高分六号宽幅相机在轨几何定标及精度验证

高分六号宽幅相机能够实现单相机成像幅宽优于800 km,对大尺度地表观测和环境监测具有独特优势。在轨几何定标是光学遥感卫星几何处理的关键环节,直接影响影像的几何质量。本文充分考虑高分六号宽幅相机超大视场的畸变特性以及多谱段的成像特点,提出宽幅相机在轨几何定标方法,采用基于探元指向角的几何定标模型补偿宽幅相机系统误差,通过绝对定标和相对定标方法联合估计各波段的内外定标参数。利用Landsat 8影像、资源三号DSM为参考数据,对宽幅相机进行绝对定标处理,再利用ASTER GDEM为参考数据进行相对定标处理,其几何定标结果表明,高分六号宽幅影像绝对定位精度在3像素左右,内部几何精度能稳定在1像素,且波段间配准精度在0.3像素以内,表明在轨几何定标后高分六号宽幅影像几何质量得到了明显的提升。     

Cyclone在数字校园三维激光点云数据预处理中的应用

为了高效获取精确的数字校园地形图的测量数据,通过Leica ScanStation P40对校园进行三维激光点云数据采集,并结合Cyclone中的去噪模型对点云数据进行去噪,利用“六自由度”方法和ID号对标靶进行拟合,在一定约束条件下完成点云数据的坐标匹配、拼接以及优化,得到统一坐标系下的点云数据。结果表明:优化后的点云数据精度可达到6 mm。可见处理后的点云数据能够满足数字校园地形图的高精度要求。     

A probabilistic framework for improving reverse geocoding output

Reverse geocoding, which transforms machine‐readable GPS coordinates into human‐readable location information, is widely used in a variety of location‐based services and analysis. The output quality of reverse geocoding is critical because it can greatly impact these services provided to end‐users. We argue that the output of reverse geocoding should be spatially close to and topologically correct with respect to the input coordinates, contain multiple suggestions ranked by a uniform standard, and incorporate GPS uncertainties. However, existing reverse geocoding systems often fail to fulfill these aims. To further improve the reverse geocoding process, we propose a probabilistic framework that includes: (1) a new workflow that can adapt all existing address models and unitizes distance and topology relations among retrieved reference data for candidate selections; (2) an advanced scoring mechanism that quantifies characteristics of the entire workflow and orders candidates according to their likelihood of being the best candidate; and (3) a novel algorithm that derives statistical surfaces for input GPS uncertainties and propagates such uncertainties into final output lists. The efficiency of the proposed approaches is demonstrated through comparisons to the four commercial reverse geocoding systems and through human judgments. We envision that more advanced reverse geocoding output ranking algorithms specific to different application scenarios can be built upon this work.     

近30年长江口海域生态系统健康状况及变化趋势研究

为评估长江口海域生态系统健康状况,本文以鱼类浮游生物为指示生物,选择1986年、1999年、2007年和2016年4个年份的数据,选取鱼类浮游生物总种类数、底栖鱼种类数、水层鱼种类数、低耐污鱼种类数、高耐污鱼种类数百分比、杂食性鱼种类数百分比、虫食性鱼种类数百分比、肉食性鱼种类数百分比、鱼类取样个体数、天然杂交种种类数百分比等10个评价指标,采用1、3、5赋值法计算4个不同年份的河口生物完整性指数(Estuarine Biotic Integrity Index,EBI),并以此评价近30年长江口海域生态系统健康状况变化趋势。结果显示,1986年、1999年、2007年和2016年4个不同年份的EBI值分别是52、40、36、34,对应的EBI等级分别为“好”、“一般”、“一般?差”、“差”。通过分析EBI年际变化的结果,发现近30年来长江口海域生态系统健康状况呈现先下降,而后稳定在较低水平的趋势,说明长江口海域生态系统亟需及时进行保护和修复工作。     

