海洋多道地震拖缆数据实时传输系统的设计与实现

为满足深拖式高分辨多道地震勘探需求,设计并实现了海洋地震拖缆数据的实时传输系统。系统由数传包与地震采集站连接组成,采用推荐标准485(Recommended Standards 485,RS485)串行总线实现了采集站与数传包的物理连接,利用低电压差分信号(Low-Voltage Differential Signaling,LVDS)、预加重/均衡器、8位/10位(8 bit/10 bit)编码等技术实现了数传包之间的通信链路。设计了无等待反馈重传的差错控制方法,提高系统高效性和可靠性;在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)内部采用先进先出(First Input First Output,FIFO)构建多优先级任务队列的多级流水线设计,解决了大容量数据并发而产生的数据漏帧问题。在实验室用已知正弦信号对系统进行了对比测试,结果表明系统能够满足海洋多道地震勘探的数据传输需求,对于海洋多道高分辨率地震资料的可靠获取具有重要的意义。     

Terrestrial dissolved organic carbon consumption by heterotrophic bacterioplankton in the Huanghe River estuary during water and sediment regulation

Nearly 20%–50% of the annual terrestrial dissolved organic carbon(DOC)from the Huanghe(Yellow)River was transported to the estuary during the 5-14d of water and sediment regulation.The concentration of DOC increased sharply during the period of water and sediment regulation,which may promote the terrestrial DOC consumption by heterotrophic bacterioplankton.Water and sediment regulation provides an ideal condition for the study of terrestrial DOC consumption by heterotrophic bacterioplankton when terrestrial DOC increases sharply in rainy season,which may help to seek the fates of terrestrial DOC in the estuaries and coasts.In this study,the concentration and stable isotope of DOC,the biomass,growth,and respiration of heterotrophic bacterioplankton were determined.By the study,we found both average percent contribution of terrestrial DOC to the DOC pool and Contribution of terrestrial DOC to the carbon composition of heterotrophic bacterioplankton decreased as distance from the river mouth increased off shore,which was deceased from(39.2±4.0)%,(37.5±4.3)%to(30.3±3.9)%,(28.2±3.9)%respectively.255-484μg C/(L·d)terrestrial DOC was consumed by heterotrophic bacterioplankton.And 29%-45%terrestrial DOC consumed by heterotrophic bacterioplankton releasing as CO2 by respiration.Comparing with tropical estuary,terrestrial DOC consumed by heterotrophic bacterioplankton was lower in temperate estuary(this study).Temperature may limit the consumption of terrestrial DOC by heterotrophic bacterioplankton.     

基于ORB-SLAM2算法的水下机器人实时定位研究

随着近几年视觉SLAM的快速发展,为机器人、无人机、汽车等导航定位提供了更多选择。针对当前水下机器人定位技术存在的系统复杂、操作难度大等问题,本文提出了一种基于ORB-SLAM2算法的水下定位方案。利用单目相机作为传感器,构建了单目视觉SLAM水下机器人定位模型,完成像素坐标系到世界坐标系的转换,介绍了ORB-SLAM2算法定位涉及的关键技术。通过水下理想环境试验,对ORB-SLAM2算法在水下定位性能进行了综合评价,通过海洋环境试验证明ORB-SLAM2算法可以有效对水下机器人进行实时定位。     

结合nDSM的高分辨率遥感影像深度学习分类方法

针对高分辨率遥感影像因其地物类内差异大、光谱信息相对欠缺导致现有影像分类方法存在错分现象较多、地物边界残缺不完整等问题,本文提出了一种归一化数字表面模型（nDSM）约束的高分辨率遥感影像深度学习分类方法。首先,将nDSM数据作为附加波段叠加在遥感影像上并获取训练样本;然后,利用优化的U-Net网络进行模型训练得到最优模型;最后,利用最优模型对附加了nDSM波段的遥感影像进行地物分类。试验结果表明,本文方法引入nDSM数据用于U-Net模型训练和分类,可有效提高影像分类精度,得到更加真实可靠的分类结果。     

土壤石油微生物降解影响因子的正交实验分析

利用微生物来降解土壤中的石油类污染物，是当前应用前景最好的土壤石油处理方法。多种因素同时制约着石油类污染物的生物降解。为了定量化各因素对彼此的影响，探求促进正向作用、抑制负向作用的途径，为各因素制定适宜的施用时间顺序以及施用量，以最大限度地加快降解速度，笔者设计了本文中的生物降解实验。结果表明，使用多因素复合处理方法可以在土壤石油处理中收到很好的效果；在实验的不同阶段，各影响因素的重要性及最优水平也会不同程度地变化。     

