风化过程中矿物表面微生物附着现象及意义

微生物风化作用作为最为重要的表生过程之一,与多种元素的地球化学循环和局部环境污染的形成有着密切的联系.微生物在矿物表面的附着能够显著提高矿物的风化速率.本文在总结矿物表面微生物附着现象及特征的基础上,概述了微生物附着导致的矿物表观风化速率的上升和表面侵蚀现象,初步分析了微生物在矿物表面附着的驱动力和影响因素,强调了微生...     

基于Sentinel-1 SAR的埃默里冰架前端位置自动检测研究

埃默里冰架（Amery ice Shelf,AIS）是南极洲第三大冰架,冰架状态影响着南极洲物质平衡和海平面变化,但目前对于AIS与海水交界的冰架前端位置确定研究甚少。基于哨兵一号（Sentinel-1）合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）影像提出了一种高效且精确的冰架前端自动检测方法,利用冰架和海水之间的过渡带的SAR后向散射系数分布特点,利用Sentinel-1 SAR影像并结合单元最小恒虚警率（smallest of constant false alarm rate,SO-CFAR）和形态学滤波得到冰水二值图,采用滑动窗口和累积和的方法自动提取每条剖面线对应的冰架前端点位置,自动绘制AIS前端轮廓线。考虑SAR影像空间分辨率和剖面分辨率等因素对前端检测的影响,进行冰架前端参数优化,并分析有无浮冰对冰架前端提取精度的影响。为了验证影像空间分辨率对各种方法检测结果的影响,将AIS前端无碎冰的影像进行双线性内插法重采样处理,并与基于标准差与五大值法的冰架前端提取算法进行精度对比分析。实验证明提出的剖面法具有一定的适用性。此外,通过分析AIS前端有无碎冰发现,基于SO-CFAR和形态学滤波算法相结合的剖面法对冰架前端提取精度最佳,最优检测精度小于1个像素,且受表面融水、冰架破碎等较小,具有较强的场景适应性。     

光学遥感影像道路提取的方法综述

道路信息在多个应用领域中发挥着基础性的作用。光学遥感影像能够以较高的空间分辨率对目标地物进行精细化解译,可大幅增强地物目标的提取能力。充分利用光学遥感影像丰富的几何纹理信息,进行道路的精确提取,已成为当前遥感学界研究的热点与前沿问题。鉴于此,本文依据近年来大量相关文献,对现有的理论与方法进行了归类与总结,通过分析不同方法采用的道路特征组合,将道路提取方法划分为模板匹配、知识驱动、面向对象和深度学习4类方法,简要介绍了道路提取普适性的评价指标并对部分方法进行了分析与评价;最后对现有光学遥感影像道路提取的发展提出了建议和展望。     

门多萨假单胞菌-蒙脱石相互作用的实验研究

微生物广泛分布在岩石圈、水圈、土壤圈和大气圈中,在矿物风化作用过程中扮演着重要的角色。本文选取门多萨假单胞杆菌(Pseudomonas mendocina)为代表性菌种,研究微生物与含铁蒙脱石矿物相互作用的现象和机理。通过测量反应溶液pH值、元素含量的变化,以及不同时段蒙脱石的XRD和红外光谱等,发现pH值在实验过程中缓慢上升,Si、Al、Fe元素不断溶出,矿物结构特征与主要基团也显示出相应的变化,表明细菌会破坏蒙脱石的晶体结构,并加速蒙脱石的伊利石化作用。根据分析结果推测,硅氧四面体优先被破坏,Si的溶出显著,P.mendocina可同时还原蒙脱石晶格中的Fe3+,并释放至溶液中。     

利用卫星影像进行南极格罗夫山蓝冰变化监测

裸岩分布信息是获取南极冰厚0等值线的重要方法和手段,同时也是极地遥感地面验证的重要数据,因而自动提取南极裸岩信息具有重要的研究意义。采用对岩石和冰川具有较好对比度的RADARSAT-1南极区域合成孔径雷达数据,基于恒虚警率（CFAR）的方法,实现了南极裸岩目标信息的自动化提取。该方法的研究以四种杂波分布模型为前提,从而分析不同分布模型的抗噪性能,并通过卡方检验准则验证了四种方法的有效性;在典型的实验样区上比较不同CFAR方法的裸岩检测性能,最终选定最优参数用于南极洲裸岩信息的自动检测。两组实验结果表明,采用CFAR结合Weibull分布的方法,南极山脉的裸岩提取精度可达80%以上并将错检率控制在8%以下,能够较为精确地提取裸岩信息。     

