基于高分辨ROMS模式的黑潮延伸体次中尺度涡各向异性分析

次中尺度过程的水平空间尺度约为0.1~10km, 时间尺度约为1天, 里查森数和罗斯贝数为0(1), 能有效地从中尺度环流中汲取能量向小尺度湍流串级, 并对上层海洋物质的垂向交换有着重要影响。本文基于水平分辨率为~500m的高分辨率ROMS(regional ocean modeling system)数值模拟结果, 采用方差椭圆方法, 评估了黑潮延伸体海域上层海洋次中尺度涡旋的各向异性特征, 并探讨了涡旋各向异性值的大小与次中尺度过程特征参数的相关性。研究结果表明, 黑潮延伸体主轴强流区域的次中尺度涡旋各向异性值明显小于两侧海域, 主轴区域的次中尺度涡旋特征明显强于流轴两侧海域, 各向异性值与次中尺度过程的强弱有着较为显著的负相关关系, 表明次中尺度过程具有较小的各向异性特征(更趋各向同性)。方差椭圆表征了涡与平均流相互作用过程中的能量反馈机制, 较大的各向同性特征意味着动能更趋正向串级。     

金在洋脊超镁铁质与镁铁质热液系统中的差异性聚集

洋脊是地球上规模最大的山脉体系,主要由超镁铁质和镁铁质岩所组成,因构造和岩浆作用,这两类岩层分别孕育了超镁铁质和镁铁质含金热液系统。金首先通过水岩反应从洋脊源区岩层内迁移出来,再经历运移堆积作用汇聚到硫化物堆积体内,最后遭受后期蚀变活化迁移改造。以上过程构成了金在这两类热液系统中的完整演化历程。超镁铁质热液系统内的金在汇源端员间的比值远高于镁铁质热液系统。这种差异性聚集暗示了这两类热液系统分别演化出了独具特色的载金属性特征及富集迁移机制。相比于镁铁质热液系统,超镁铁质热液系统内围岩普遍具有的高金含量和高孔高渗特征、热液流体中溶解态非生物有机质和气态物质含量高、硫化物堆积体所处区域裂隙发育及构造稳定等因素,都是造成两者之间存在显著差异性聚集过程的主要原因。持续性地对洋脊热液系统各深部结构体进行更多更精细有关金的丰度、赋存状态及演化变迁的测试分析及模拟研究工作,是未来量化揭示金在不同类型热液系统内的物源贡献及各演化阶段中富集亏损的关键,也将为未来人工海底干预富集成矿工程累积信息。     

2008年以来地图学眼动与视觉认知研究新进展

地图是人类日常生活中不可或缺的工具。地图认知作为研究人对地图的感知、学习、记忆、推理和决策的科学,一直以来是地图学基础理论的重要内容。作为地图认知研究的核心,近年来地图视觉认知在相关学科（如心理学、认知科学和计算机视觉）和新的研究手段（如眼动跟踪、脑电和核磁）的促进下取得了一系列新的研究成果。尤其是眼动跟踪方法作为地图视觉认知研究的重要手段之一,越来越受到研究者的关注,为地图视觉认知研究的定量化、实用化提供了有力支撑。本文系统地梳理了2008年以来眼动跟踪方法在地图视觉认知研究中取得的新进展,并将其归纳为6个发展趋势,分别包括：① 刺激材料：从静态地图到动态交互地图;② 研究范围：从地图认知到地图空间认知;③ 实验环境：从实验室环境到真实环境;④ 地图维度：从二维地图到三维地图;⑤ 个体差异：从单一维度到多维度;⑥ 研究目的：从规律探究到实践应用。本文最后总结了未来研究面临的挑战、难点和可能的解决方法,期望能在地图视觉认知研究中起到抛砖引玉的作用。     

海水养殖污染与生态修复对策

随着我国海水养殖规模的不断扩大,海水养殖污染已成为不可忽视的环境问题。文章综述了海水养殖过程中产生的营养盐污染、有机质污染、重金属污染、抗生素污染问题及其生态影响和生态修复对策措施。对于海水养殖污染,单纯的物理化学修复方法制约较大,以生物修复为基础的生态浮床修复技术、大型藻类修复技术及人工湿地修复技术,是较为有效的海水养殖污染防治措施。在未来研究中,还应加强养殖污染源头的治理,加强海水综合养殖理论方法研究,以实现海水养殖经济效益和环境效益双赢。     

海口湾海域波浪特征分析

通过在海口湾北部海域布置波浪观测站,对采集到的实测波浪资料进行统计和波谱分析,研究了琼州海峡波浪季节性变化特征。观测期间最大波高为5.6 m,发生在台风"莎莉嘉"经过期间。无台风影响的月份最大波高为3.0 m。年平均十分之一大波波高、年平均有效波高、年平均波高分别为0.5 m、0.4 m、0.3 m,该海域波高总体不大。波周期范围主要在2～7 s区间。研究结果表明:1)观测海区各月基本都受到东北风影响并存在东北向的波浪; 2)发现海区波浪类型主要是风浪为主的混合浪; 3)发现观测海区一直受到南海传入的长周期波影响; 4)海区风向与浪向的一致性在东北季风影响时段明显强于西南季风影响时段,风速与波高的相关性在东北季风影响时段明显强于西南季风影响时段,该现象在台风月份表现得尤其明显。     

