ICESat-2水深提取方法及其反演应用

相比于传统水深测量方法, 结合主动激光卫星ICESat-2数据与被动光学遥感影像的主被动融合水深反演方法具有低成本、覆盖面积广、不受地域限制、无需地面实测数据等优点.研究选取澳大利亚大堡礁中部的John Brewer Reef和南部的Fitzroy Reef为实验区, 开展主被动融合水深反演实验.针对ICESat-2光子点群信噪比低、光子点水深信息提取和改正难的问题, 本文提出基于光子点群高斯分布特征的海面光子点群提取方法和基于深度自适应DBSCAN的海底光子点群提取方法, 并顾及海面倾斜引起的入射角偏移, 改进了Parrish水体折射改正几何模型.实验表明, 基于光子点群高斯分布特征的海面光子点群提取方法和基于深度自适应DBSCAN的海底光子点群提取方法可以高效准确地提取出有效的海面、海底光子点群; 经过地球物理改正和基于改进模型的水体折射改正后, 水深变浅, 且改正项与改正前水深呈线性关系, 线性系数约为-0.2550.实验将提取并改正后的ICESat-2光子点水深与经大气校正、耀斑校正、空间域滤波等预处理后的Sentinel-2影像进行空间匹配构建水深反演样本集, 并利用单波段模型(SB)、比值模型(BR)、Lyzenga多项式模型(LP)、二次多项式模型(QP)、三次多项式模型(CP)、支持向量回归模型(SVR)、多层感知器模型(MLP)、随机森林回归模型(RF)等水深反演模型对实验区全域水深进行反演.通过对比分析多种水深反演模型在不同地理区域和ICESat-2水深样本分布条件下的表现, 研究为不同场景下的主被动融合水深反演策略提供了一定的科学依据.

     

任意阵列形状的欠定多目标方位估计

随着人类社会对海洋认识和探索的深入,对水下监测和探测设备提出了更高的要求,探测阵列模型和阵列信号处理算法决定了监测和探测设备的复杂度。 针对特定水下多目标定位平台的复杂环境,建立了一种任意空间阵列数学模型,介绍了四阶累积量算法,分析了阵列信号处理中四阶累积量的阵列扩展特性。 基于四阶累积量的 MUSIC 算法的空间谱分析,建立了任意阵列形状的欠自由度多目标方位估计的理论基础。 计算机仿真结果表明了算法的正确性和有效性。     

沉积物捕获器在海岸与陆架沉积动力研究中的应用:以罗源湾和台湾海峡为例

运用时间序列的沉积物捕获器对海岸与陆架海域沉降颗粒物进行采集,估算沉降通量,并运用多学科综合研究手段分析沉降颗粒物的来源、组成、时空变化及控制因素,可以为海岸与陆架沉积动力过程的研究提供新的研究手段。福建罗源湾的实验表明,夏季罗源湾潮下带小潮至中潮期间的沉降通量为133.20~256.18g/(m2·t);由中潮向大潮变化期间单个潮周期的沉降通量明显增大,台风过后的大潮期间的沉降通量为373.99~590.51g/(m2·t);台风显著影响期间的沉降通量为746.34g/(m2·t);粒度分析及水动力观测结果显示,观测期间罗源湾潮下带沉降颗粒物主要来源于海底沉积物的再悬浮。台湾海峡西北部内陆架海域的实验研究表明,该海域近底部悬浮颗粒物沉降通量最大值为13.34g/(m2·d),由小潮向中潮沉降通量逐渐增大,这主要是由于近底部温盐跃层层位上移,近底部垂向混合作用增强,致使底部再悬浮沉积物向上扩散,并最终被沉积物捕获器捕获。沉积物捕获器可以接收到再悬浮沉积物,结合底部边界层过程的观测研究,可以深入认识海底沉积物的侵蚀、沉降及埋藏过程,在研究海岸与陆架区沉积动力学、泥质区沉积记录的形成过程与保存潜力中扮演着十分重要的角色。     

山东省海洋生物医药产业发展研究

海洋是蕴藏丰富药用生物资源的“蓝色药库”,我国海洋生物医药产业发展迅猛并逐渐成为研究热点。为实现山东省海洋生物医药产业的健康、快速和可持续发展,文章总结山东省海洋生物医药产业的发展成效,主要表现在产业规模迅速扩大、优势产品接续产出、科研实力不断提升、科研主体不断增多和招才引智力度加大;但仍存在成果产业化率不高、产业结构不合理、公共服务平台不健全、投融资机制不完善和原料供给不稳定等发展“瓶颈”;应加快产、学、研深度合作,以创新驱动产业结构优化,完善公共服务平台建设和管理,加大金融支持力度,创新投融资模式以及保障原料供给。     

