海底有缆观测站数据采集、管理系统设计与海底运行验证

文中设计了一套用于海底观测网的信息采集系统。提出了一种基于事件触发和定时驱动相结合的通过光网传送IP包的信息监控系统运行机制;提出了由岸站监控中心层、光传输主干层、海洋数据采集层组成的监控和信息采集监控系统总体构架;设计了通讯控制策略及自定义的通讯协议。采用该信息采集系统的海底观测网在试验海域进行了海底布放。经过8个月的海底连续运行,数据采集系统运行稳定,能够正确地采集海洋传感器和自身系统运行数据。     

基于海底压力测量的海啸预警方法研究

海啸是一种具有极大破坏力的海洋灾害,及时准确的海啸预报可大幅降低人民生财产损失。文中介绍了一种新的海啸灾害预警方法。该方法针对海啸预警需求,分析海啸波和海洋中的其他波动特性,以海底高精度压力测量为核心并消除噪声信号影响,可实现深海远距离海啸实时预警。以该方法为基础研制的海啸监测仪可实时监测并识别海啸波,从根本上降低海啸预警误报、漏报的概率,提高海啸预警系统的性能,及时为决策者提供信息,有效降低海啸灾害带来的损失。     

1509号台风灿鸿期间“朱家尖-嵊山”高频地波雷达数据分析

2007年在朱家尖和嵊山布设了小型阵变频高频地波雷达,对共同覆盖范围内的舟山海域进行风、浪、流的业务化探测。2015年7月11日,1509号台风灿鸿在朱家尖沿海登陆,之后继续向北偏东方向移动,台风中心经过高频地波雷达探测海域。本文将台风期间高频地波雷达的探测数据分别与定点浮标观测数据和ASCAT卫星遥感大面积风场数据进行了对比分析。结果表明,高频地波雷达在台风期间较好地反映了舟山海域流场特征和风场分布情况,高频地波雷达的探测数据精度满足指标要求,验证了高频地波雷达在复杂海况条件下具有合格的探测性能。     

基于滩涂围垦的海岛城市时空扩张特征研究——以舟山本岛为例

以舟山本岛为研究单元,利用1995年,2005年和2015年的遥感影像,采用生态学分析、空间统计学分析、城市扩张指数等方法来探究舟山本岛滩涂围垦活动和城市用地扩张的特点,并分析两者之间的关联。结果表明:(1)在1995—2015年的20 a间,滩涂围垦的面积不断扩大。(2)1995—2005年的滩涂资源利用以近陆域的海涂为主,2005—2015年逐渐向浅海发展。(3)1995—2015年间,城市用地面积前10 a增长强度为0.53,增长速度为3.01 km²/a,后10 a增长强度为1.46,增长速度为8.11 km²/a。(4)舟山本岛的城市发展重心在20 a间经历了一个自西向东移动而后向北跳跃的过程,各区域间协同发展,使舟山本岛经济整体性和城市功能合理性得到提升。(5)滩涂围垦形成的土地与城市用地扩张之间存在着正相关关系,且从研究数据来看两者之间发生自然演替需要时间,大约为8~10 a,人工干预可以大幅缩短这个过程所需要的时间。     

基于合成孔径雷达交叉极化通道数据的海上目标探测

Azimuth ambiguities(ghost targets) discrimination is of great interest with the development of a synthetic aperture radar(SAR). And the azimuth ambiguities are often mistaken as actual targets and cause false alarms. For actual targets, HV channel signals acquired by a fully polarimetric SAR are approximately equal to a VH channel in magnitude and phase, i.e., the reciprocity theorem applies, but shifted in phase about ± for the first-order azimuth ambiguities. Exploiting this physical behavior, the real part of the product of the two cross-polarized channels, i.e.(S S)HV VH, hereafter called A12 r, is employed as a new parameter for a target detection at sea. Compared with other parameters, the contrast of A12 r image between a target and the surrounding sea surface will be obviously increased when A12 r image is processed by mean filtering algorithm. Here, in order to detect target with constant false-alarm rates(CFARs), an analytical expression for the probability density function(pdf) of A12 r is derived based on the complex Wishart-distribution. Because a value of A12 r is greater/less than 0 for real target/its azimuth ambiguities, the first-order azimuth ambiguities can be completely removed by this A12r-based CFAR technology. Experiments accomplished over C-band RADARSAT-2 fully polarimetric imageries confirm the validity.     

