海面溢油无人机高光谱遥感检测与厚度估算方法

海上溢油是海洋国家所面临的共同问题,但至今仍没有一种可靠实用的海上溢油准确识别和油量遥感监测方法。为此,本文以无人机高光谱遥感为手段,开展了海面溢油检测与厚度估算方法研究。实验中,通过搭建室外大型水槽溢油实验装置,获取了模拟真实海洋环境条件下不同溢油量的遥感和现场光谱数据,在此基础上,分析并提取了海上溢油特征光谱波段,给出了海上溢油高光谱检测模型;针对现场实验条件下水面油膜厚度难以测定的问题,设计了3种利用总体溢油量的油膜厚度估算模型。得到如下主要结论:（1）675 nm和699 nm是海上溢油检测的有效特征波段,但对极薄的油膜没有检测能力;（2）提出了归一化溢油指数模型、反比例模型和吸收基线模型等3种海上溢油油膜厚度估算模型,其中对于薄油膜（厚度≤ 5 μm）和厚油膜（厚度>50 μm）,反比例模型是溢油厚度反演的首选也是唯一选择。对于中厚度油膜,晴朗天气条件下,归一化溢油指数模型是油膜厚度反演的首选,同时反比例模型和溢油吸收基线模型也都有较好的反演能力,而在多云天气条件下,反比例模型效果最佳。     

一种海洋混合层深度的智能识别方法研究

文章提出了一种识别混合层深度的人工智能方法。该方法在温度(密度)与压强(或深度)间建立线性模型, 并且将其系数和方差做成一组表征廓线特征的统计量。初始时为模型设定一个主观的先验分布, 在一个自海表向下移动的窗口内通过贝叶斯链式法则和最小描述长度原理学习新数据, 得到系数均值的最大后验概率估计。用F-检验识别系数发生突变的位置, 以此确定混合层的存在性及其深度。通过2017年2月太平洋海域的地转海洋学实时观测阵(Array for Real-time Geostrophic Oceanography, ARGO)数据进行测试, 并且以质量因子(Quality Index, QI)值作为判断识别混合层深度结果准确性的依据, 发现该方法相比于梯度法、阈值法、混合法、相对变化法、最大角度法和最优线性插值法在识别结果上具备更大的QI值。表明该方法能够准确识别混合层深度。     

等效沙厚度研究进展

风、沉积物和地表覆盖是控制沙丘地貌的三大要素.沉积物尤其是沙源供应对沙丘地貌的影响仍有待深入研究.沙丘体积的研究促使了等效沙厚度(equivalent sand thickness,EST)概念的提出.EST研究经历了多个沙丘和亚沙丘尺度2个研究阶段.多个沙丘EST研究发现,EST与沙丘高度之间具有较好的一致性,其与方...     

新公式计算岩层真厚度的Excel算法

使用软件1,将岩层序号、导线的方位和倾角、岩层的倾向、倾角和两层面切割导线处的读数分别输入A、F、G、H、I、J、K列,先后分别沿M、N列从第2行单元格开始拖动鼠标,岩层真厚度数据和累积厚度即刻计算出来,进一步可计岩组或岩性段的真厚度;将导线的序号、方位、倾角、长度分别输入W、X、Y、Z列,先后分别沿AB、AC、AD、AE、AF、AG、AH列,从第2行单元格开始拖动鼠标,导线的水平投影长度、纵座标增量及其累积值、横座标增量及其累积值、高程增量及其累积值即刻计算出来。使用软件2,在输入原始数据的同时,结果便计算出来。     

