我国海洋科学发展现状与未来展望

海洋是生命的摇篮、资源的宝库和国家安全的屏障,是未来人类可持续发展的重要战略空间。到目前为止,广袤深邃的海洋只有5%的区域被人类探索,加快海洋科技创新、提高海洋资源开发能力、保护海洋生态环境是实现“关心海洋、认识海洋、经略海洋”的根本,事关国家发展的命脉。海洋问题的复杂性使其无法通过单一学科的研究得以解决。目前,我国海洋科学的研究已逐步从过去的跟跑阶段进入并跑阶段,但原始创新能力明显不足。本文回顾分析了我国海洋科学领域的研究进展与发展态势,对标找出与世界先进国家的差距,展望了今后的发展方向,指出围绕海洋多尺度相互作用与气候变化、健康海洋、海洋生命过程、跨圈层流固耦合、快速变化的极地系统、海岸带可持续发展等重大科学前沿,加强顶层设计和战略布局,开展跨尺度、跨圈层的多学科交叉研究,组织并发起我国主导的国际大科学计划,从而显著提升我国在海洋科学研究领域的国际影响力,切实提高保障国家安全和服务社会经济发展需求的能力,为建设海洋强国、构建人类命运共同体提供重要科技支撑。     

城镇周边土壤Hg异常成因机理研究

普遍出现在城镇及其周边土壤中的Hg异常受到极大关注,但是对此类异常到底具有怎样的生态危害目前还没有明确的结论原因之一就是对异常的成因机理缺乏准确认识。在13个中心试验区及其周围几十个城镇获得的试验研究结果表明,出现在城镇周边地区的土壤Hg异常,均与土壤中的辰砂矿物有关,而且辰砂在形成土壤Hg异常中起到重要作用。此类辰砂是叠加到土壤中的Hg经过形态转化形成Hg2 ,然后与S2-结合生成HgS,进而结晶形成的首次给辰砂的次生成因学提供了一种可能性。辰砂的形成使Hg以矿物态形式固定在土壤中,导致土壤Hg含量增高,形成土壤Hg异常。此项研究成果对土壤Hg异常生态效应评价及预警预测研究具有重要意义。     

云状观测的简单化模式化倾向

近年来,在地面测报管理工作中和验收百班无错情时发现,自80年代以来,许多台站在云状观测中存在简单化、模式化的倾向。这对测报质量和观测资料的使用有较大的影响,应该引起高度重视。为了说明问题,我随机选取了1个国家基准站(原为国家基本站)和1个现在的国家基本站,用1987—1988年代表80年代,1963—1964年代表60年代,以逐日4次定时观测进行了统计比较(见附表)。     

流形群运动目标自动识别与跟踪模型结构及参数的最优配置

探讨了用流形群运动目标的形状、纹理特征，以及它们的空间面积的重叠度来构建多种适合流形群运动目标自动识别与跟踪的匹配模板的方法。通过最大欧几里得贴近度的择近原则，实现模板匹配，完成目标识别；通过对匹配模板的交替更新和交叉匹配算法，实现目标跟踪。为了提高识别与跟踪的准确度和效率，对识别与跟踪模型结构及参数进行了优化组合，建立了一种适合计算机自动识别和跟踪类似中尺度对流系统(MCSs)的流形群运动目标的优化模型，即多级串行和多级并行模板匹配的识别与跟踪模型，并提出了基于此模型的快速识别与跟踪算法及技巧。用优化了的多级串行识别与跟踪模型及快速跟踪算法，对1998、1999、2000、2002年6～8月的青藏高原上空MCSs进行了识别与跟踪试验。试验结果表明，其准确率高达90％。     

三峡库区森林叶面积指数多模型遥感估算

叶面积指数(leaf area index,LAI)是定量研究森林生态系统能量交换的一个重要结构参数。本文利用野外观测LAI,以及Landsat TM计算的7种常用植被指数和5个自定义植被指数,通过筛选建立了不同森林类型的LAI估算模型,其中,针叶林采用多元逐步回归模型,阔叶林与混交林采用主成分分析模型,最终通过多个模型估算三峡库区区域尺度森林LAI。利用样地实测LAI数据进行精度验证,针叶林、阔叶林和混交林的均方根误差分别为0. 829 4,1. 111 5和1. 790 9,判定系数R2均达到了0. 77以上。研究结果将为森林生态系统和碳循环研究提供基础数据。     

