利用经验正交函数数据插值法重构东中国海叶绿素a质量浓度场

利用经验正交函数数据插值法(Data INterpolating Empirical Orthogonal Functions)重构由MODIS-Aqua卫星提供的三级产品叶绿素a质量浓度,得到了从2003—2009年东中国海叶绿素a质量浓度的月平均场。东中国海近岸叶绿素a质量浓度7 a平均值明显高于外海。对叶绿素a质量浓度季节平均场进行分析研究表明,东中国海叶绿素a质量浓度主要受长江径流、海表水温和季风的影响。对叶绿素a质量浓度异常场进行EOF分析表明,第一模态方差贡献为37.8％,空间分布显示,在长江口东北部出现叶绿素a质量浓度异常高值区,时间变化以半年和半年以下周期为主;第二模态方差贡献为21.4％,空间分布显示,在长江口东部出现叶绿素a质量浓度异常高值区,时间系数主要表现为年际变化。     

基于自动微分的图空间最优输运全波形反演

全波形反演能够利用地震波场信息进行高分辨率地下介质速度建模,具有精确刻画模型细节特征的潜力.传统的全波形反演以L2范数作为目标函数,逐样本比较观测地震数据和合成地震数据之间差异,利用伴随状态法求解梯度.由于全波形反演是高度非线性的,当初始模型不准确时,反演结果容易陷入局部极小值.本文提出使用具有全局比较能力的图空间最优输运Sinkhorn距离作为目标函数.图空间Sinkhorn距离对信号时移和振幅变化具有较好的凸性,能够解决反演过程中的周期跳变问题.利用理论指导的数据科学算法将全波形反演问题转化为深度学习优化问题,偏微分方程约束用于优化波动方程中表征介质地球物理性质的模型参数.反演过程中采用自动微分计算梯度,并利用Adam优化算法对模型进行更新.模型测试结果表明本文方法能够取得较好的反演结果,并且具有较强的噪声鲁棒性,对于震源子波和初始模型的依赖性较低.

     

面向对象的山地区域多源遥感影像分割尺度选择及评价

随着遥感技术的飞速发展,通过各种传感器获取的影像种类越来越多.传统的面向像元的影像分析技术已难以适应高分辨率影像,面向对象的影像分析技术应运而生.面向对象的影像分析技术所面临的首要问题是影像分割,如何选择合适的影像分割尺度已成为面向对象影像分析技术的关键.为了提高遥感影像分割尺度选择的准确性,通过对影像分析建立了分割质量函数,针对不同分辨率的多源遥感影像进行分割实验,获取了最优分割尺度,最后提出了一种顾及面积和光谱的分割匹配指数对最优分割尺度进行评价,并研究了分割尺度与亮度均值标准差、影像空间分辨率之间的对应关系.研究结果表明,构建的分割质量函数获取的最优分割尺度避免了人工分割带来的主观性,建立的同时顾及面积和光谱因子的分割匹配指数验证了最优分割尺度选择的正确性.     

一维海冰热力模式的守恒型差分格式和数值模拟

根据前人研究的一维海冰热力模式，考虑到方程的特点，采用积分插值法构造了守恒型差分格式，并对海冰热力模式所描述的冰内热扩散传导和冰底厚度的变化进行了数值模拟。当冰面覆盖积雪时，用该解法同样计算了雪层内的热扩散，考虑冰雪之间的热力相互作用后，得到冰厚在有雪盖情况下的变化。     

白银市春末夏初旱最优子集回归预测模型

白银市地处甘肃省中部 ,包括景泰、白银、靖远、平川、会宁三县两区 ,受青藏高原边缘下沉气流和副热带环流的影响 ,气候以干旱为主。文中分析了影响春末夏初旱的大气环流 ,海温等因子 ,并用最优子集回归方法建立了干旱指数的预测模型。1　预测因子选取1 .1　选取白银市 (景泰、白银、靖远、会宁 ) 4站 5月中旬至 6月中旬的降水量、有效降水日数、最长旱段三个要素计算各站 1 95 7～1 998年 41年逐年的春末夏初干旱指数 ,用ＥＯＦ和聚类分析方法将白银市春末夏初的气候分为北片 (景泰、白银、靖远 )和南片 (会宁 )。因子场 :北半球 5 0 0ｈＰ…     

