基于CDOM吸收系数的长江口DOC浓度反演模型的优化

卫星遥感的边缘海溶解有机碳(DOC)的时空分布对于厘清区域和全球碳循环具有重要意义。有色溶解有机物(CDOM)吸收系数[a_g(λ)]被广泛应用于构建边缘海DOC的卫星反演模型。不同的研究选择不同波长的a_g(λ),而不同波长的选择是否影响DOC反演结果的准确度却未见报导。针对此问题,本文以长江口为例,以2017年冬季、春季和夏季的调查数据为基础,探讨如何选择合适波长的a_g(λ)用于优化边缘海DOC的反演模型。首先,通过分析不同波长的a_g(λ)和DOC的相关性显示,当波长在250～385 nm时,a_g(λ)和DOC浓度呈现良好的线性关系(r~(2 )=0.67±0.01),DOC的均方根误差(RMSE=(25.1±0.5)μmol·L~(-1))也较小;随着波长的增大,两者之间的相关性急剧减弱,对应的RMSE也急剧增大。因此,DOC的反演宜选择波长小于385 nm的a_g(λ)。其次,通过分析a_g(λ)随波长的对数衰减关系显示,紫外波段的衰减速度通常要快于可见光波段。当以可见光波段的数据来拟合建立a_g(λ)随波长的对数衰减公式时,该公式可延伸用于估计波长大于380 nm的a_g(λ),其产生的误差通常在±5%以内;而对于波长小于380 nm的a_g(λ)则往往产生较大低估,且低估程度随波长减小而增大。因此,对于目前的水色卫星(未包含紫外波段),当使用可见光波段的遥感反射率[R_(rs)(λ)]通过GSM、QAA等模型进行反演时,对于波长大于380 nm的a_g(λ)的反演结果的置信度较高。综合上述分析,选择波长380～385 nm的a_g(λ)来构建长江口DOC的反演模型有利于降低反演结果的系统误差。长江口作为全球边缘海的典型代表,本研究的结果对于优化全球边缘海的DOC反演模型具有重要的指示意义。     

Cox比例风险模型的弹性SCAD变量选择方法及应用

本文对基于Cox比例风险模型的弹性SCAD变量的选择方法进行了研究,证明了弹性SCAD方法在进行变量选择时具有Oracle性质、渐近正态性及组效应。通过数值模拟,将弹性SCAD与几种常见变量选择方法作了比较,得出几种不同参数设定下的变量选择结果。通过肺癌实际数据比较了弹性SCAD方法和其他常见变量选择方法。研究结果表明,弹性SCAD方法选出的变量与临床结论一致并发现了需要进一步深入研究的变量。     

基于极球面投影的极区格网等角航线

针对传统极区航行通常采用格网导航执行大圆航线,大圆航线上格网航向角不同不利于航行控制以及大圆航线在极区投影图上不完全投影为直线引起固有原理性误差的问题,借鉴中低纬度地区等角航线上地理航向角相等以及在墨卡托投影图上为直线便于航行控制和绘算的思想,提出了一种在极球面投影图中表现为直线的"等角航线"——格网等角航线。在研究双重投影的极球面投影以及格网导航方法的基础上,提出了格网等角航线的定义,推导了航线方程,并根据该航线的航程和航向角计算方法进行航线仿真设计。理论分析和仿真验证表明:航线上格网航向角处处相等,在极区投影图上表现为直线;格网等角航线与大圆航线、大椭圆航线相近,航程较短。因此,极区格网等角航线可以与格网导航方法、极球面投影精确配合应用,适合于极区航行。     

多特征值分析的重力辅助导航 适配区选择方法

对适配区进行一定的选择可以提高重力匹配导航精度。目前传统重力匹配导航区域的选择方法通常是利用单一评价指标,导致评价结果不全面。针对这种情况,本文基于信息熵、模糊综合决策和主成分分析3种方法对适配区进行多指标综合选取;并通过ICCP匹配算法进行实验计算分析,结果表明3种方法均具有较好的效果。利用3种方法计算出的可导航能力高的区域匹配效果更优,其中基于模糊综合决策方法和主成分分析法的结果优于信息熵法。     

