卫星激光测高探测极地冰架表面裂隙方法

冰架崩解是南极洲物质损耗的主要途径,崩解是应力作用引起的裂隙(或裂缝)传播的结果,裂隙位置和深度的探测是理解崩解机理过程的重要基础.本文提出了一种利用卫星激光测高ICESat-1/GLAS高程数据产品提取冰架表面冰裂隙的方法,并以南极洲埃默里冰架为例验证了这种方法探测裂隙位置的准确性和深度探测精度.同时,基于提取的裂隙点深度分布特征提出了裂隙峰值应力点的探测方法,可用于追踪冰裂隙初始裂口位置和探测导致冰架崩解的高危区.利用2003～2008年间16个运行时期内132条ICESat-1/GLAS高程轨迹线分析了埃默里冰架冰裂隙深度的时空分布和裂隙峰值应力点的空间分布.结果显示,探测到的裂隙点深度在2.0～31.7 m均在海平面以上;裂隙深度变化未显示出随时间推移和冰流移动而增加的趋势,说明平流移动到冰架前缘的裂隙基本不会直接导致冰架的崩解;冰架局部应力集中区主要分布在冰流的缝合区内.     

盐度日节律性连续变化对孔石莼生长和生化组成的影响

利用实验生态学的方法,探讨盐度日节律性连续变化对孔石莼(Ulva pertusa)生长和生化组成的影响,旨在查明潮间带大型海藻对盐度日节律性连续变化的适应性.实验共设5个盐度日节律变化处理(30±3,30±6,30±9,30±12和30±15)和1个恒盐(30±0)对照处理.实验结果表明孔石莼能够耐受较大范围的盐度日节律性连续变化,这种变化虽然对孔石莼的生长不利,但是仍然能够使孔石莼的相对生长率保持在12%以上;盐度变化幅度±3～±15与恒盐对照相比明显不利于孔石莼的生长,盐度变化幅度越大,孔石莼生长越缓慢.同恒盐处理相比,盐度日节律连续变化对孔石莼叶绿素含量的影响不明显,但叶绿素a和叶绿素b含量都有随着盐度变化幅度的增大而逐渐减少的趋势.盐度日节律性连续变化使孔石莼蛋白质和可溶性糖的相对含量显著增加(P＜0.05),随着盐度变化幅度的增大,蛋白质和可溶性糖增加的趋势越明显,并且在盐度日节律性连续变化下,蛋白质增加的速度比可溶性糖增加的速度要快.同时,游离脯氨酸的相对含量随着盐度变化幅度的增加而增加,但是在缓和的盐度日节律性连续变化下(30±3)孔石莼游离脯氨酸的含量却显著小于恒盐对照组(P＜0.05).盐度日节律性连续变化同恒定盐度相比,虽不利于孔石莼的生长,却促进了孔石莼生化产物的合成,是海藻干露时品质得以提高的原因之一.     

基于深度神经网络的海表盐度反演

海表盐度（Sea Surface Salinity,SSS）是研究海洋对全球气候影响的重要参量,欧洲航天局（European Space Agency,ESA）设计研发的SMOS(Soil Moisture and Ocean Salinity)是专用于探测海水盐度的卫星之一。受射频干扰（Radio Frequency Interference, RFI）等因素的影响,SMOS卫星盐度产品的精度难以达到预期效果。为了提高SMOS卫星海表盐度产品精度,本文提出一种基于深度神经网络的海表盐度反演算法。以太平洋中部海域（150°E～180°,5°～30°N）为研究区域,利用Argo浮标实测盐度数据为参考真值,将SMOS卫星L1C、L2级产品与Argo盐度数据进行时空匹配。并根据海洋遥感和辐射传输理论,选取亮温（Brightness Temperature,TB）、海表温度（Sea Surface Temperature,SST）、降雨率（Rain Rate,RR）、波高（Significant Wave Height,SWH）、纬向风速（Zonal Wind Speed,ZWS）、经向风速（...     

