QuikSCAT风矢量快速反演的后向散射系数预处理算法

根据QuikSCAT的工作特点,提出了一种通过对QuikSCAT风矢量单元后向散射系数进行预处理,从而提高反演效率的快速算法.预处理算法将每个风矢量单元对应的后向散射系数按测量几何关系分为外波束前视、内波束前视、内波束后视、外波束后视观测4组,取每组后向散射系数平均值作为对应组的测量结果,再将作分组平均处理后的后向散射系数代入反演流程中,使得求目标函数值步骤中搜索查找表的次数减少到4次.与JPL业务化运行所选用的算法相比较,快速算法仅以损失少量风向信息为代价,将风矢量反演所需计算量减少到原来的1/3,极大地提高了运算效率,缩短了风矢量反演所需的时间,可为应对突发灾难性天气等特殊情况争时间.     

A multi-directional ground filtering algorithm for airborne LIDAR

Automatic ground filtering for Light Detection And Ranging (LIDAR) data is a critical process for Digital Terrain Model (DTM) and three-dimensional urban model generation. Although researchers have developed many methods to separate bare ground from other urban features, the problem has not been fully solved due to the similar characteristics possessed by ground and non-ground objects, especially on abrupt surfaces. Current methods can be grouped into two major categories: neighborhood-based approaches and directional filtering. In this study, following the direction of the second branch, we propose a new Multi-directional Ground Filtering (MGF) algorithm to incorporate a two-dimensional neighborhood in the directional scanning so as to prevent the errors introduced by the sensitivity to directions. Besides this, the MGF algorithm explores the utility of identifying pattern varieties in different directions across an image. The authors conducted a comprehensive test of the performance on fifteen study sites and compared our results to eight other publicized methods based on the Kappa coefficients calculated from the error matrices reported by ISPRS. Overall, the MGF filter produces a promising performance in both urban and forest areas. The size and shape of non-ground objects do not pose significant influence on the performance of the MGF algorithm. The fact that MGF algorithm is robust to two commonly required parameters, slope and elevation difference thresholds, has added practical merits to be adopted in different landscapes.     

QuikSCAT在台风监测中的应用

利用成熟发展的台风自身在风向上的涡旋型特征和风眼处风速相对周围较低的特征, 分别采用搜索QuikSCAT反演风向的涡旋中心, 风速或后向散射系数的台风中心区域在局部最小值点的方法定位获得了台风中心位置信息。在风矢量反演过程中采用QSCAT-1模型、借助Holland的台风模式, 修正了反演过程中的风向误差, 提高了台风中心定位的准确性。同时, 将该方法应用到对台风路径和强度监测中, 利用QuikSCAT对台风的连续观测资料分析得出台风强度和路径信息, 其中台风路径结果与美国国家飓风中心(NHC)通过最佳路径分析得到的台风路径结果基本一致, 但在台风强度结果上存在较大误差。为提高台风强度监测精度, 在反演过程中采用大风地球物理模型NN-T-GMF代替QSCAT-1模型, 使台风强度监测结果精度提高。结果表明, QuikSCAT可以有效监测海上台风路径和强度发展, 为进一步推断台风的强度发展和移动趋势提供帮助。     

Effect of Emission From the Moon on Remote Sensing of Sea Surface Salinity: An Example With the Aquarius Radiometer

This letter describes the effect of thermal emission from the Moon on remote sensing of sea surface salinity from space. In most cases, radiation from the Moon is negligible; however, at several times during the lunar cycle, it is possible for radiation to be reflected from the Earth's surface into the main beam of the radiometer antennas. The signal in such cases can be important because of the high radiometric accuracy required to monitor salinity. Examples are presented using the Aquarius orbit and antennas for both smooth and rough ocean surfaces.     

基于“天镜”的CIPAS3.0监控应用设计与实现

本文通过分析“云+端”模式气候监测预测分析系统（简称：CIPAS3.0）的监控需求,给出基于气象综合业务实时监控系统（简称：天镜）CIPAS3.0监控应用架构和流程设计,详细描述了产品监视流程和数据源异常追溯算法,为下一步建设融入气象大数据云平台（简称：天擎）的业务系统通用监控提供了技术思路。CIPAS3.0监控应用实现了数据源、产品和基础资源的实时监视与告警,并提供数据源异常追溯、产品一键补算等功能,解决了数据源下载传输情况不透明、产品手工补算不方便等问题,减轻了运维人员定位和解决故障的工作量,提高了运维效率。本应用于2021年12月通过专家评审并投入业务化运行,截止目前已实现87种数据源和125种定时产品实时监控,为CIPAS3.0的稳定运行提供了保障。     

