基于高光谱数据的珠江口表层水体悬浮泥沙遥感反演模式

利用2006年12月4日珠江口海域实测的高光谱遥感反射率数据及悬浮泥沙质量浓度数据,进行了该海域表层水体悬浮泥沙遥感反演模式的研究。研究结果表明,悬浮泥沙质量浓度与Rrs(λ1)/Rr s(λ2)-Rrs(λ1)/Rrs(λ3)的相关性较好,其中Rrs(λ)代表遥感反射率,λ代表波长,λ1=762.6 nm,λ2=559.09 nm,λ3=772.78 nm,建立了悬浮泥沙质量浓度定量遥感反演模式,该模式的均方根误差为4.67 mg/L,可以用于珠江口海域的悬浮泥沙质量浓度的遥感监测。     

The application of hyperspectral remote sensing to coast environment investigation

Requirements for monitoring the coastal zone environment are first summarized. Then the application of hyperspectral remote sensing to coast environment investigation is introduced, such as the classification of coast beaches and bottom matter, target recognition, mine detection, oil spill identification and ocean color remote sensing. Finally, what is needed to follow on in application of hyperspectral remote sensing to coast environment is recommended.     

Analyses of the long-term salinity variability in the Bohai Sea and the northern Huanghai(Yellow) Sea

Based on the comprehensive collection of the field observed salinity of the Bohai Sea (BHS) and the northern Huanghai Sea (NHS) from the 1950s to the present,the patterns of 10-years-averaged salinity at the different layers in the recent five decades (the 1950s,the 1960s,the 1970s,the 1980s and the 1990s) are obtained by the spatial-temporal interpolation technique with the scrupulous data quality control in this study.Then,by combining the spatial-temporal interpolation technique with successive correction method,the annual distributions of salinity both in the BHS and in the NHS are obtained as well.The data analyses indicate that the overall salinity in the BHS and the NHS increases from the 1960s till the present,with the increase of annual mean salinity of 0.04 psu from the 1950s,and the maximum increase rate of salinity is about 0.14 psu/a in the Bohai Bay.The high salinity tongue extended significantly from the NHS into the BHS.The intensified eastern wind field is related to the western intrusion of the NHS warm current,which probably leads to the moving forward of the high salinity water mass into the BHS.However,it is rather different from the salinity distribution characteristics between the 1950s and the 1960s.The extensive precipitation in the 1960s could lead to an increase in the discharge of the Huanghe River,which might result in the decrease of salinity in the BHS.But the salinity isoline of 32 in the NHS still extended significantly into the BHS in the 1960s.Since the 1980s,the patterns of salinity distribution have changed thoroughly.The salinity in the central area of the BHS was low,while the salinity in the Bohai Bay and the Liaodong Bay was higher than the other regions with its horizontal salinity gradient decreasing in the 1980s.The Empirical Orthogonal Function Analysis (EOF) is also conducted to study the interannual salinity variability of the BHS and the NHS.The correlation coefficient between the time coefficient series of the main mode and the Huanghe River discharge can reach -64.57%.It can be concluded that salinity variation of the BHS and the NHS has strong negative correlation with the Huanghe River discharge.     

Numerical Simulation of Water Level Under Interaction Between Runoff and Estuarine Dynamics in Tidal Reach of the Yangtze River

The Yangtze Estuary, the largest estuary in China, is under an obvious interaction between runoff and astronomical tide. The research on the interaction is very important for the exploitation and utilization of water resources in this area. A horizontal 2D hydrodynamic numerical model is established and verified in the present study with the modeling range from Datong to the Yangtze Estuary. Based on the comparison of high water levels under the interaction between different runoff and estuarine dynamics, s...     

