海洋时空过程数据模型及其原型系统构建研究

从地球信息科学角度,分析了海洋现象的过程特性,并给出过程对象的BNF范式组织结构。把具有过程特性的海洋现象分级抽象为海洋过程对象、阶段对象、序列对象和状态对象,讨论了海洋过程对象的语义分级抽象与顺序、包含关系及过程对象内的演变机制,分析了通过过程对象隐式记录演变机制、过程对象存储表提供其程序接口,实现连续渐变表达机制在模型中的实现策略,发展了基于过程对象、过程对象关系表的模型的过程化组织结构。在Geodatabase9.2基础上,扩展过程对象的存储机制,构建海洋时空过程数据模型的原型系统(海洋时空过程数据库系统MarineSTPDMGDB和海洋系统功能平台MDMProtoTypeSystem),并给出其框架结构及关键技术实现流程。原型系统的构建及功能分析结果证明了模型的科学性与适用性,为"数字海洋"战略的实施提供了理论基础。     

全球变化科学卫星概念研究

全球变化正在对人类生存与发展形成严峻挑战,空间对地观测技术的宏观、快速、准确特点使其成为全球变化现象观测的一种关键技术手段.我国是影响全球变化及受其影响最大的国家之一,目前尚无专门针对全球变化研究的科学卫星.发展全球变化科学卫星是我国的重要需求,也是对国际的贡献.在全球变化敏感因子的空间观测机理分析基础上,研究了全球变化科学卫星概念,继而提出发展由7类卫星组成的全球变化系列科学卫星的构想,以便从空间高度对全球环境变化现象实施科学观测.     

水下地形在雷达图像上的可视模型及数值模拟

本文提出了一个在三维空间上潮汐流与海面共同作用区的水下地形在合成孔径雷达图像上的“可视”化原理，得出水下地形成像的综合表面模式，探求在雷达分辨单元内中等尺度的表面波成倾斜对雷达后向散射的贡献。     

SAR海洋数据图象的定标系统

合成孔径雷达能够应用于地学各领域是基于ＳＡＲ图象记录了地物对微波的后向散射特性，因此对ＳＡＲ图象数据的定标就显得尤其重要，本文参考国我对星载ＳＡＲ传感器的定标方法，针对在海洋上ＳＡＲ定标工作国外做的较少，结合海洋ＳＡＲ应用遥感的特点，提出了对星载ＳＡＲ的图象数据进行定标的技术方法，理论依据和针对海洋的星载ＳＡＲ定标系统的构成。     

大区域海洋遥感数据处理方法研究

<正>卫星遥感是现代海洋大尺度观测的主要技术手段。30多年来,对地观测卫星积累了大量的海洋观测数据,在区域海洋科学研究中得到了广泛的应用和关注,对遥感数据集的精度也做了许多分析和评价[1-5]。利用海洋卫星、资源卫星和气象卫星的数据,建立了长时序列连续立体观测数据库。从这些数据支撑下的研究发现,西太平洋、东太平洋、北大西洋、黑海等海域对整个海气相互作用系统起着至关重要的作用,从中找到了一些区域,如用厄尔尼诺区的异常海温指示厄尔尼诺事件[6-7]、IDO指示年代际气     

面向中尺度涡提取的SLA去噪方法研究

噪声去除一直是基于卫星高度计资料的海洋中尺度涡提取研究的难点和热点,然而无论是卷积滤波器还是信息滤波器都存在对海面高度异常（SLA）数据的局部过处理现象。鉴于此,本文提出一种基于包络面去噪的海洋中尺度涡提取方法。该算法可利用分离层内的信息稳定性和层间的信息完备性,很好地改进了卷积运算没有考虑局部噪声的不足,进而有效地提高去噪能力。其具体流程为：首先,对初始化的原始数据场进行上下包络面构造,形成原始数据子场;然后,根据子场内部和子场间的稳健性,把原始数据场转换为子场集合;其次,利用子场极差和标准差,对子场集合进行信息重组,形成噪声去除后的信息场;最后,利用去噪后的信息场数据,采用Winding-Angle（WA）和泛克立金中尺度涡提取算法在西北太平洋进行对比验证实验。实验结果表明,本文提出的方法较前人的方法有较大的提升,准确率为91.23%,取得了较好的应用效果。     