斜带髭鲷(Hapalogenys nitens)血细胞发生及外周血细胞化学染色观察

通过Wright-Giemsa染色对斜带髭鲷[Hapalogenys nitens (Richardson)]的头肾、体肾、脾脏、肝脏四组织涂片、印片的观察,发现其头肾、体肾、脾脏是其主要的造血器官。头肾能发育生成各类型血细胞,体肾能生成红细胞和粒细胞,脾脏能生成淋巴细胞和红细胞。肝脏中未发现幼稚型血细胞。血细胞发生大致经过原始、幼稚和成熟三个阶段。细胞化学染色显示:外周血细胞中,除淋巴细胞外,均有糖原;嗜中性粒细胞含有ACP、ALP、NACE、αNAE和POX;嗜酸性粒细胞含有ACP、NACE和POX;单核细胞含有ACP、αNAE和POX;小淋巴细胞有ACP。研究发现斜带髭鲷是一种抗病能力较强的鱼类。血细胞组织化学染色可作为斜带髭鲷疾病诊断的辅助手段。     

南堡油田保持中深层泥页岩井壁稳定钻井液研究

在南堡油田中深层钻井过程中,东二、东三、沙一段泥页岩的剥落掉块经常造成井壁坍塌掉块、钻具阻卡、电测遇阻等井下复杂情况。分析了中深层泥页岩的理化特性,研究探讨了泥页岩的坍塌机理。在此基础上,提出了选用强封堵抑制型钻井液是有效抑制中深层泥页岩剥落掉块的根本措施。这一研究成果对于在南堡油田中深层开发工程中提高钻速、减少井下复杂情况发生具有重要意义。     

基于模糊综合评判理论的过驳系统效率计算方法

如何计算整个系统的运转效率，特别是受不确定因素影响的系统(如过驳系统)，仍然是一个非常重要的研究课题。文章提出基于模糊综合评判方法的效率计算方法，是一种新的尝试，这种方法较好的避免了人的主观随意性，更符合实际情况，同时又可以弥补统计方法的不足。文章对某沿海地区的一过驳系统进行了效率计算，取得比较好的效果。     

波浪破碎诱导的海-气无机盐通量的参数化

波浪破碎诱导生成的海盐粒子是海洋向大气输运无机盐的主要机制,海气界面的无机盐通量对于全球气候变化有重要影响。本文开展了实验室实验模拟海盐粒子生成实验,定量考察了温度和盐度对海盐粒子中离子质量分布的影响,揭示了初生海盐粒子中各离子的富集和亏损现象与温度和盐度的关系。基于实验室观测分析结果和推测假定,提出了1个既包含海面风速、又反映海表温度和海表盐度影响的海-气无机盐通量参数化方案。将此参数化方案应用于估计海盐粒子向大气输运的各种无机盐离子质量通量,并与传统方法估算结果进行了比对分析。     

吉林省春季土壤水分分布特征及影响因素分析

利用2003~2010年吉林省春季土壤含水率数据及相关数据,采用常规统计方法、地统计学方法和基于地理信息系统的空间分析方法,讨论吉林省春季土壤水分分布特征,并对其影响因素进行初步分析。结果表明,吉林省春季0~30 cm土壤平均含水率总体上呈由西向东逐渐增加的趋势,空间差异性显著,其中10 cm深度土壤含水率空间差异最大;土壤层之间的距离越近,土壤含水率的相关性越好,东部10 cm深度与其他层次土壤含水率的相关性好于中西部,中部相比东部和西部而言,各层次之间土壤含水率相关性最差。研究还发现,田间持水量和降水量是影响吉林省土壤含水率分布的主要因素,受土壤、气候等自然要素的空间异质性影响,田间持水量对中部和东部的土壤含水率影响更大,而降水对中部和西部的土壤含水率影响更大。     

Determining the age of water and long-term transport timescale of the Chesapeake Bay

The concept of age of water (AW) is applied to the Chesapeake Bay to investigate the long-term transport properties for dissolved substances. A real-time calibrated hydrodynamic Chesapeake Bay model in 3 Dimensions (CH3D), employing a boundary-fitted curvilinear grid, is used for the study. The long-term transport properties, represented by AW, are investigated under the conditions of low river inflow of 1995 and high river inflow of 1996, as well as for constant mean inflows. The influences of freshwater, density-induced circulation, and wind-induced transport on age distribution have been investigated. Model results show that river inflows, wind stress, and density-induced circulation play important roles in controlling the long-term transport in the Bay. The model results shows that it requires 120–300 days for a marked change in the characteristics of the pollutant source discharged into the Bay from the Susquehanna River to affect significantly the conditions near the mouth under different hydrodynamic conditions. An increase of river discharge results in increases of downstream residual current and gravitational circulation, and thus reduces AW. The density-induced circulation contributes to the transport substantially. The dissolved substances discharged into the Bay are transported out of the Bay more rapidly when the estuary becomes more stratified. Southeasterly and southwesterly winds have strong impacts on the transport compared to the northeasterly and northwesterly winds. The former increases lateral and vertical mixing significantly. Consequently, the gravitational circulation is reduced and the transport time is increased by 50%. The model results provide useful information for understanding the long-term transport processes in the Bay.