高光谱遥感的物质组分和物质成分反演的应用分析

高光谱遥感的最大特点是可以提取和重建像元光谱,从而依据光谱特征直接识别地物类型、地物组成,乃至地物的成分,反演地物的物理、化学参量。本文阐述了高光谱的光谱识别方法所能探测的岩石、土壤、植被和人工建筑物的物质组分或成分;另外,与多光谱相比较的角度,讨论了高光谱图像地物特征识别和物质成分反演等技术方法的应用。     

GPS高程拟合方法精度分析

近年来人们往往利用GPS数据来确定大地高,但大地高不同于正常高,为此,利用多项式拟合与地球重力场模型相结合的数学方法,使GPS所测大地高通过这些数学模型直接转换为具有厘米精度的正常高,将该方法得到的正常高与单独利用多项式拟合和地球重力场模型得到的结果进行了比较,其差值的标准差为±38 cm。     

新疆阿克苏典型山前洪积扇内高氟地下水的化学特征及氟富集机制

在内陆干旱区,作为重要饮用水源的地下水常面临氟含量超标问题。查明内陆干旱区高氟地下水的分布规律,了解氟在地下水中的富集过程及其影响因素,既可丰富高氟地下水的研究体系,也是保证内陆干旱区饮水安全的重要基础。以新疆阿克苏地区典型山前洪积扇——依格齐艾肯河-喀拉玉尔滚河河间地带为研究区,基于水文地球化学调查结果,刻画了高氟地下水的分布区;结合氟离子含量与特征性水化学指标间的关系,揭示了高氟地下水的成因机制。结果表明:①地下水中氟含量的变化范围为0.8~6.1 mg/L,83%的水样氟含量超过《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）规定的上限（1.0 mg/L）;②总体上,氟含量沿地下水流动路径逐渐增大,低氟地下水（ρ（F-）≤1.0 mg/L）分布在国道314以北的补给区,高氟地下水（ρ（F-）>1.0 mg/L）分布在国道314以南的径流区和排泄区;③高氟地下水的水化学类型以Cl·HCO₃-Na型为主,而低氟地下水则以Cl·SO₄-Na型为主,高氟地下水相比于低氟地下水优势阴离子偏向于HCO₃-;④地下水的pH值范围为7.9~8.9（均值为8.4）,表明其处于弱碱环境中。地下水中ρ（F-）与pH值呈正相关,此外构成浅层含水层的上更新统沉积物中含有黑云母、氟磷灰石等矿物,其表面存在一定数量的可交换F-,这表明水中OH-与矿物表面F-间的阴离子交换可能对氟的富集有一定贡献;⑤地下水的F-含量与Ca2+含量呈负相关,即高氟地下水中ρ（Ca2+）小于低氟地下水。考虑到氟化钙（CaF₂）是自然界中的主要含氟矿物,也是地下水中氟的主要来源,ρ（F-）与ρ（Ca2+）间的这种负相关指示着高氟地下水中可能存在去Ca2+、Mg2+作用,如阳离子交替吸附或碳酸盐岩沉淀等。研究区地下水样中ρ（F-）与ρ（Mg2+）间也呈负相关关系,且和ρ（F-）与ρ（Ca2+）间的关系高度相似,也佐证了高氟地下水中去Ca2+、Mg2+作用的存在;⑥绝大部分地下水样品都位于氯碱性指数图的负值区域,且ρ（F-）与CAI-1和CAI-2均呈较好负相关,CAI-1和CAI-2都随ρ（F-）的增大而减小,这表明高氟地下水中存在Ca2+、Mg2+与Na+间更强的交换作用,对氟富集起着重要作用。地下水中ρ（F-）与SAR间呈较好正相关关系,且高氟地下水样的SAR均值（5.71）远大于低氟地下水SAR均值（1.67）,这也进一步证明高氟地下水中的Ca2+、Mg2+与含水介质的Na+间存在强烈的交替作用,对氟的富集起着重要作用;⑦所有地下水样中的萤石均处于未饱和状态,且萤石的饱和指数（SI）与F-含量间呈现较好的正相关,这表明地下水对含氟矿物（主要是萤石）的持续溶解应是导致研究区地下水中氟富集的主要原因。与之相反,研究区所有地下水样中的方解石均处于过饱和状态（SI>0）。这表明CaCO₃的沉淀可能促进了CaF₂的溶解,导致地下水中氟离子质量浓度增高;⑧研究区低氟地下水的δ18O值介于-11.20‰~-10.67‰间,平均值为-10.94‰,而高氟地下水的δ18O值介于-11.65‰~-11.21‰间,平均值为-11.49‰,即低氟地下水较高氟地下水富集δ18O。此外,F-质量浓度较低（ρ（F-）≤3.0 mg/L）的地下水样中δ18O值与F-质量浓度呈负相关,即低氟地下水具有更正的δ18O值;F-质量浓度较高（ρ（F-）≥4.8 mg/L）的地下水样中δ18O值与F-质量浓度的相关性不显著,随F-质量浓度的增高,δ18O值基本维持不变。以上表明蒸发浓缩作用对地下水中氟的富集贡献较小;⑨研究区地下水中ρ（F-）/ρ（Cl-）比值与ρ（F-）间呈现正相关,即ρ（F-）/ρ（Cl-）比值随ρ（F-）增高呈增大趋势,这也说明地下水中氟富集的主要原因是含氟矿物的溶解,而不是蒸发浓缩作用。此外,Gibbs图也提供了证据:研究区地下水样基本处于水岩作用主导区域,表明地下水化学特征（包括氟的富集）主要受水岩作用控制,蒸发浓缩影响很小。总之,地下水中氟的富集主要由溶解作用引起,OH-与矿物表面F-间的交换也有贡献,但蒸发浓缩作用影响微弱。含氟矿物持续溶解的驱动机制是阳离子交替吸附（地下水中Ca2+与岩土颗粒表面Na+之间）及方解石沉淀所引起的地下水中Ca2+的衰减。      