基于粗糙海面高度频谱函数的雷达后向散射系数计算

海面雷达后向散射系数是主动微波遥感定量化研究海洋的基础，基于各种海浪谱模式的后向散射系数计算可比性差，鉴于风成粗糙海面的波面斜率呈非Guassian分布的特点，本文给出了依据自由海面的二维高度谱计算海面的雷达后向散射系，并与实际SIR－C／X－SAR数据进行对比。     

Preliminary validation of SMOS sea surface salinity measurements in the South China Sea

The SMOS(soil moisture and ocean salinity) mission undertaken by the European Space Agency(ESA) has provided sea surface salinity(SSS) measurements at global scale since 2009.Validation of SSS values retrieved from SMOS data has been done globally and regionally.However,the accuracy of SSS measurements by SMOS in the China seas has not been examined in detail.In this study,we compared retrieved SSS values from SMOS data with in situ measurements from a South China Sea(SCS) expedition during autumn 2011.The comparison shows that the retrieved SSS values using ascending pass data have much better agreement with in situ measurements than the result derived from descending pass data.Accuracy in terms of bias and root mean square error(RMS) of the SSS retrieved using three different sea surface roughness models is very consistent,regardless of ascending or descending orbits.When ascending and descending measurements are combined for comparison,the retrieved SSS using a semi-empirical model shows the best agreement with in situ measurements,with bias-0.33 practical salinity units and RMS 0.74.We also investigated the impact of environmental conditions of sea surface wind and sea surface temperature on accuracy of the retrieved SSS.The SCS is a semi-closed basin where radio frequencies transmitted from the mainland strongly interfere with SMOS measurements.Therefore,accuracy of retrieved SSS shows a relationship with distance between the validation sites and land.     

卫星高度计的北太平洋中尺度涡时空分析

本文利用1993年—2012年AVISO卫星高度计融合数据,识别和追踪了北太平洋海域(100°E—77°W,0°N—70°N)20年的中尺度涡。统计分析了北太平洋中尺度涡的生命周期、振幅、移动速度等属性特征、空间分布和运动特征、季节、年际和年代际的变化趋势及其与ENSO的关系。结果表明:北太平洋中尺度涡的平均寿命为6.9周,平均振幅为8.44 cm,平均速度为6.4 cm/s;随着纬度的增加,反气旋涡的生命周期和振幅差异较大,气旋涡差异较小,涡旋的移动速度随纬度的增加逐渐减少。在空间分布上,日本东部的黑潮延伸区、加利福尼亚海岸和阿拉斯加湾是涡旋的高发区,其中黑潮延伸区分布最为密集;涡旋大多数向西运动,只有少数涡旋向东传播,移动过程中反气涡旋表现为向赤道方向偏移,气旋涡向极地方向偏移,且具有明显的非线性特征。在季节、年际尺度上,春季和夏季是涡旋高发的两个季节,秋季和冬季生成的涡旋相对最少,在加利福尼亚沿岸涡旋的季节差异较明显;涡旋数量的年际变化与ENSO事件具有明显的相关性,1993年—2002年厄尔尼诺年生成的涡旋较多,而拉尼娜年生成的涡旋较少,2003年—2012年则是厄尔尼诺年生成的涡旋较少,而拉尼娜年生成的涡旋较多。     

利用专题微波辐射成像仪(SSM/I)检测东南极陆面亮温变化

介绍了微波辐射测量面目标表面亮度温度的原理,分析了冰雪的微波辐射特性与亮温特征。利用专题微波成像仪 (SSM/I) 数据研究了 1988 年 1－8 月份东南极内陆冰雪表面亮温变化。首先根据 37 GHz 水平极化辐射亮温 175 oK 等温线推算南极大陆冰外缘线,然后利用 37 GHz 数据计算分析了东南极内陆 1988 年年内 1－8 月的地面亮温均变化。结果表明在东南极内陆的地面亮温年内月均变化不大;在东南极的边缘,其受大洋季候风变化影响发生很大的变化。