星载合成孔径雷达海洋遥感与大数据

星载合成孔径雷达以其全天候、全天时、不受云雨影响的工作特性在空间对海观测中起到了重要作用，又以其高空间分辨率、多极化、多成像模式的特点展示了其在海洋动力要素反演和海洋多尺度动力过程研究中独特的魅力.起步于20世纪70年代末的星载合成孔径雷达技术，迎来了发展的"黄金时期"，大数据和机器学习又赋予了星载合成孔径雷达海洋遥感更强大的生命力.本文首先阐述了星载合成孔径雷达大数据的5"V"特性，进而以高分辨率海面风场反演、海洋内波中尺度动力过程观测两类典型案例，阐述了大数据、机器学习等现代信息科学技术与卫星海洋遥感结合，实现海洋环境参数高精度反演和海洋动力过程科学深层次认知的研究.最后，展望了星载合成孔径雷达海洋遥感与大数据的发展前景.     

冲绳海槽宫古段中央地堑的形态与分布

采用中国科学院海洋研究所“科学1号”调查船及国家海洋局“向阳红9号”调查船最近几年在冲绳海槽宫古段进行海底地形及反射地震调查所取得的数据,首次详细展示了冲绳海槽宫古段南北长约200km区域内中央地堑的形态及空间展布特征。本文给出的成果大大加深了关于冲绳海槽中央地堑各种变化的认识。指出,按照形态,中央地堑分为U型、V型和半地堑三种。其中大部分中央地堑为U型地堑。地堑的深度40～250m,宽度6～14km,长度17～33km。冲绳海槽宫古段的最大水深为2244.4m,位于中央地堑城阳段北端底部靠东的一侧(125°19.3′E,25°49.8′N)。本研究区的中央地堑可分为断续的9段,从东北向西南大致呈右旋雁行排列。但黄岛段相对于崂山段,城阳段相对于莱西段,李仓段相对于城阳段又稍微向西偏出,呈现为左旋雁行排列。地堑的走向一般为N60°E左右,相对于冲绳海槽的走向更偏向于东西方向,偏角在15°左右。各段中央地堑是被NW向断裂错开的。这些断裂在海底表现为明显的海底断崖地貌和陡沟地貌,在地震剖面上表现为明显的地层错位,其错位的幅度往往老地层比新地层要大。根据地震剖面分析,这些NW向的断裂应该是走滑性质的。本文展示的中央地堑在形态上和空间展布形式上都和扩张洋脊类似。莱西段和城阳段中央地堑之间重叠地堑,在形式上也类似于扩张洋脊的重叠扩张中心。从地堑深度较浅并发育重叠地堑来分析,冲绳海槽的扩张速率应当介于慢速扩张和中速扩张之间。本研究区莱西段、即墨段和平度段海底地形相对较高,中央地堑深度变浅,并发育重叠中央地堑,应该相当于快速扩张大洋中脊的轴高,可能是正在孕育岩浆活动的位置。目前我们所观测到的中央地堑的错断和有规律的排列说明海槽的主体演化过程已经在拉张盆地和断陷盆地的基础上上升到一个更高的阶段。本文根据中央地堑的展布形式、重叠中央地堑,及其两侧中央地堑中的海底山推测此区域海底扩张可能正在进行。     

浙江浦江晚中生代埃达克质火山岩的成因

浙江浦江地区白垩纪劳村组存在一套独特的中酸性火山岩,其主量元素表现出富 Al_2O_3(>16%)和 Na_2O(4.01%～4.52%),高 Na_2O/K_2O(1.94～5.51,平均2.89),高 Sr(583～643μg/g),贫 Y(11.4～13.2μg/g)和 HREE(如 Yb=1.16～1.26μg/g),以及低(~(87)Sr/~(86)Sr)_i(0.7041～0.7043)和高ε_(Nd)(t)(0.3～2.3)。这些火山岩在元素-同位素组成上明显不同于浦江地区或区域上的晚中生代中酸性火山岩,而与现代俯冲带产出的埃达克岩类似。由于这些岩石相对于晚中生代的基性岩浆具有更低的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i 比值,因此难以通过玄武岩浆的分离结晶或同化混染作用来解释,最有可能是地壳部分熔融的产物,在构造背景方面,目前还没有确切的证据说明区域存在晚中生代洋壳的俯冲作用,我们倾向于认为劳村组埃达克质火山岩可能为新增生玄武质地壳部分熔融的结果,其形成与区域上中生代地壳增生作用有直接的动力学联系。     