滨里海盆地东缘中石炭统台内滩分布预测及甄别: 以北特鲁瓦斜坡区为例

滨里海盆地东缘中石炭统KT-Ⅱ油组广泛发育开阔台地相的台内滩,台地内沉积环境开阔且稳定,地势平坦,台内滩往往呈孤立状漂浮在台地内的微地貌高地,故其分布规律难以预测。钻探实践表明,台内滩相是后期发生建设性成岩改造作用的基础,亦是形成优质储层的主控因素,对其分布进行预测至关重要。为了提高滩体预测准确率,立足于区域沉积演化分析,并逐步开展三维地震属性分析及高分辨率反演,充分结合地震资料的预测性和地质认识的规律性,通过总结相带地质规律对地震储层预测进行补充和甄别,做到地质和地球物理认识上的统一。研究结果表明,地震属性趋势控制下的统计学反演可以较准确地刻画小层级别的薄层滩体空间分布特征。结合沉积规律对预测滩体进行了筛选和分类,其中一类滩体7个,二类滩体4个,三类滩体3个,一类、二类滩体已有钻井证实,符合沉积规律,三类滩体与地质认识相悖,予以筛除。研究成果建立了该区隐蔽型滩体预测的完整技术体系,而且已见到实效,目前针对一类滩体的钻探成功率高达100%。      

无惩罚系数SVM高光谱影像分类算法研究

惩罚系数是支持向量机(SVM)机器学习中的一个重要参数,它的设置对分类结果有很大影响。但它没有规律可循,高光谱影像数据量大、数据复杂,为其选择合适的惩罚系数非常困难。提出无惩罚系数的SVM算法,利用最近点算法(NPA)计算二分类,对错分数据不设惩罚系数,而是对其重新构造凸集,计算最优超平面,迭代循环直到错分率达到所设的阈值为止。此算法简化了计算过程,降低了误分率。最后用AVIRIS高光谱影像进行实验,实验效果显示,本算法的分类精度和速度都得到很大提高。     

柴达木盆地烃蚀变矿物高光谱遥感识别研究

高光谱遥感识别烃蚀变矿物可用于探测油气烃类微渗漏和定位地下油气藏.以有天然气分布的柴达木盆地东部三湖地区为研究区,对Hyperion高光谱数据进行重采样处理,克服了目标识别矿物不明显和传感器低信噪比的影响.通过确定烃蚀变矿物高光谱遥感探测的指示标志,采用线性光谱(SAM)拟合与光谱匹配(SAM)相结合的方法确定了影像端元对应的矿物组分.识别结果表明,合理缩减影像波段数和确定影像端元的方法,能有效提高烃蚀变矿物的高光谱遥感识别精度.