一种基于信息层次的地图投影选择方法

地图投影的选择受多种因素的影响,这些因素之间互相制约,难以用公式或者数学模型描述。为了解决该问题,文中分析影响地图投影选择的因素,梳理地图投影选择问题的信息层次,通过细化和量化影响地图投影选择的因素,模拟传统地图投影的选择思路,实现计算机辅助地图投影的选择。实验表明,该方法能够辅助用户快速选择合适的地图投影,为解决地图投影选择问题提供了一种新思路。     

基于多粒度建模的海量AIS数据三维可视化索引方法研究

随着航运业的蓬勃发展和通信手段的日新月异,AIS技术应运而生。其数据特点是数量众多、位置及状态更新频繁,如果没有一套合理高效的建模及可视化方案,很难满足多方面用户对于三维可视化高效、直观的要求。在详细分析AIS数据的模型粒度的基础上,设计并实现基于"视点选择法"的多粒度建模方法,通过构建面向移动对象的动态空间索引,实现海量AIS数据的三维可视化,并通过实验验证算法的可行性。     

基于随机森林特征选择的森林类型分类

以八面通林业局林场为研究区,选取多时相高分一号WFV影像,提取遥感特征构建多时相特征集合,根据归一化特征重要性排序选出最优特征子集,用随机森林法实现森林类型分类。结果表明:多时相影像的总精度较单时相影像提高了7.95%-15.13%;除纹理特征外,光谱特征结合其他类型特征的分类精度均高于光谱特征分类;基于随机森林特征选择的分类精度最高,利用24个特征进行分类时,分类精度达到83.97%,Kappa系数为0.7749,说明特征选择可降低数据冗余提高精度。     

Sentinel-2影像多特征优选的黄河三角洲湿地信息提取

以北方典型河口湿地—黄河三角洲湿地为研究区,采用在特征选择和分类提取等方面具有明显优势的随机森林算法,对研究区内的湿地信息进行提取。首先基于多时相、光谱信息丰富的Sentinel-2数据生成4类不同的特征变量,包括光谱特征、植被指数和水体指数、红边指数、纹理特征;再根据以上特征构建6种不同的提取方案,对黄河三角洲湿地信息进行提取并验证不同方案的提取精度,旨在选择最佳方案改善湿地信息提取的效果。结果表明:(1)有效地使用多种特征变量是提高湿地信息提取的关键,就不同特征对湿地信息提取的贡献率而言,红边指数植被指数和水体指数光谱特征纹理特征;(2)基于随机森林算法优选的特征变量提取效果最佳,总体精度高达90.93%,Kappa系数为0.90,表明随机森林算法可以有效地进行特征选择,在特征变量数据挖掘的同时,仍能保证湿地信息提取的精度,提高运行效率。本研究为湿地信息提取在数据源选择、特征选择和方法选择方面提供了一种新思路、方法和技术手段。     

关于等角航线的航迹计算公式及改进

对航海常用等角航线的航迹计算公式存在的常数化和近似化问题进行了详细的分析,由地图投影等角变形理论,推导其严密计算的表达式,并借助计算机代数系统对其中复杂的数学公式进行优化,提高了航线的精度,为航海人员提供了理论依据与实用公式。实验结果表明,改进的墨卡托航法航迹计算公式精度得到了大幅度的提高,正解误差和反解误差均在毫秒级,满足航迹精确计算的需要。     

黄河口与长江口近江牡蛎的比较转录组分析

为进一步开发近江牡蛎Crassostreaariakensis的基因资源,探究黄河口与长江口近江牡蛎的遗传差异,采用Illumina HiSeq 4000测序平台对东营垦利和南通海门的近江牡蛎进行高通量转录组测序。对测序数据进行拼接后分别得到83680条和71269条unigene,并对unigene进行了基因功能注释和正选择基因的富集分析。结果表明,同源基因经筛选得到正选择基因259个,GO (Gene Ontology)功能分析中共涉及到967个相关功能类别,其中有关到生物学过程的分类条目占比最多,为590项。总体上看,与细胞器、代谢过程、结合以及催化活性相关的类别占主导地位。KEGG( Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集分析表明,共涉及48个代谢通路,其中与核糖体、细胞凋亡相关的通路占比最大。上述结果不仅加深了对黄河口以及长江口近江牡蛎基因表达水平差异的认识,同时也为今后进行近江牡蛎各类遗传学分析和一些关键基因的克隆以及具体功能分析提供了基础数据。