基于多源数据的县域主导功能类型划分及其空间结构模式识别

研究县域主导功能类型并分析空间结构模式对区域全面、协调、可持续发展的引导和规划调控具有重要意义。本文以广东省为例,利用K-means聚类分析对其124个县域单位主导功能区类型进行划分;基于腾讯位置大数据,利用位序—规模法则构建空间结构指数,并结合遥感数据对不同主导功能县域的空间结构模式进行识别和分析。研究表明：① 利用统计、遥感、社交媒体以及夜间灯光等多源数据和K-means聚类方法进行县域主导功能区分类,分类结果能客观反映区域特征,广东省县域主导功能可分为生态主导型、农业主导型、工业主导型、中心服务型和均衡发展型5类;② 基于腾讯位置大数据的位序—规模法则方法能够突破城市尺度,结合遥感数据定量分析,可用于中观县域尺度的空间结构模式识别研究;③ 农业主导型和生态主导型县域空间结构指数均值都大于1,呈单中心空间结构特征趋势;工业主导型县域空间结构指数均值小于1,呈多中心空间结构特征趋势;均衡发展型县域空间结构指数均值接近1,不同地区均衡发展型县域所呈现的空间结构特征存在差异;④ 不同主导功能县域之间的空间结构模式差异明显,生态主导型县域多呈单中心极核式,农业主导型县域多呈单中心极核+散点式,均衡发展型县域多种模式并存特征明显,而工业主导型县域呈多中心网络分布模式。     

柘林湾近岸水产养殖区水域叶绿素a浓度反演

海水养殖已成为近海水体环境的重要污染源, 叶绿素a作为水体浮游植物生物量的一个重要参数, 是水质评价的重要指标。本文以广东省柘林湾为研究区域, 采用2018年9月4日的哨兵2号(Sentinel-2)影像与海水养殖区水体中实测的叶绿素a浓度数据构建了叶绿素a浓度的单波段模型、比值模型、三波段模型与归一化叶绿素a指数模型(Normalized Difference Chlorophyll Index, NDCI)等估算模型; 通过对比评价, 以反演精度高的模型估算了2018年多个月份的叶绿素a浓度, 并分析其分布特征。结果显示: 1) NDCI模型的反演精度明显高于其他模型, 其可决系数R²为0.8, 均方根误差(Root Mean Square Error, RMSE)为9.7, 平均绝对百分比误差(Mean Absolute Percentage Error, MAPE)为0.99; 利用实测数据对NDCI模型的时间适用性进行检验, 表明NDCI模型能有效地估算出叶绿素a浓度的空间分布特征。2) 叶绿素a浓度呈现出从近岸向湾外逐步降低的趋势, 养殖区中叶绿素a浓度的总体趋势为池塘养殖区>滩涂插养区>网箱养殖区>浮筏养殖区; 受到水体交换、降雨及养殖活动的影响, 池塘养殖区中的叶绿素a浓度在投放幼苗期的2月最低, 其变化趋势为2月<4月<6月<12月。本文的研究结果可为相关部门对柘林湾养殖水体的环境监测提供参考。     

利用EnviSat ASAR数据监测南极冰架崩解

利用欧洲环境卫星(EnviSat)所携带的先进合成孔径雷达(ASAR)数据高时间、高空间分辨率的特点,实现了全南极范围内冰架年崩解面积的高精度估算和崩解类型的解译。利用40期重复覆盖全南极海岸线的EnviSatASAR数据探测了冰架崩解的位置、类型和发生时间,统计分析了2005年8月到2011年8月连续6年南极冰架崩解频率和面积的时空变化。结果显示:(1)2005年—2011年平均崩解面积为2969.7km2,年崩解面积变化幅度较大,年崩解频率略呈下降的趋势;(2)南极冰架崩解主要发生1—3月,其中2月崩解最频繁;(3)东南极威尔克斯地区域是当前南极冰架崩解最活跃的区域,冰架罗斯、龙尼-菲尔希纳及埃默里等3大冰架很稳定且鲜有崩解发生,东南极毛德皇后地区域冰架相对稳定;(4)空间尺度小于100km2的崩解频率占到总频率的94.1%,忽略它们将导致南极年崩解面积低估20.7%—92.9%;(5)以内部冰川应力为主要驱动力的开裂型(Rift-opening)崩解较以外部大气和海洋因素为主要驱动力的融水型(Melt-related)崩解发生更为频繁,但是两者在量上的差异不大(约10%)。     

