观测资源布局进行优化设计,最大化海洋环境观测网建设效益。本文系统介绍了美国海军在海洋环境适应性保障建设方面的成果与经验,通过海上试验展现了实施海洋环境适应性保障措施的必要性和优越性,随后梳理了高分辨率海洋水文环境数值模拟技术、海洋水文环境适应性观测敏感区诊断技术、无人移动平台协同组网观测技术及无人移动平台观测资料同化技术等海洋环境适应性保障建设涉及的关键技术及其发展现状,最后总结了我国在海洋环境适应性保障建设方面的研究进展。作为一项复杂的系统工程,海洋环境适应性保障将有助于颠覆传统海洋环境保障模式,牵引我国海洋环境保障装备发展,推动相关研究领域理论和技术进步,对我国海洋环境保障体系建设产生深远影响。     

柴北缘乌兰县二郎洞达肯大坂岩群中混合岩化黑云斜长片麻岩锆石SHRIMP测年及其意义

柴北缘乌兰县二郎洞地区的达肯大坂岩群主要由黑云斜长片麻岩、混合岩、黑云母石英片岩、斜长角闪岩和大理岩、花岗片麻岩等共同组成。本文首次对两件混合岩化黑云斜长片麻岩样品中的锆石进行了内部结构分析和SHRIMP测年, 黑云斜长片麻岩中的锆石大多具有核-边结构, 核部和边部分别表现为典型的岩浆和变质成因锆石特征。一件样品中锆石核部²⁰⁶ Pb/²³⁸ U加权平均年龄为503.8±5.1 Ma, 边部²⁰⁶ Pb/²³⁸ U加权平均年龄为449±9.9 Ma; 另一件样品核部²⁰⁶ Pb/²³⁸ U加权平均年龄为493.6±4.5 Ma。这些结果表明, 乌兰县二郎洞地区达肯大坂岩群中的混合岩化黑云斜长片麻岩原岩形成年龄为504~494 Ma, 属于晚寒武世岩浆活动的产物, 变质年龄为449 Ma, 分别与柴北缘岛弧岩浆作用和超高压变质作用的时限相一致。研究表明, 二郎洞地区达肯大坂岩群不仅有新太古代-古元古代基底岩石, 还包含早古生代的岩石组合, 为一套不同性质和不同时代的混杂岩。     

海洋声速剖面的自动聚类研究

以海区30'网格方区多年月平均统计的声速剖面作为原始数据集,提取声速剖面的表层、主跃层和深海等温层分层结构特征,把我国近海及其邻近海域预分为Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ类区。对Ⅱ,Ⅲ类区声速剖面,应用有序样本聚类算法分别进行表层分离。根据各类区的表层声速剖面数据,通过归一化处理和Akima差值采样得到梯度剖面,建立起按月归一化后的声速剖面分层梯度样本集,并应用系统聚类法和SOFM神经网络方法分别进行聚类分析,再根据分类结果并结合各类型海区的声学特点,得到各类型海区声速剖面的典型类型。通过对大量历史数据的分析结果表明,该方法为自动分类海洋声速剖面提供了一条有效路径,弥补了长期以来海洋声速剖面主要依靠人工分类的不足。     

随机动态声速重构方法研究

海洋环境对声传播具有重要的影响,海洋温度、盐度、压力决定声速的大小,研究随机动态声速剖面的最优重构可以为声场模型的计算提供良好的基础,为舰艇行动提供最优的辅助决策.然而声速剖面的重构却是一个复杂的过程,涉及到大量的时空分布不规则的数据的计算和处理,提取出合理的时空间系数能够提高声速重构的精度.实验证明,利用合理的时空分...     

海洋温度场稳定性与可预报性研究

海洋温度场具有强烈的时空易变性,带有典型的混沌特征,研究其稳定性对改善温度场可预报性具有重要意义。以混沌理论为支撑,改进最大Lyapunov指数算法,基于POM数值模式预报的温度时序为试验样本,研究了东中国海范围内的海洋温度场混沌稳定性分区和特征,并在此基础上针对混沌强弱区做添加观测试验,研究了基于稳定性分区的温度场可预报性。仿真结果表明,在混沌强烈区添加观测相比较弱区对改进预报效果更显著,对混沌强烈区添加观测整体上可以降低预报温度均方根误差0.2~0.7℃左右,证实了在该区域加强观测能在一定程度上改善温度场的可预报性。     

讲求实效,因校制宜,各有侧重——对水利系测量学教学内容改革的浅见

《测绘通报》高瞻远瞩地连续发表了两篇有关非测绘专业工科院校测量学教学内容改革方面的文章。读后深受启发，并觉得应该就平日从事这门课程教学实践的感受和体会，对本课程现阶段的教学要求和所应具备的内容等提出自己的粗浅意见，参加讨论。     

1∶10000比例尺地形测图最大视距规定的商榷

苏联平板仪测量规范规定,1：10,000比例尺地形测量碎部测图时,标尺点与测站之距离为150公尺以内,当测量地貌简单的开阔地时,该距离可增至一倍半,即225公尺;并且,还着重提出“不能看到,就不测绘”的原则。     

基于直方图分析和Jensen-Shannon散度的海表温度锋检测

海洋锋是海洋中的重要现象之一,通常可以利用锋面检测算法在遥感图像中进行提取。针对在海洋遥感图像质量较低、噪声较多的情况下梯度较小而尺度较大的海表面温度锋提取效果不佳的问题,对基于Jensen-Shannon散度的锋面提取方法进行了改进。具体改进是在计算图像散度时先进行直方图分析,即根据水温分布中的极小值对水温数据进行重新分组,然后使用新生成的水温分布来计算散度,另外还使用了Canny算法中的非极大值抑制对散度图中的锋面进行了细化。实验结果表明,改进后的方法提取出的锋面与使用梯度幅值表示的锋面基本吻合,同时比原方法更适合用于提取受噪声影响较多的水温图像中的大尺度锋面。     

基于物联网的近海岸水质监测平台方案设计

近年来,海洋生态环境保护逐渐受到社会的重视,海洋环境监测活动与研究开展得越来越频繁。其中,水质监测是重点研究的内容之一,而水质在线监测方式可解决传统人工定点釆样监测时效性不足的问题。本文基于物联网（Internet of Things, IoT）技术,设计了一种实用的近海岸水质在线监测方案。该方案整合了具有通信距离远、抗干扰能力强的LoRa(Long Range Radio)无线通信技术、传感器技术、Web技术以及微信小程序技术,可实现近海岸水质监测数据的实时采集、处理、传输、存储、共享、展示、管理和控制,满足近海岸水质监测、渔业养殖监测和海洋牧场监测等多种近海固定点监测应用的需求。此外,本文还对设计的方案进行了原型系统实现与系统测试,结果表明设计方案可支持以无线方式对近海岸区域水质的智能化和长期性远程监测,有效改善了现有近海在线系统存在的监测距离较近、成本高、布设不够灵活和抗干扰性较差等不足。