南极长城站建立深空测控站的可行性

在深空探测中,测控(跟踪)系统的有效运行是整个探测任务成功完成的重要保证。由于我国测控站都布设在国内,属于局部性分布,影响深空跟踪和测控的连续性和通信质量。本文提出在中国南极长城站建立深空测控站的设想,以当前热点的月球车巡视探测为例,从地-月通信的改善情况、南极长城站建站的地质条件、电磁环境、气候条件、交通运输后勤保障条件等方面分析了建站的可行性。研究表明:①对于国际主流探月国家所选取的月面探测区域月球南极,南极长城测控站的地-月通信受月面地形的影响要小于我国国内测控站,且测控时间与国内测控站可以实现互补,减小由于地球自转的影响;②南极长城站的地质条件、电磁环境和气候条件等适合于测控站的建设和使用;③南极长城站经过了30 a的建设,建站的各方面条件趋于成熟,逐步适合于深空跟踪站的建立。     

高分辨率光学卫星影像线段融合方法

针对高分辨率光学卫星影像线段断裂问题,基于不同方法线段提取结果优势互补的思想,提出一种简单的线段融合方法。首先,从边缘提取、边缘跟踪入手,对不同方法试验结果进行对比分析,以此验证融合不同方法线段提取结果的必要性;其次,选取边缘提取、边缘跟踪差异性较大的两种线段提取方法作为融合基元,并对戴激光等提出的线段提取方法进行了改进;然后,通过相位分组、端点约束、拓扑约束,构建不同方法线段的匹配模型;最后,依据线段长度优先的原则,建立线段融合决策模型。通过多幅不同类型、不同大小、不同覆盖区域的高分辨率光学卫星影像试验结果对比分析,本文方法相对于其他方法,具有线段结果完整度高的优势。     

利用地理标签数据感知城市活力

高度活跃的城市是社会稳定发展的基础。基于地理标签感知的城市活力能够量化城市发展现状,探索城市活力的影响机制,为精细化城市治理提供技术支撑。传统城市活力研究依赖于街区的活力调查,时间长,费用高。本文研究利用兴趣点和社交媒体签到等地理标签数据,提出了城市活力度量指标,探索性分析城市活力的分布模式。基于土地利用、道路和建筑物等数据计算建成环境指标,构建城市活力和建成环境之间的普通线性回归与空间自回归模型,揭示了影响城市活力的建成环境因素。基于深圳市的试验结果表明:兴趣点和社交媒体签到数据能够较好地指示城市活力。深圳市的城市活力主要受商业用地、工业用地、土地混合利用以及路网密度、地铁站点密度的影响。住宅用地和建筑物占地密度对基于POI的城市活力具有显著影响。     

CryoSat-2测高数据与Landsat 8光学数据融合提取南极Amery冰架接地线

本文利用CryoSat-2测高数据与Landsat 8光学数据,针对南极Amery冰架区域开展接地线提取研究.首先通过Landsat 8光学影像三次Hermite多项式插值处理,在坡度分析的基础上利用表面曲率改进方法获取接地线特征点;同时对CryoSat-2测高数据进行坡度分析和表面曲率计算,通过沿轨梯度分析方法提取接地点;最后将Landsat 8与CryoSat-2数据获取的接地点进行最小二乘融合得到融合接地线.实验结果表明,融合结果利用高空间分辨率光学数据不仅能保证接地线提取精度,同时测高数据还能够弥补光学数据受云遮挡导致的数据空缺,保持接地线的完整性.与MOA产品比较可以看出,融合数据点与MOA接地线平均距离为367 m,标准差为601 m,所有数据点中距离小于1 km的点占总数的93.19%,与MOA产品具有较好一致.本文提出的融合算法可以实现空间连续的接地线提取结果,对后续研究南极物质平衡、冰流速计算等具有重要的意义.