最近和即将发生的崩解事件不会削弱埃默里冰架的稳定性

冰架崩解约占南极物质损耗总量的一半。借助卫星遥感本世纪已经观测到多次大型崩解事件,引发了公众对气候变化问题的广泛关注。然而作为冰架消涨的自然循环,某些崩解事件只是周期性重现而并非近年来南极升温导致。2019年9月-10月,我们通过“哨兵一号”雷达卫星和“京师一号”小卫星完整地记录到发生在埃默里冰架前端的一次大型崩解事件,并利用冰流数值模式模拟了本次以及未来两次即将发生的崩解事件对该冰架的动力学影响。遥感观测表明,埃默里冰架前端发育有两条纵向、两条横向和一条斜向共五条大型裂隙。它们沿尖端继续向上游延伸可以造成三次崩解事件,其中第一次发生于2019年9月末,D28冰山随普里兹湾涡流向西北方向旋转漂移。依据前人推测的崩解周期,我们在模型中设置五组试验,选择露出海面体积、接地面积、冰流通量三个参数估算冰架对三次崩解的响应。结果表明,通过设计合理的网格系统,我们的模型能够捕捉到每次崩解事件释放的物理信号。三次崩解总体响应趋于一致,仅表现出微弱的差异。在一个60年的崩解周期内,三次崩解引发冰流加速70 m/a,前端减薄2 m,接地线退缩60 km2,共约造成40亿吨额外的物质损耗。然而上述变化仍然处于最新卫星估算误差内部,所以我们认为这些崩解事件并不会显著削弱埃默里冰架整体的稳定结构。考虑到这还是首次明确观测到该冰架进入新一轮崩解周期,未来仍必要收集更长时间序列的遥感资料用以验证模式结果。     

北极冰下水声通信中改进的最小均方/四次方直接自适应均衡器

本文提出了一种适用于北极冰下水声通信的最小均方/四次方直接自适应均衡器（LMS/F-DAE）。它能处理基带复信号,与LMS相比,具有更好的均衡效果。考虑到均衡器的稀疏特性,在其代价函数中加入自适应范数（AN）作为约束。它能根据均衡器系数的大小自适应变化：对于小系数,此约束项存在以加快收敛速度;对于大系数,此约束项不存在以减小均衡误差。利用第九次中国北极科学考察得到的实验数据验证AN-LMS/F-DAE的性能。结果表明,与传统的LMS/F-DAE相比,AN-LMS/F-DAE能提升均衡器的稀疏性且均衡性能更优。     

前墙结构对OWC气室捕能效果影响的数值研究

基于不可压缩黏性流体理论和VOF(Volume of Fluid)方法建立了二维数值波浪水槽模型,将模拟波形与波浪理论值进行对比,分析了模型可靠性,并利用该模型研究了5种不同前墙结构OWC气室在不同波高、周期时的出气口速度和气室内空气压强。基于模拟结果,从波能-动能转换效率和气室内空气压强角度分析了前墙结构对OWC气室的捕能效果的影响。结果表明:对于传统的直立型OWC气室,采用合适的前墙结构可有效提高OWC气室的捕能效果;相比三角截面(20D型,30D型)和矩形(Y型)截面前墙,采用椭圆截面(20TY型,30TY型)的前墙结构的捕能效果更优,且在周期较大(1.6和1.8 s)时其作用更显著,其波能-动能转换率相对Y型前墙结构气室平均提升37%;5种前墙结构不同的气室中,20TY型和30TY型前墙结构气室的捕能效果最优。     

基于改进近似模型的水下鱼雷打靶快速预报方法

鱼雷打靶试验对评价武器系统对目标的打击性能具有重要意义。水动力参数是模拟鱼雷水下运动轨迹、预报鱼雷打靶落点的关键参数。随着现代CFD技术的发展,采用数值方法获取水动力参数,提高了轨迹预报精度,但计算效率不高,不利于多工况下鱼雷打靶预报。首先,基于刚体动量和动量矩定理建立了鱼雷的水下运动方程组,运用4阶龙格–库塔（Runge-Kuta）法对运动方程组进行数值求解,对鱼雷水下轨迹进行模拟,从而获取鱼雷打靶性能。其次,提出了基于遗传算法的近似模型（GA-BP）和自适应遗传算法优化的近似模型（AGA-BP）模拟鱼雷水下打靶落点,对鱼雷打靶性能进行快速预报。通过仿真和数据对比,结果表明：AGA-BP预测模型相对于BP预测模型更稳定、GA-BP预测模型收敛速度更快,实现对鱼雷水下打靶快速预报。     

陆源碎屑岩中的古土壤在地层分析中的应用

对各种古土壤的分类标准进行比较之后,重点介绍了Mack的古土壤分类及其土壤的演变序列。Mack的古土壤分类主要依据稳定矿物和保存在土壤中的古地貌属性,将古土壤划分为9种。在地层序列中古土壤的识别标志主要包括颜色、粒度、生物成因构造（植物生长痕迹）、原生沉积构造退化特征、层次化和边界特征、宏观结构特征、矿物及地球化学特征等。可以通过野外观察、室内显微镜观察、实验室化验及地震、测井资料来进行鉴别。陆相盆地具有很强的分隔性,盆地相变又非常复杂,寻找区域性较稳定的层序界面比较困难。越来越多的研究证实用古土壤划分陆相成因地层层序、解决地区及全球对比具有重要的实用价值。