浅水波长计算问题

浅水波周期保持常值,而波长缩减时其计算需进行迭代。提出了两个精度较高的经验公式供计算应用。水深波长比差值ΔLD0的变化规律反映出浅水波长缩减为一复杂过程,并与波能密度加大相关。LD0≤0.14时,特别是LD0=0.056前后,其特征会更加显著,由此可探讨波长变化的内在机理。     

空-谱融合的条件随机场高光谱影像分类方法

高光谱遥感数据具有光谱信息丰富、图谱合一的特点,目前已经广泛地应用在对地观测中。传统的高光谱分类模型大多过分依赖影像光谱信息,没有充分利用空间特征信息,这使得分类精度还有很大的提升空间。条件随机场是一种概率模型,能够较好地融合空间上下文信息,在高光谱影像分类中已经得到越来越多的关注,但大部分条件随机场模型存在超平滑的现象,会导致影像细节丢失。针对该问题,本文提出了一种优化融合影像空-谱信息的高分辨率/高光谱影像分类方法,该方法将影像的纹理信息与原始光谱信息进行融合,利用SVM分类器对其进行预分类,并将各类概率定义为一元势函数,以融合空间特征信息;然后将空间平滑项和局部类别标签成本项加入二元势函数中,以考虑空间背景信息,并保留各类别中的详细信息。最后,通过两组的高分辨率/高光谱影像数据进行试验。结果表明,与SVM算法、传统的条件随机场方法和面向对象的分类方法相比,本文提出的算法在整体分类精度上分别提高了10%、9%和8%以上,同时在保持地物边缘完整性、避免“同谱异物”与“同物异谱”的现象方面有较明显的优势。     

机载光学全谱段遥感林火监测

森林火灾是一种危害极大的自然灾害,是森林扰动的主要类型之一,直接影响森林生态系统结构、碳循环甚至全球气候的变化。近年来,航空平台和传感器的技术进步有效地提升了机载遥感系统探测和监测森林火灾的能力,推动了机载遥感在森林可燃物调查及载量评估、火险测报预测、火场态势及火情监测、灾害损失评估以及火烧迹地生态修复治理等方面的应用。本文首先介绍了中国林业科学研究院机载光学全谱段遥感系统CAF-LiTCHy（Chinese Academy of Forestry’s LiDAR,Thermal,CCD and Hyperspectral airborne observation system）,描述了激光雷达扫描仪、热红外相机、CCD相机和高光谱传感器等传感器的参数;然后,阐明了集成方案和观测数据的处理方法;最后,以四川省西昌市“3.30森林火灾”作为该系统火后灾情遥感调查和灾情评估应用示例,综合多传感器数据特征,进行森林火烧程度评价,分析该系统采集的正射影像、冠层高度模型、高光谱影像、热红外影像在森林火灾监测评价中的潜力。研究结果表明CAF-LiTCHy机载遥感观测系统能有效获取森林火灾的灾情信息、火场及火环境参数,可为预防、预报预警、扑救指挥、灾害评估和生态修复提供支持。     

基于多分辨率分析的GF-5和GF-1遥感影像空—谱融合

针对空间分辨率比率较大尺度差异下的高分五号(GF-5)与高分一号(GF-1)卫星影像的空—谱融合问题,提出多传感器影像融合策略:一方面,通过现有空—谱融合方法的分步融合得到融合影像;另一方面,在分步融合理论基础上,推导得出一体化融合基础框架,并进一步提出基于多分辨率分析的多传感器一体化融合方法,缓解现有方法因空间分辨率比率过大导致影像空、谱互补信息难以有效集成的问题。其中,提出的一体化融合方法基于调制传递函数MTF (Modulation Transfer Function)滤波对多传感器影像空间(高频)和光谱(低频)分量进行分解提取,并充分考虑多传感器高空间分辨率影像与高光谱分辨率影像之间的关系,以及高光谱分辨率影像波段间关系,设计合理的融合权重,最终可得到具有最高空间分辨率和最高光谱分辨率的融合影像。通过GF-1全色影像、GF-1多光谱影像、GF-5高光谱影像数据对提出方法进行实验验证,结果表明:本文方法可有效集成多传感器影像间的空、谱互补信息,得到较优融合结果。     