黑龙江省黑土退化现状及土地荒漠化危机

黑龙江省是我国的黑土分布区。初垦时,黑土层平均厚度为60-100厘米。如今,黑土层厚度已下降到20-40厘米,并且以平均每年3—3．5毫米的速度流失。     

新疆库木塔格-沙尔湖发现151.34米的巨厚煤层

3月17日,东疆煤炭资源勘查项目在库木塔格-沙尔湖预查区取得重大突破,发现了厚度为151．34m的巨厚煤层,这是目前东疆地区单层煤厚度最大的煤层。 据新疆地矿局第一地质大队库木塔格-沙尔湖煤炭资源勘查项目地质技术负责人王世新介绍,该孔设计孔深为700m,当钻进到472．2m时进入了第12层煤层,到3月17日623．54m时打穿了这层主煤层,厚度达到151．34m。     

浅地层剖面交互拾取解释技术研究

浅地层剖面探测在海洋学研究与海洋工程调查中使用愈来愈频繁,剖面资料的解释工作变得越来越繁重。因浅地层剖面实际解释工作的需要,结合浅地层剖面资料的特点,研究并实现了剖面反射层位的自动拾取、利用Event号交互拾取特征点、等Ping间隔拾取、求取海底下反射层位厚度等解释功能,这些解释功能的实现加快了剖面解释工作的进度,提高了解释结果的精度,并在实际浅地层剖面资料解释工作中取得了良好的应用效果。     

人工神经网络方法估算海洋上混合层深度的初步研究

上混合层深度是海洋上层热力结构特征的重要参数.结合南海南部海区一连续温盐深观测站的实测资料和NCEP再分析风场资料,以海洋表层温度和风应力为输入,以温度差值判断方法计算所得上混合层深度为输出,采用BP神经网络和广义回归神经网络2种方法进行训练,建立了南海南部海区的上混合层深度人工神经网络计算模型.实验显示,两种模型仿真结果与温度差值方法计算结果均方根误差分别为3.58m、3.09m,线性相关分别达0.87、0.91,绝对误差分别为2.80m、2.37m,相对误差分别为9.40%、7.40%.这一结果表明,人工神经网络方法精度较高,是一种切实可行的上混合层深度估算方法.     

Wave breaking on turbulent energy budget in the ocean surface mixed layer

As an important physical process at the air-sea interface, wave movement and breaking have a significant effect on the ocean surface mixed layer （OSML）. When breaking waves occur at the ocean surface, turbulent kinetic energy （TKE） is input downwards, and a sublayer is formed near the surface and turbulence vertical mixing is intensively enhanced. A one-dimensional ocean model including the Mellor-Yamada level 2.5 turbulence closure equations was employed in our research on variations in turbulent energy budget within OSML. The influence of wave breaking could be introduced into the model by modifying an existing surface boundary condition of the TKE equation and specifying its input. The vertical diffusion and dissipation of TKE were effectively enhanced in the sublayer when wave breaking was considered. Turbulent energy dissipated in the sublayer was about 92.0% of the total depth-integrated dissipated TKE, which is twice higher than that of non-wave breaking. The shear production of TKE decreased by 3.5% because the mean flow fields tended to be uniform due to wave-enhanced turbulent mixing. As a result, a new local equilibrium between diffusion and dissipation of TKE was reached in the wave-enhanced layer. Below the sublayer, the local equilibrium between shear production and dissipation of TKE agreed with the conclusion drawn from the classical law-of-the-wall （Craig and Banner, 1994）.     

南沙群岛海域混合层深度季节变化特征

基于南沙群岛海域综合科学考察11个航次的实测资料,研究了南沙群岛海域的混合层深度季节变化特征。研究结果表明,南沙群岛海域混合层深度存在明显的季节变化,并且与季风和海表热通量的变化密切相关。春季,风速较小且风向不稳定,海面得到的净热通量全年最大,上层水体层结稳定,混合层深度较小;夏季,南海西南季风盛行,上层为反气旋式环流,海面得到的净热通量减少,混合层呈加深的趋势;秋季,海面净热通量继续减少,混合层深度达到最大值;冬季,东北季风驱动下形成的上层气旋式环流引起深层冷水的上升,限制了混合层的加深。