中国东南沿海地区大气反常结构遥感初探

对流层大气作为电波传播的主要媒介,其大气剖面参数直接影响无线电系统的作用距离和导航、定位精度,因此,研究大气剖面的微波遥感技术,尤其是大气反常结构,对分析评估无线电信息系统在复杂大气环境条件下工作性能和提供电波折射修正精度等具有重要的应用价值。中国东南沿海地区一直是研究的热点区域,本文选取青岛、射阳、厦门、海口4个站的气象探空仪观测数据,统计了这些地区大气波导的平均高度和厚度,对采用地基多通道微波辐射计的天顶和扫角亮温遥感其参数的算法进行了初步探索,提出了改进的组合神经网络算法来判别并遥感大气波导。同时,使用多年的探空数据对该算法进行了仿真验证,并用青岛气象站的实测数据验证了该算法的精度。结果表明该算法可用于遥感大气反常结构,并且与以往的算法相比更加实用、有效,可为雷达、通信、导航等系统设备提供环境信息保障。     

机载InSAR数据自动生成DEM技术及其在内蒙古丰镇地区的应用

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术是传统的合成孔径雷达技术和射电天文学中的干涉测量技术相结合而发展起来的一项新的遥感技术,这一新技术以其在大范围地表高程测量和地表变形测量方面所具有的独特优势和巨大潜力,而成为对地测量和地学科学研究的一个重要的工具。同星载InSAR相比,机载InSAR在高分辨率区域测图方面具有较大的优势,而且数据采集的时间安排及飞行方位选取方面相对较灵活。而且SAR是一种主动微波遥感技术,具有全天时全天候的工作特征,这一技术也正在成为中国西部困难地区测图的一个非常有效的工具。在详细分析应用机载InSAR数据测量地表高程的基本原理的基础上,提出了机载InSAR自动生成DEM的技术流程,并以内蒙古丰镇地区的机载InSAR数据为基础进行了试验研究,取得了较好的效果,为这一新技术的进一步实际应用奠定了基础。     

地震研究中的断层流体动力学问题

流体在断裂带地震周期中具有重要作用。 在地震流体研究中, 该文建议在如下几个方面加强研究力度: ① 断层渗透结构和断裂带古水文地质旋回的研究; ② 断裂带流体循环的尺度效应; ③ 流体分布、 循环与构造展布关系; ④ 断裂带深浅部流体关系研究。 在断层流体动力学研究中, 建议就某一发震断裂带开展系统研究, 并优先解决以下问题: ① 断裂带流体的起源和成分; ② 产生和维持高孔隙压力的构造环境和水文地质条件; ③ 断裂带及邻近岩体流体运移及重新分布的机制; ④ 取得断裂带孔隙压力变化的数量知识; ⑤ 垂直方向和水平方向流体孔隙压力变化范围; ⑥ 地震周期中流体迁移与孔隙压变化规律。     

国务院抗震救灾指挥部Web信息系统建设简介

采用软件工程和RUP(Rational Unified Process)思想, 围绕着国务院抗震救灾指挥部Web信息系统的设计和实现, 介绍了其主要功能, 阐述了其需求和用例分析、 总体设计过程, 并针对该系统中灾情信息发布模块的具体实现过程, 进行了详细的论述。 同时讨论了在开发Web信息系统过程中碰到的一些技术性问题, 并在实践中加以解决。     

指挥席电话拨号功能的设计和实现

当国内发生严重破坏性地震时, 抗震救灾指挥部指挥大厅将启动。 中央首长和部长级领导担任指挥长和副指挥长, 在指挥大厅内了解地震情况并对救援工作进行指挥, 各部委负责具体工作的人员在辅厅内待命。 指挥大厅和辅厅之间采用几十部电话通讯, 保证通讯的畅通是成功进行指挥的先决条件。 在抗震救灾过程中, 由技术人员负责拨通电话, 首长可以通过电话发布救灾命令, 对辅厅的各大部委进行工作部署。 文中对MODEM通讯进行研究, 通过对串口通信的编程, 实现电话号码配置和快速拨号, 免去手工从纸介质电话簿查找号码的烦琐, 减少了大厅和辅厅间通讯的工作环节, 从而提高工作效率。