西藏扎布耶盐湖30.0 ka B P以来水位与古降水量变化

扎布耶湖9级大型沙砾堤记录了约30．0ka B P以来水位退缩历史，与北部拉果错、南部塔若错的垭口沉积记录了3个湖泊最后分离的时间。本文应用数字地面高程模型(DEM)，计算了扎布耶各级沙堤对应湖面期的湖水面积、体积与含盐量；分析了扎布耶与拉果错、塔若错的分-合历程，计算了各时期汇流盆地总面积；参考湖泊、冰川、孢粉、天文学等多学科关于古温度、辐射平衡的结论，得出了较为可信的计算参数。在此基础上，应用根据西藏实际情况得出的辐射平衡和水面蒸发、陆面蒸发计算模型，代入封闭盆地水量平衡方程，得出了较Kutzbach水-能方程更可靠的降雨量-水域面积／流域面积比的非线性方程，计算出泛湖期(9级沙堤，40．0～28．0ka B P)该区降雨量567 mm／a，盛冰阶时降至350mm／a以下，冰期后增至402mm／a，随后逐步下降直至约Ⅰ-1级阶地时(海拔4421m，3．53ka B P)为280mm／a(约为现代的两倍)。通过定量恢复该区30．0ka B P以来降水量变化，为认识西藏高原湖泊演化和古环境、古季风演化提供了定量依据。     

中国沿海球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)的分类、分布及其藻华

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa Scherffel)是全球海洋广泛分布的有害藻华种类。1997年10月,中国东南沿海首次暴发了此种藻类的大规模藻华,其后陆续在福建、广东、广西、海南、河北及天津等省市沿海暴发多起同种藻华。中国近海的球形棕囊藻藻华呈现两大独有的特点,即藻类囊体较大(可达3厘米),以及藻华可毒害养殖业。历经20多年,球形棕囊藻在中国沿海已从一个"藻华新记录种"变成了"藻华常见种"。值得注意的是, 2014年以来,广西北部湾海域棕囊藻藻华肆虐,威胁核电冷源安全,受到了社会高度关注,也对球形棕囊藻藻华的研究提出了新的挑战与要求。针对这一生态灾害的最新发展趋势,本文总结了20年来中国球形棕囊藻及其藻华灾害的发生与发展状况,分别就棕囊藻的分类、生活史特征、营养特性、藻华形成的环境驱动因素、生态毒理等诸多方面开展简要综述,冀望为棕囊藻藻华的研究及防治提供基础资料及思路。     

多胺对3株硅藻生长的影响

为探究多胺对硅藻生长的影响,以精胺、亚精胺、腐胺、尸胺和苯乙胺为外源多胺,对角毛藻Chaetoceros sp.、小新月菱形藻Phaeodactylum tricornutum Bohlin以及威氏海链藻Conticribra weissflogii进行室内添加培养。结果表明:同一温度下,不同多胺对不同硅藻生长存在特异性差异。亚精胺对角毛藻的生长起促进作用;尸胺对小新月菱形藻起促生长作用,而精胺对小新月菱形藻起抑生长作用;多胺对威氏海链藻生长前期(13 d前)主要起促生长作用,后期起抑生长作用(13 d后)。因此,适时适量添加多胺可有效促进硅藻的生长,提高硅藻的繁殖效率。     

冲绳海槽北部柱状沉积物中有机质地球化学特征——对热液活动的指示

通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS),分析了冲绳海槽北部柱状沉积物中有机质的分布和组成特征。样品中正烷烃显示出明显的双峰分布,其中高分子正烷烃显示出明显的奇数碳优势;低分子的正烷烃显示出偶数碳优势,其丰度最大值位于C16和C18处。该柱状沉积物中120～140cm层样品(样品S10-7)中沥青、正烷烃以及脂肪酸的含量都要远高于其他层位样品,且该层位样品中正十八烷酸质量比(16.915μg/g)要高于其他层位样品1～2个数量级。S10-7样品中3个成熟度参数也高于其他样品,预示该层位样品受到明显的热蚀变。S10-7样品中有机质的分布和组成情况预示该柱状沉积物样品周围可能存在未被发现的热液区。本研究旨在揭示该柱状沉积物中有机质的来源,同时评估该区热液活动的可能性。本研究的开展可为该区沉积物中有机质来源及热液活动研究提供研究基础和依据。     

大深度近海底精细地形地貌探测技术

船载低频多波束测深声纳、侧扫声纳可以对深海海底地形地貌进行快速、高效、大面积探测,但其测量精度有限,难以满足深海科学考察、资源勘探开发对高精度海底地形地貌的需求。随着各类大深度水下移动载体(如深海拖体、水下机器人、遥控潜器和载人潜水器)的涌现,特别是各类耐高压测绘声纳的商业化,使大深度近海底精细地形地貌探测成为可能。首先分析了多波束测深声纳、侧扫声纳和测深侧扫声纳等3种测绘声纳的基本原理,然后分别介绍了各类测绘声纳的国内外典型商业化产品,并通过典型实例分析了其在大深度近海底精细测绘中的应用情况。