2012年楚科奇海及其邻近海域浮游植物现存量和初级生产力粒级结构研究

通过2012年夏季第五次北极科学考察期间在楚科奇海及其邻近海域现场调查所获得的数据分析研究了海域的粒度分级叶绿素a浓度和初级生产力。结果表明,叶绿素a浓度和初级生产力的高值均出现在楚科奇海陆架区,并且远高于深海区。去程时调查海域水层平均叶绿素a浓度的变化范围为0.32~15.66mg/m3,平均(2.77±3.96)mg/m3,高值区出现在南部邻近白令海峡海域、北部阿拉斯加巴罗近岸和冰缘区;初级生产力的范围为50.11~943.28mg/(m2d),高值出现在冰缘水华区。返程时水层平均叶绿素a浓度的变化范围为0.07~1.52mg/m3,平均(0.41±0.40)mg/m3,高值仍出现在陆架区,但比去程时低了一个数量级;初级生产力的分布范围为12.31~41.35mg/(m2d),高值出现在陆架区。浮游植物粒度分级测定结果表明,在生物量较低的深海区,叶绿素a浓度和初级生产力的粒级结构以微微型浮游生物(Pico级份)占优势(其贡献率分别为46.1%和56.9%),小型(Net级份)和微型(Nano级份)对总叶绿素a浓度的贡献差异极小,分别为26.6%和27.3%,对总初级生产力的贡献分别为23.8%和19.3%;而在生物量较高的水深小于200m的陆架区,Net级份叶绿素a浓度所占百分比最高,Pico级份次之,Nano级份最低,分别为59.8%、27.9%和12.3%,初级生产力的粒级结构中叶绿素a浓度所占百分比由高到低同样是Net、Pico和Nano,所占百分比分别为60.6%,32.2%和7.2%。     

普里兹湾区水团和环流时空变化的若干问题

自50年代后期以来国际上对普里兹湾区海洋过程的调査研究不断加强(Zverev,1959,1963; Izvekov,1959),尤其是进入80年代后,由于在现场考察中采用了CTD系统和浮标测流系统,人们对该区海洋过程的认识有了长足的进步。但由于该海区的热盐结构有非常显著的时空变化(Kornilov,1971; Smith et al.,1984; Middleton and Hamphries,1989;乐肯堂等,1996,1997),因而对该海区水团和环流中的若干重要问题,例如环流子午向分布向题,底层水形成问题,热盐结构时空变化间题等,仍缺乏足够的了解。 在乐肯堂等(1996,1997)的文章中,我们主要根据中国第六次(CNARE-Ⅵ,1989-1990)和第七次(CNARE-Ⅶ,1990-1991)南极考察中的海洋调查资料,分析了普里兹湾区的热盐结构、环流性质和混合过程。在本文中,我们将着重分析中国第八次(CNARE-Ⅷ,1991-1992)和第九次(CNARE-Ⅸ,1992-1993)南极考察中的CTD资料,并结合CNARE-Ⅵ,Ⅶ的资料,对该区的水团和环流的时空变化问题进行初步探讨。 关于CNARE-Ⅵ和 CNARE-Ⅶ的资料概况可见乐肯堂等(1996),不再重述。CNARE-Ⅷ的CTD断面设置与 CNARE-Ⅶ相同[参见乐肯堂等(1996)];但观测工作分为两个阶段:第一阶段从1991年12月31日至1992年1月5日,完成了从78°E至108°E共6个断面的测站;第二阶段,从1992年1月23日至25日,完成了68°E和73°E两个断面的测站。CNARE-Ⅸ的CTD断面如图1所示;观测工作也分两个阶段:第一阶段从1993年1月11日至1月15日,完成了I、Ⅱ、Ⅲ3个断面的测站;第二阶段从1993年1月29日至2月5日,进行了IV、V、Ⅵ3个断面的观测。这两次考察的CTD观测,每次均分为两个航次,而两个航次之间又都相隔二十余天,因而资料的同步性受到一定的影响。     

Global-scale surface spectral variations on Titan seen from Cassini/VIMS

We present global-scale maps of Titan from the Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) instrument on Cassini. We map at 64 near-infrared wavelengths simultaneously, covering the atmospheric windows at 0.94, 1.08, 1.28, 1.6, 2.0, 2.8, and 5 μm with a typical resolution of 50 km/pixel or a typical total integration time of 1 s. Our maps have five to ten times the resolution of ground-based maps, better spectral resolution across most windows, coverage in multiple atmospheric windows, and represent the first spatially resolved maps of Titan at 5 μm. The VIMS maps provide context and surface spectral information in support of other Cassini instruments. We note a strong latitudinal dependence in the spectral character of Titan's surface, and partition the surface into 9 spectral units that we describe in terms of spectral and spatial characteristics.