印尼沿岸灾害性海浪模拟研究

印尼沿岸易受气旋生浪和咆哮西风带产生的涌浪的侵蚀,但其海浪发展及传播机理尚不明确,给海岸工程建设和防护带来极大困扰。本文基于第三代海浪模式WAVEWATCH Ⅲ,采用CCMP交叉校正多平台海洋表面V2.0风场(Cross-Calibrated Multi-Platform Ocean Surface Wind Velocity)作为驱动风场,建立自整个印度洋至印尼沿岸的三级嵌套海浪模型,模拟咆哮西风带及热带气旋作用下印尼沿岸灾害性海浪,并研究其海浪分布及传播特性。结果表明:(1)咆哮西风带单独作用下,印尼沿岸盛行南向海浪,有效波高等值线沿东北方向平行递减,海浪谱为多峰,西南向涌浪占主导地位,能量集中分布于60°—90°范围,呈现北传特性;(2)咆哮西风带和热带气旋联合作用下,气旋路径左侧出现涌浪低值区,东南向风浪主导,风浪能量集中分布于110°—130°范围,路径右侧西北向风浪和南向涌浪并存,60°—90°附近涌浪波动能量占主导,风浪能量集中在210°附近;近岸浅水海域涌浪能量主导,开敞海域涌浪能量集中在60°—90°范围,有掩护海域涌浪能量峰值位于0°附近。     

不同震源入射角对海底盆地地震响应的影响

为研究地震作用对海底盆地的影响,在分析网格大小和PML边界厚度对计算精度影响的基础上,综合考虑了海水、盆地内不规则地形以及多层介质等因素,运用谱元法理论建立了礼乐盆地地震动分析二维模型,研究了盆地在不同震源入射角下的响应。结果表明：在考虑流固耦合的情况下,网格尺寸为四分之一波长时即可取得较高精度,PML边界厚度至少为2个波长时方可达到理想效果。震源的不同会影响放大系数的大小及频谱特征。当地震波从盆地中部入射时,随着震源入射角的增大,放大系数逐渐减小;在不同震源入射角下,盆地不同位置的加速度时程及频谱特征差异较大。当地震波从左侧入射时,放大系数的分布规律与地震波从盆地中部入射时有所不同;在不同的震源入射角下,盆地不同位置的加速度时程及频谱特征差异较小。在研究盆地地震相关问题时,海水、地形以及多层介质的影响是不可忽视的。     

地脉动水平/竖向谱比表征地震动场地效应的有效性及其修正

近年来,地脉动水平/竖向谱比法广泛应用于获取场地卓越频率工作中,但在指示地震动放大系数方面是偏小的。利用KiK-net台网403个台站共21万余组数据,通过对比分析地脉动水平/竖向谱比MHVR和地震动水平/竖向谱比EHVR,发现二者的谱形和峰值频率基本一致,但幅值存在差异。根据MHVR谱形将场地分为6类,建立将MHVR修正为EHVR的经验方法。当MHVR有可解释的峰值时,实测EHVR和修正后MHVR预测值一致性提高。地震动峰值加速度在40 cm/s²以下时,EHVR受场地非线性的影响较小,利用MHVR及其修正方法可有效估计EHVR。     

青海门源MS6.9地震强地面运动精细化模拟

2022年1月8日青海门源MS6.9地震是该地区有记录以来的第3次强震,未来仍有再次发生强震的可能。基于门源地区的地表高程、速度介质参数以及门源地震断层滑移分布等地形地质特征,采用谱元法精细化模拟青海门源地震的地震波传播过程,重点考察复杂起伏地形区域强地面运动的空间分布特征。结果表明,PGV较大的地方主要集中在断层附近,最大值为53.1 cm/s,且沿断层走向地震响应明显大于垂直断层走向,具有明显的地震方向性效应;地震波在断层两侧出现反应较为剧烈的波前,波场快照PGV可达47.2 cm/s,与实测烈度相近,且模拟给出的烈度分布特征与实测烈度分布规律相同;山体分布密集区域的PGV响应较为剧烈,山体附近的地震动持续时间也较长,而平坦区域的地震响应相对较弱;通过与强震记录对比,验证了本文方法的合理性与准确性。研究成果可为地形复杂山体区域地震预测及防震减灾提供一定的参考。     

桂西南不同季节雨滴谱特征

利用崇左国家基本气象站2019—2022年的雨滴谱观测数据,研究桂西南不同季节雨滴谱特征。结果表明：（1）降水微物理参数的平均值具有季节性差异,夏季雨强（R）最强,春季、秋季和冬季则依次递减。质量加权平均直径（Dm）、雨水含量（W）、雷达反射率（Z）的季节演变趋势与R一致。广义截距参数（Nw）则以秋季为最高,冬季略低于秋季,夏季最低,春季次低。（2）小雨滴是雨滴数浓度的主要来源。不同季节之间的各类雨滴对雨强的贡献存在差异,春季、夏季降雨以中、大雨滴贡献为主,秋季、冬季则以中、小雨滴贡献为主。