山东省滨海湿地生态价值评估

本文依据Google Earth近2年的遥感影像以及2013年的资源3号卫星影像数据,并结合他人前期研究资料,对山东省滨海湿地的分布和类型进行了研究,使用ArcGIS软件测算出滨海湿地总面积约为5 124km2,其中自然湿地占35.23%,人工湿地占64.77%。根据山东省湿地实际状况,以及湿地的地理位置、成因、水文、生物等要素的差异,将山东省滨海湿地划分为十种类型,并在此基础上,针对滨海湿地不同的生态服务功能类型,采取了不同的方法进行初步价值评估。结果表明,山东省滨海湿地生态服务总价值约3 303亿元,约占山东省2013年GDP的6.04%。其中物质生产价值约占总价值的50.70%,其次为环境调节价值,约占48.24%,社会服务价值只占1.06%。这表明,山东省滨海湿地蕴含较高的经济和生态潜力,能带来较高的经济效益和生态效益,但是社会服务功能价值量相对偏低,有待于进一步重视和开发。     

水力停留时间对硫自养还原高氯酸盐和硝酸盐性能的影响

以填充单质硫颗粒(S0)的生物膜反应器作为研究对象,研究了水力停留时间(HRT)变化对硫自养还原高氯酸盐(ClO-4)和硝酸盐(NO-3)性能的影响。研究结果表明,在进水NO-3-N和ClO-4分别为20mg/L和100μg/L时,在HRT从16h逐渐缩短到0.5h过程中,NO-3-N去除率能在较短时间内达到99%以上。与硫自养还原NO-3-N相比,HRT的缩短导致ClO-4去除率趋于稳定所需时间增加,说明硫自养还原NO-3-N过程先于硫自养还原ClO-4的过程。在不同HRT下未发现中间产物ClO-3和ClO-2的积累,ClO-4摩尔数减少量与Cl-摩尔数增加量比约为1∶1,出水中SO2-4的实际产生量远大于理论产生量,出水pH值范围为6.8~7.1。通过PCR-DGGE图谱和测序结果分析可知,属于α-proteobacteria菌群在反应器中占优势地位,β-proteobacteria菌群次之。其中,具有NO-3和ClO-4还原能力的Denitromonas sp.和Azospirillumsp.存在于反应器的底部、中部和上部的生物膜,能还原ClO-4的Dechloromonas sp.MissR被发现存在于反应器中部和上部的生物膜。     

南极普里兹湾及其邻近海域表层水镭同位素的分布及应用

中国第27次南极科学考察期间(2010年12月30日至2011年1月16日),对普里兹湾及其邻近海域表层海水进行了226Ra和228Ra的分析,结果表明:226Ra和228Ra比活度的变化范围分别为1.47—2.43Bq/m3和0.17—0.45Bq/m3,平均值分别为2.13Bq/m3和0.29Bq/m3,228Ra/226Ra)A.R.(228Ra与226Ra的活度比)的变化范围为0.08—0.20,平均值为0.14。根据盐度和226Ra的质量平衡方程,计算出研究海域表层水中冰融水、南极夏季表层水和普里兹湾中深层水的份额。研究海域表层水中温度、盐度、226Ra、228Ra、228Ra/226Ra)A.R.和冰融水份额的空间分布显示,在埃默里冰架前沿海域,西侧海域较东侧海域具有低温、高盐、高226Ra、低228Ra、低228Ra/226Ra)A.R.、低冰融水份额的特征,证实埃默里冰架下水体东进西出的运动规律。根据埃默里冰架前沿东、西侧水体228Ra/226Ra)A.R.的差异,估算出埃默里冰架下表层水体东进西出所经历的时间为1.85a。此外,在普里兹湾湾口中部海域(66.5—67.5°S,72°—74°E),观察到次表层水的上升通风作用,该区域较高的228Ra含量和228Ra/226Ra)A.R.证明这些表层水体并非来自湾外绕极深层水的上涌,而可能来自湾内埃默里冰架输出水体。     

深水立管设计标准中内波作用的分析与探讨

深水立管的设计、建造以及安装都必须依据相关规范进行,中国当前尚未出台专门针对立管设计的相关标准,现阶段还是以参考国外规范为主。本文首先对立管设计、安装中涉及的相关规范和工业标准进行介绍,论述当前国外API、ABS和DNV设计规范中关于深水立管环境条件及其载荷的相关规定,然后针对中国南海等海域普遍存在的内波现象,分析了内波尤其是内孤立波对顶张力立管的影响,结果表明,内孤立波会引起立管较大的位移以及较高的应力幅值,需要在设计分析中加以考虑。最后对中国在引入API、ABS和DNV等相关规范设计深水立管时提出相应的建议,以期为南海海域油气开发中立管的设计提供参考。     

基于主成分分析和决策级融合的高光谱图像分类方法研究

为了评价主成分分析方法和决策级数据融合方法对高光谱图像地物分类结果的影响,作者利用各分类器和主成分分量的优势,提出了两组地物分类结果的决策级融合策略,利用8种常用监督分类方法对高光谱原始图像和PCA变换后不同分量组合图分类得到的结果进行决策级融合,并应用覆盖黄河入海口新老河道交界处的CHRIS/PROBA高光谱图像开展实验研究。结果表明:直接采用每类地物分类精度最高的、空穴和缝隙采用总体分类精度最高的融合策略,在综合考虑生产者精度和用户精度的情形下,仅使用最大似然法、支持向量机和人工神经网络3种分类方法,按照分类精度从高到低的顺序进行的融合分类效果最好,总体分类精度为87.82%。与8种监督分类方法中效果最好的最大似然法相比,精度提高了2.7个百分点,同时明显减少了错分现象,尤其是对于分布面积较小的翅碱蓬和柽柳,滩涂被误分为翅碱蓬、芦苇被误分为柽柳的现象大大降低。