卡尔曼滤波器在卫星遥感影像大地校正中的应用

在卫星遥感图像的预处理中,通过系统校正可以基本上消除影像内部的变形误差。然而,整幅影像的大地定位误差仍然是很大的,甚至几百米至1公里的数量级。本文介绍利用少量的地面控制点,采用递归算法而不是批处理算法,大大地提高大地定位精度。在单幅影像处理中,可以重新对卫星的轨道参数与姿态参数进行估值,从而提高影像的大地定位精度。在一条轨道上连续的多幅影像中,可以预报下一幅影像的大地位置,从而对那些不具有地面控制点的影像的大地校正中,实现外推计算。文中介绍并推导了卡尔曼滤波器方程中的转移矩阵和测量矩阵的系数,并推荐用数值回归的办法求得其数值解。文中最后介绍模拟试验及算法计算结果,并讨论其优缺点。     

贵州瓮安陡山沱组含磷岩系沉积序列及磷块岩的形成

贵州瓮安陡山沱组磷块岩为碳酸盐岩型含磷岩系,属于浅海碳酸盐岩台地沉积区。对瓮安磷矿大塘剖面进行沉积环境研究,将Marinoan冰期后沉积的陡山沱组地层分为6个向上变浅的沉积序列。瓮安含磷岩系大部分为多旋回的叠置体,其常见的交错层理、波状层理、透镜状层理等表明了磷块岩形成于水体较浅的高能环境。南沱冰期后,陡山沱期剧烈的海侵作用引发上升洋流,携带富磷海水涌入浅水区,在海平面间歇性波动的条件下,为磷块岩的形成提供了物源与动力条件。     

蒙古国境内贝尔湖凹陷早白垩世沉积充填演化与同沉积断裂的响应

蒙古国境内的贝尔湖凹陷是新近发现的一个主要勘探可开发区。早白垩世垂向充填演化序列综合研究表明,南屯组早期地层的大规模同生断裂系统组合样式及其分布对断陷湖盆内沉积体系域的发育、分布起着重要的控制作用。凹陷内的充填序列和演化反映了幕式断裂作用及湖盆右旋走滑特征对盆内沉积体系演化模式起着至关重要的控制作用。长期活动的同沉积断裂配合构造的右旋走滑运动严格控制古地貌、断裂坡折及断坡带的形成与分布,从而进一步控制着湖盆内碎屑岩沉积体系发育与沉积展布模式。凹陷内部的东次凹北洼槽内的洼陷边缘断裂坡折带常常控制着粗碎屑沉积体系的沉积、沉降中心,特别是低位域近岸水下扇的发育和分布,是盆内寻找砂岩油气藏的最有利区带。同沉积断裂具有多种组合样式,包括"人"或"之"字形等多种组合的断裂系统等,造就湖盆内复杂多变的构造古地貌及断裂坡折系统,严格控制着凹陷内砂体分散体系的沉积和堆积模式。揭示同沉积断裂(坡折)带的活动和分布,再造各沉积期次构造古地貌、断坡带是进行沉积体系展布模式和砂体分布预测的关键。     

BP神经网络在基坑变形预测分析中的应用

本文提出了基坑变形预测与分析的BP神经网络方法,建立了基坑变形预测分析的模型,应用MATLAB语言编制计算程序进行计算并与实际工程监测值进行比较,从而验证了神经网络在基坑变形预测分析中的可行性、有效性。     

考虑多种权重因子的改进叠加滤波方法

针对在提取区域GNSS时间序列共模误差时会存在忽略站间相关性的问题,本文在已有叠加滤波的研究基础上,引入单日解精度、相关系数和距离因子等多种权重因子,提出了考虑多种权重因子的改进叠加滤波方法,并选取山西省测站数据以验证该方法的适用性。结果表明：利用本文的改进叠加滤波方法,测站坐标残差时间序列的均方根在N、E、U 3个分量上可分别平均降低48.53%、39.42%、48.61%,滤波对N、E方向上的速度影响为0.5 mm/a, U方向上为1 mm/a。相较于区域叠加滤波,改进后的方法可使残差时间序列的均方根进一步降低20%～40%,能更加准确地提取共模误差,为区域地壳运动及动力学的分析研究提供精细可靠的数据支持。     

结合InSAR和独立成分分析的衡水市地面沉降研究

针对地下水的过度开采容易导致地面沉降问题,为了更好地管理地下水开采,防控地面沉降,该文结合使用了InSAR时序数据和ICA方法,将衡水市部分地区2017—2020年地面沉降分解为3个模式,并结合地下水等数据对独立成分的时空特征进行分析。通过IC时间序列与地面沉降序列较高的相关系数(0.98、0.74和0.84以上),验证了独立成分时间序列与地面沉降的一致性;通过各分量的贡献占比,可知地面沉降的主导成分;IC3与地下水的相关系数(0.9以上)表明IC3受到地下水变化的控制。实验结果表明,研究区地面沉降有长期沉降、城市生活和工业用水引发的沉降以及季节性沉降3种沉降模式,其中长期沉降为地面沉降的主导成分,季节性沉降与冬小麦-夏玉米的耕作制度有关。     