北京房山岩体形成过程中的岩浆混合作用证据

北京房山侵入岩体主要由石英二长闪长岩单元和三种不同结构的花岗闪长岩单元组成,岩体中广泛分布的镁铁质微粒包体、富集暗色矿物的线状条带以及各岩相单元的非渐变接触关系等宏观特征,指示岩体的形成与岩浆混合作用有密切联系。122个斜长石成分剖面电子探针分析表明,它们众数成分为 An=29的更长石。但是,其成分变化范围极宽(An=14～56),晶体内不同部位的成分有很大差别,出现正常环带的 An 值较低(14～42),内环带的 An 值较高(24～56)的特殊情况,指示斜长石结晶环境的改变,暗示具有富钙基性岩浆的加入。从岩体边部到中心,斜长石 An 牌号逐渐降低,但相邻岩相单元之间有较大的重叠,表明不同岩石单元中的斜长石成分主要受控于岩浆成分的变化,与分离结晶作用无关。斜长石的韵律性环带、特别是内环带的发育则是岩浆混合作用机制的有力证据。基性岩浆的反复注入不仅改变寄主岩浆的成分,而且也控制了它的温度、定位机制和岩石的结构特征。因此,房山岩体的形成过程还包含了镁铁质岩浆多次注入的历史,并且从外到里基性岩浆的作用逐渐减弱。     

共反射面叠加在实际地震资料处理中的应用

共反射面叠加方法运用3个地震波场参数来描述地下反射面元时距关系,不对地下反射界面形状做任何假设,并且是一种不依赖于宏观速度模型的反射波成像方法。共反射面叠加利用了邻近多个共反射点道集的相似性,提高了资料的覆盖次数,从而压制了随机噪声,增强反射波同相轴的连续性,大幅提高了地震资料的信噪比。通过在实际地震资料处理中的应用,证明了该方法的这些特性。     

基于压差式水位传感器的冰层厚度自动监测系统

本自动监测冰厚装置原理,是通过测量冰层底面与冰下水中一固定端之间垂直距离来实现的。该距离是一只浮桶从固定端运动到冰层底面的行程。随浮桶一起运动的压差式水位传感器分别给出浮桶位于固定端和冰层底面的位置,而浮桶的运动则依靠数据采集仪控制浮桶内水泵排吸水改变浮桶的重力来实现,并且该仪器能够记录传感器的信号和设置水泵开关的开、闭时间。为了避免浮桶对冰层厚度变化的影响且浮桶不至于与冰层底面冻结,浮桶只是在测量行程时上浮到冰层底面,其他时间均在固定端位置。文中给出系统的工作原理和现场实测结果的初步分析。     

GPS广播星历参数拟合算法的探讨

介绍了全球定位系统(GPS)的广播星历参数拟合算法,在推导卫星位置对GPS广播星历参数偏导数的基础上,导出了调和项对偏导数的影响函数。计算结果表明,考虑调和项并不能提高GPS广播星历参数拟合的精度和效率,实际应用时应忽略调和项的影响。     

基于形态重构的图像去噪方法研究

应用数学形态学中的形态重构滤波,对噪声图像进行了处理,在去除噪声的同时,也保持了边缘及细节信息。     

一个针对ASTER数据同时反演地表温度和比辐射率的四通道算法

本文利用对地观测卫星多传感器的特点，提出了针对ASTER数据同时反演地表温度和比辐射率的多通道算法。即利用ASTER数据的第11，12，13，14热红外波段建立热辐射传输方程，并通过对于地表比辐射率分析可知，ASTER4个热红外波段的比辐射率可以用近似线性方程表示，得到了6个方程6个未知数，从而形成了针对ASTER数据的同时反演地表温度和比辐射率的多通道算法。对于关键参数大气透过率，则是通过同一颗星的MODIS传感器的3个近红外波段反演大气水汽含量，然后用MODTRAN模拟大气水汽含量与ASTER热红外波段的统计关系，并进而根据这二关系来计算ASTER热红外波段的大气透过率。由于MODIS和ASTER是在同一颗星上。因此这种大气透过率估计方法保证了地表温度反演过程中所需大气参数的同步获取。     

新疆气象台站迁移及其对气候变化分析的影响

由于诸多原因,如城乡规划建设、外部环境遭受破坏和工作环境需要改善等,新疆现有105个国家基准气候站、国家基本气象站和一般气象站从1950年起到2004年,搬迁达73个站150次,占全区地面气象站总数的70%。气象台站搬迁在某种程度上会影响观测数据的连续性和一致性,特别对于气候变化分析工作,更要求数据的历史延续性。本文分析了新疆台站迁移状况以及台站迁移后对数据连续性的影响,为使用这些数据的研究人员分析研究新疆气候变化提供了很好的参考信息。