基于灰度形态学的高分辨率遥感图像边缘检测研究

提出一种用于高分辨率遥感图像边缘检测的灰度形态学方法,该算法在数学形态学的基础上,针对图像中噪声和边缘形态的不同建立了多结构元素,利用灰度形态变换原理的膨胀、腐蚀、开启和闭合等算法进行边缘提取。实验表明,与经典的边缘检测算子相比,该算法保持图像的细节特征,较好地解决边缘检测精度与抗噪声性能的协调问题,具有很好的边缘提取能力。本文给出了用Matlab6.5实现的具体代码。     

盐度对虹鳟和硬头鳟幼鱼消化酶和抗氧化酶活性的比较研究

为比较研究不同盐度下虹鳟(Oncorhynchus mykiss)和硬头鳟(O.mykiss)幼鱼的消化和抗氧化能力的差异,在7个盐度(0、5、10、15、20、25和30,分别以S0、S5、S10、S15、S20、S25和S30表示)下饲养虹鳟(3.55g)和硬头鳟(3.57g)幼鱼各40d,分析其肠、胃消化酶和肝脏抗氧化酶活性。每个处理组3个重复,每个重复放养8尾鱼。实验用水由自然海水和淡水调配而成,以升盐率1～2d-1升至设置盐度后稳定7d进行实验。研究显示:虹鳟和硬头鳟的肠淀粉酶、肠脂肪酶、肠胰蛋白酶、胃淀粉酶和胃蛋白酶活性分别在S5和S10组达到峰值,且显著高于其它组。在S5组,虹鳟的肠、胃消化酶活性均显著高于硬头鳟,在S10组,硬头鳟的肠、胃消化酶活性均显著高于虹鳟。虹鳟和硬头鳟的肝脏超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量在S5或S10组达到峰值;在S25和S30组,硬头鳟的肝脏SOD、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性和MDA含量显著高于虹鳟。研究结果表明,虹鳟和硬头鳟幼鱼分别在盐度5和10时消化能力最好,在高盐度(25～30)下硬头鳟幼鱼的消化和抗氧化能力优于虹鳟。     

利用粉煤灰制备新型可承重轻质墙体材料的实验研究

以粉煤灰为主要原料,石灰、水玻璃、NaOH、石膏为辅料,经湿法球磨、坯体成型、蒸压养护（192℃,1．3MPa,9h）制备新型墙体材料。研究表明,制品的体积密度为1．14±0．02g／cm^3,导热系数约0．12W／（m·K）,饱水抗压强度达13．11～15．42MPa,含水率和吸水率分别为19．84±0．06％和44．42±0．23％。以制品的抗压强度为指标,得到优化配料组成为：粉煤灰73％,石灰12％,石膏3％,水玻璃10％,NaOH2％,固液质量比为2．0。XRD分析结果表明,制品中的结晶相主要为莫来石和托贝莫来石。制品抗压强度优于普通粘土砖MU10的标准要求,体积密度减小1／3,绝热性能明显改善,可作为实心粘土砖的良好替代材料。     

盐度突变对凡纳滨对虾渗透调节中血蓝蛋白和糖酵解影响的初步研究

实验室条件下测定盐度突变对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)血淋巴渗透压、血蓝蛋白、血糖、己糖激酶(HK)以及丙酮酸激酶(PK)活力的影响。以蜕皮间期对虾为实验材料(初始湿体重为(2.485±0.303)g),设盐度30为对照组,4个不同的盐度突变幅度(为2、4、6、8)为处理组(用S2、S4、S6和S8表示),于降低盐度和恢复盐度至30的不同时间点采样,实验持续7d。结果表明:(1)凡纳滨对虾血淋巴渗透压会随盐度变化而变化,S4组对虾血淋巴含量在整个实验过程中处于较低水平;(2)随着盐度突变幅度的增加,血蓝蛋白含量与对照组呈现显著性差异(P<0.05)的采样点增多;(3)S4组对虾血糖含量整个实验过程中一直处于较低水平,而S6、S8组对虾血糖含量相对较高;(4)整个实验过程中,S4组对虾肝胰脏中HK活力处于较低水平,而S6与S8组对虾肝胰脏中HK活力处于较高水平;(5)S2、S4组对虾肝胰脏中PK活力与对照组没有显著性差异(P<0.05),而S6和S8组对虾肝胰脏PK活力在盐度突变后与对照组肝胰脏PK活力表现出显著性差异(P<0.05)。