耕地复种指数遥感监测研究进展

复种指数是进行粮食估产、耕地集约利用评价、农业生态系统模拟等的关键参数,及时、准确地提取复种指数对于粮食安全、土地管理和生态环境安全具有重要意义。在传统的研究中,复种指数主要来源于地面统计数据。使用统计数据来计算复种指数虽然过程简单,但是计算结果存在信息滞后、无法体现统计单元内部的空间异质性、精度低等不足。遥感技术因具有大范围、高时效、低成本等优点而被用于耕地复种指数监测,已有学者对耕地复种指数的遥感监测开展了大量工作。本文以复种指数遥感提取的关键环节为主线,对1997—2020年国内外相关研究进行综述：首先,梳理了已有研究中的监测方法、高质量时间序列遥感数据获取方法及提取结果精度验证方法,并对不同方法的优缺点进行了总结;其次,对已有研究中存在的不足进行了探讨,并提出未来研究的侧重点：① 开展已有监测方法的对比和分析;② 加强地形复杂地区、小农尺度的监测力度;③ 提高遥感数据时空分辨率及处理效率;④ 对提取结果进行多尺度验证。     

东北哈尼泥炭腐殖化度古气候意义及区域对比

不同地区泥炭腐殖化度指示的古气候意义存在着分歧。运用碱提取溶液吸光度法对东北哈尼泥炭腐殖化度进行测定,结合14C测年数据的年代框架,对比东北哈尼、神农架大九湖、青藏高原红原、福建天湖山地区泥炭腐殖化度气候代用指标,分析不同地区泥炭腐殖化度古气候意义异同的原因。结果表明:哈尼泥炭腐殖化度的古气候意义包含温度-湿度组合,较高的腐殖化度指示气候温暖潮湿,较低的腐殖化度指示气候干燥寒冷;从哈尼、红原、大九湖、天湖山泥炭腐殖化度时间序列的对比可以得出,虽然其古气候意义有所不同,但其记录的中国全新世古气候环境演变趋势大体相同,都反映了中国早全新世阶段的升温现象、中全新世的大暖期现象及晚全新世阶段的降温;温度、湿度、季风、经纬度及地质地貌等因素都对泥炭腐殖化度有影响,但水热条件是直接影响,其他因素通过对水热条件的改变而间接影响腐殖化度;阐述不同区域泥炭腐殖化度的古气候意义没有固定模式,需结合当地的地理位置、地质地貌、年均气温、季风、降水、植被等情况进行具体分析。     

Spatiotemporal variations of maximum seasonal freeze depth in 1950s–2007 over the Heihe River Basin, Northwest China

Investigation on spatiotemporal variations of maximum seasonal freeze depth （MSFD） over the Heihe River Basin is of great importance for systematic understanding of regional climate and environmental change, ecological-hydrological processes, water resources assessment, construction and resource development. Based on soil and air temperatures at the meteorological stations of the China Meteorological Administration （CMA） over the Heihe River Basin, MSFDs time series are structured into a composite time series over the 1960-2007 period. Evaluating the averaged MSFD time series for 1960 2007 reveals a statistically significant trend of 4.0 cm/decade or a net change of-19.2 cm for the 48-year period over the basin. The MSFD had significantly negative correlation with mean annual air temperature （MAAT）, winter air temperature, mean annual ground surface temperature （MAGST）, degree days of thawing for the air （DDTa） as well as for the surface （DDTs）, and degree days of freezing for the surface （DDFs）. While there was significantly positive correlation between DDF,. and MSFD time series, MSFD was deeper and changed greatly in the Heihe River source area. It was shallower in the east-central basin and gradually deepened in other sections of the basin. The MSFD distribution pattern in 2003-2005 is consistent with that of averaged degree days of freezing for air （DDFa） in 1960-2007. However, the maximum of MSFD may not be accurate, because there is no long term observation data in the deep seasonally frozen ground regions near the lower boundary of permafrost. With increasing elevation, averaged DDFa increased at a rate of 51.6 ℃-day/100m, therefore, the MSFG and the date reaching MSFG became deeper and later, respectively.     

Phylogenomic analysis of transcriptomic sequences of mitochondria and chloroplasts for marine red algae (Rhodophyta) in China

The chloroplast and mitochondrion of red algae （Phylum Rhodophyta） may have originated from different endosymbiosis. In this study, we carried out phylogenomic analysis to distinguish their evolutionary lin-eages by using red algal RNA-seq datasets of the 1 000 Plants （1KP） Project and publicly available complete genomes of mitochondria and chloroplasts of Rhodophyta. We have found that red algae were divided into three clades of orders, Florideophyceae, Bangiophyceae and Cyanidiophyceae. Taxonomy resolution for Class Florideophyceae showed that Order Gigartinales was close to Order Halymeniales, while Order Graci-lariales was in a clade of Order Ceramials. We confirmed Prionitis divaricata （Family Halymeniaceae） was closely related to the clade of Order Gracilariales, rather than to genus Grateloupia of Order Halymeniales as reported before. Furthermore, we found both mitochondrial and chloroplastic genes in Rhodophyta under negative selection （Ka/Ks〈1）, suggesting that red algae, as one primitive group of eukaryotic algae, might share joint evolutionary history with these two organelles for a long time, although we identified some dif-ferences in their phylogenetic trees. Our analysis provided the basic phylogenetic relationships of red algae, and demonstrated their potential ability to study endosymbiotic events.