极化SAR目标相对最优极化研究

目标相对最优极化就是选取一种极化状态,使得研究目标和背景地物的接收功率对比达到最大。通过讨论了目标相对最优极化问题,提出了改进的模型和解算方法,利用实际数据对其模型和方法进行了实验,验证了其有效性和正确性。     

一种基于正交投影的波束形成算法

提出了一种基于正交投影的波束形成算法.首先由MVDR算法确定初始权向量;其次根据该权向量与其它用户波达角方向的关系,建立干扰信号的导向矢量矩阵;然后通过正交投影原理,将期望信号的导向矢量投影到干扰信号的零空间上,从而求得最优权值.仿真结果证明了该算法的有效性.     

风生涡旋对热盐环流年代际变率的影响——基于盒子模型的分析

大洋热盐环流（Thermohaline Circulation,简称THC）是主要源于北大西洋的深海环流,对全球经向水和热平衡具有重要的作用,是影响长期气候变化的一个重要因素。采纳了Longworth等的观点,通过添加扩散项的形式在经典的Stommel盒子模型中引进了风驱洋涡（Wind-Driven Ocean Gyre,简称WDOG）,并借鉴Sun等的研究方法,讨论了WDOG对THC年代际变率的影响。通过数值计算发现,WDOG的引入会缩短（延长）处于TH型（SA型）平衡态时的THC在扰动作用下的恢复时间。结合Wu and Mu文章的结论,可知正是由于WDOG对处于不同平衡态下THC的环流强度产生了不同的作用,因而导致了上述现象的出现。     

基于梯度依赖客观分析技术的全球Argo网格化数据集:构建及初步应用

采用梯度依赖相关尺度方法构建了1套2004—2017年间,月平均的全球海洋(0~1 500 m)1°×1°的Argo数据集,并在对该数据集进行对比检验的基础上,将其初步应用于中西太平洋黄鳍金枪鱼的渔场分析研究。结果表明,所构建的Argo数据集与WOA13数据集的温、盐偏差在上表层(150 m)稍大,最大值分别约为0.5 ℃和0.1,且偏差均随深度的增加而逐渐减小;其与TAO浮标时间序列的温度偏差,2004—2017年间均小于1 ℃,最大盐度偏差则小于0.5,且大部分海域接近0。中西太平洋海域,黄鳍金枪鱼中心渔场多集中在 28~29 ℃ 等温线范围内,在 22 ℃以下的海域单位捕捞努力量渔获量(catch per unit effort,CPUE)值极小;中心渔场区温跃层上界深度范围在20~120 m之间,且中心渔场在各个深度上形成的频数大体呈正态分布,温跃层上界深度为90 m时,形成中心渔场的可能性达到最大。研究表明所构建的数据集在水文环境分析及资源评估中有一定的应用价值。     

GEE平台下结合滤波算法和植被物候特征的互花米草遥感提取最优时间窗口确定

互花米草的快速入侵严重影响湿地生态系统平衡。因此,精确监测互花米草扩张的时空动态变化过程具有重要意义。尽管现有基于植被物候特征的互花米草遥感提取方法,避免了光谱特征相似性引起的分类误差,但受到云和潮汐的严重影响,难以获取大尺度湿地植被提取特征信息。本文提出一种结合最大值合成法和Savitzky-Golay(S-G)滤波算法提取互花米草关键物候特征,减弱大尺度云和潮汐对时序遥感信号特征的影响,精准重构符合植被生长趋势的NDVI时间序列数据。通过获取关键物候特征,确定互花米草提取的最优时间窗口,基于Google Earth Engine(GEE)平台精准获取互花米草空间分布状况并分析典型地区的互花米草空间分布特征。研究结果显示,生长季初期（6—7月）为互花米草提取的最优时间窗口,该时期总体分类精度为89.81%,Kappa系数为0.88,相比其他时期的总体分类精度提高10.09%,Kappa系数提高0.11。互花米草提取结果表明,2020年福建省互花米草入侵面积总计100.78 km2,主要分布在宁德、福州、泉州以及漳州等地。其中,宁德市互花米草分布面积最广,共计38.08 km2,占全省...