参量阵浅剖探测技术在海底管线探测中的应用

以航道、港口海底管线为探测目标,以浅地层剖面(sub-bottom profile)探测技术为主要技术手段,结合SES2000系列浅地层剖面探测系统在近海航道、港口海底管线探测中的应用案例,探讨SBP探测技术在管线探测中的应用。就浅剖图像中的航道、港口海底埋深管线识别定位中存在的技术难题,提出了基于波路径的偏移处理定性分析法和基于信号分析的管道反射弧识别定量计算法进行管道埋深的分析与计算,结合DGPS导航系统可准确获取管线所在平面位置与埋深深度。对于航道适航安全、港口安全建设具有积极意义。     

多模型耦合下的植被冠层可燃物含水率遥感反演

植被冠层可燃物含水率FMC(Fuel Moisture Content)是评估野火风险及估算火灾蔓延速率的重要指标。以中国西部6个典型研究区为例,基于辐射传输模型,利用Landsat 5 TM及Landsat 8 OLI遥感数据,开展草原、森林冠层FMC定量反演研究。为克服基于物理模型的病态反演问题、FMC自身的弱敏感性问题及西南森林多具复杂的双层冠层结构问题,研究中考虑了模型参数之间的相关特征,使用多波段遥感数据及耦合辐射传输模型等方法。反演结果显示,总体植被冠层FMC反演精度R~2为0.64,RMSE为44.86%,其中草地冠层FMC的反演精度(R~2=0.64,RMSE=47.57%)略低于森林冠层FMC的反演精度(R~2=0.71,RMSE=30.82%)。为进一步论证该反演结果对野火风险评估的有效性,研究中选取并分析了2011年3月2日于云南大理白族自治州剑川县金华镇金和村森林火灾爆发前、爆发时及灾后该区域植被冠层FMC的变化特征。结果显示,火灾爆发时该地区植被冠层FMC明显低于火灾发生前后(约一月时间)植被冠层FMC,证明了本文FMC反演结果对野火风险评估的有效性。     

无人机遥感：大众化与拓展应用发展趋势

当前遥感领域各个国家不断加大投入,星载数据资源日益丰富。伴随大数据等前沿技术的发展与深入应用,遥感在宏观层面上已经得到了较为充分应用,对于全球变化以及地球系统科学研究而言是一个重要的数据源。我国已经成为国际上的遥感大国,高分专项的实施标志着民用航天遥感进入亚米级时代。但是,由于空间分辨率与重访周期之间的矛盾,高分辨率卫星数据的可获得性尚不能满足一些不断增长的应用需求。国内遥感应用尚停留在宏观层面,主导是政府部门,用户也是政府各级部门。遥感在满足大量微观和大众具体应用层面尚没有落地。无人机遥感的出现与快速发展,为促进遥感应用落地起了很好的助推作用,无人机遥感在区域信息精细化上具有高科学价值,具有高空间分辨率、高频次、高性价比等特点,可以与卫星遥感能力形成互补,缓解了高空间分辨率和时间分辨率的矛盾,在低成本的基础上实现了空间和时间的辩证统一。当前无人机遥感的发展尚处于初级阶段,但呈现出一些极具特色的应用前景,尤其是无人机"遥感+"应用发展迅猛。同时,发展过程中也还有诸多政策、技术与方法方面的问题。本文在总结无人机未来发展趋势的同时,对无人机遥感的发展,从政策、技术与应用等层面提出了建议。     

基于广西BDS观测数据的PPP算法研究与精度分析

当前我国北斗卫星导航系统(BDS)已正式运行,带动了BDS在其他产业上的广泛应用。研究了基于无电离层组合的BDS PPP算法,以广西BDS观测数据为例,利用我国iGMAS的北斗轨道和钟差产品,分三个不同时段长(0.5h、2h和24h)进行PPP数据处理和定位精度分析。结果表明,采用2h的BDS观测数据进行PPP解算,完全能够满足我国1∶2 000比例尺航摄像控点的测量精度要求。研究成果能够为北斗卫星导航系统在我国低纬地区、以及面向东盟各国推广应用提供技术支持。     

流域多尺度土壤水分监测与模拟研究进展

土壤水分调控着陆地表层系统空间格局和过程,作为地表不同圈层中物质和能量输移转化的关键纽带和驱动力,连接着一系列的水文、生态、气候和地质学过程。论文首先介绍了流土壤水分静态特征(土壤含水量和基质势时空变化)在流域范围内不同空间尺度上监测方法的优缺点,包括直接手动监测、直接自动监测、地球物理探测和遥感监测等;同时介绍了其动态特征(土壤水分运动)监测方法(径流小区法、示踪剂法和地球物理探测)的局限性和模拟模型(动力波模型、水量平衡模型和水动力模型等)的关键参数和过程。在此基础上提出了：① 加强土壤水分监测尺度与方法的集成;② 消除土壤水分运动模型不确定性;③ 耦合土壤水分与碳氮输移循环过程等3个方面的研究展望和建议,从而为高时空分辨率和高精度的土壤水分数据获取,以及土壤水分运动与分布及其驱动下的碳氮排放过程、机理的揭示和模拟提供新的研究视角与思路。