基于形状先验和Graph Cuts原理的道路分割新方法

从遥感影像中提取道路一直是研究热点,但还没有一个普适有效的策略。本文给出了一种新的直接针对道路段的分割方案,首先获得道路的初始段,再利用Graph Cuts解算融合了两种形状先验的能量函数,向初始段两端动态外推以获取一条完整道路。对不同遥感图像的实验证明了该算法的有效性。     

基于FastICA算法的高光谱矿物丰度反演

高光谱分离是定性与定量岩矿分析的核心基础。仿真数据和测量数据可通过FastICA算法处理,计算混合像元中端元数量及端元光谱,并根据计算结果进行丰度反演。实验结果表明：FastICA算法即使在端元光谱、混合矩阵未知且没有任何先验知识的情况下,也能有效分离岩矿高光谱混合像元并得到端元的估计光谱,从而实现矿物识别和矿物丰度反演;但当混合像元中参与混合的端元光谱相似度较高或端元光谱的非高斯性较低时,混合像元的分离精度将降低,混合像元的分离精度越高,端元丰度反演结果越准确。     

全球海域大风频率精细化统计分析

利用1999年8月-2009年7月高精度、高分辨率的QN（QuikSCAT／NCEP）混合风场,对全球海域6级以上的大风频率进行统计分析,为航海、防灾减灾、海洋能开发等提供科学依据。结果表明,全球海域6级以上大风频率具有很大的区域性、季节性差异：1）南北半球西风带海域的大风频率明显高于其余海域,尤其是南印度洋“咆哮西风带”海域出现频率最高,高值中心在60％以上。30°N以内低纬度大范围海域的大风频率整体较低,基本在10％以内,仅在阿拉伯海、琉球群岛——台湾岛——南海大风区一带、南印度洋的马达加斯加——澳大利亚一带存在以东西向椭圆状海域,在20％-40％;2）冬半球的大风频率远大于夏半球,1、4、10月南北半球西风带海域的大风频率明显强于其余海域,7月南半球西风带海域的大风频率较高,北半球大部分海域在10％以内,阿拉伯海、孟加拉湾、南中国海,由于受到强劲西南季风的影响,为北半球的大风频率相对大值区,尤其是阿拉伯海大部分海域在50％以上,大值中心甚至高达90％以上。     

干旱区不同土壤和作物灌溉量的无机碳淋溶特征实验研究

为探讨干旱区作物灌溉对盐碱土无机碳传输的影响,通过选择不同含盐量的土壤,即耕地土（F）、混合土（C）和原生荒漠土（D）,分别种植水稻（R）和棉花（C）,进行了一个生长季的淋溶实验,并定期收取且分析土壤淋溶液中的可溶性无机碳（DIC）含量。结果表明：（1）水稻处理无机碳的淋溶主要集中在秧苗分蘖期和幼穗发育期,而棉花处理则集中在花铃期和吐絮期;（2）不同含盐量土壤在同一灌溉量下,土壤含盐量越高,其淋溶过程得到的无机碳总量越大,最高约为8.4 g·m^-2·a^-1,最低仅约0.7 g·m^-2·a^-1;（3）同种土壤不同灌溉量,其水稻高于棉花,高出值范围为2.9～4.1 g·m^-2·a^-1;种植作物处理得到的无机碳总量均大于其相应对照处理的量（p＜0.05）。研究结果表明,土壤的盐含量及作物灌溉量对土壤无机碳淋溶有重要影响。     

北冰洋水体对格陵兰海混合增密对流的可能影响分析

格陵兰海内发生的等密度混合后产生的增密对流是重要的对流现象之一。北冰洋正在发生快速变化,其内水团变性以及环流系统的改变都将使格陵兰海等密度混合对流发生明显变化,继而对全球气候变化产生影响。以往关于等密度混合对流的研究很少,大都集中在对流发生海域。由于等密度混合的主体是大西洋回流水与北冰洋流出水体,本文目的是探讨北极内部不同海域的水体会对混合增密对流造成的可能影响。文中定义了有效对流速度,强调水平温度梯度和垂向层化强度是影响有效对流速度的决定性因素;水平温度差越大,垂向层化越弱,产生的对流越强。发生在东格陵兰极锋处的有效对流都是大西洋的水体,一部分是在格陵兰海回流的大西洋回流水;一部分是在北冰洋潜沉并回流的北极大西洋水,该水体在北冰洋循环的时间越长,温度差越大,产生的有效对流越强。而横越北冰洋的太平洋水因密度过低而不能参与等密度混合对流,加拿大海盆主盐跃层之上的水体也都不能参与对流。北冰洋几个海盆深层水的温度差异明显,有可能与格陵兰海深层水形成有效对流;但是,由于深层水流速低、湍流混合弱、水平温度梯度小,是否可以产生有效对流尚不清楚。     

闽江河口咸淡水混合过程中营养盐含量的变化特征

为研究闽江水体营养盐等物质的输运作用,于2009年11月(秋季),分3个航段(北支、南支及闽江河口区)同步对闽江下游及其河口区表、底层水的盐度、营养盐、悬浮物含量等进行观测,并在北支流、南支流交汇处的19站(罗星塔附近)进行了一个潮周期的连续观测.调查期间闽江表层水体中无机氮含量变化范围在0.640～3.873 mg/dm3之间,平均值为1.789 mg/dm3;活性磷酸盐含量变化范围在0.011～0.059 mg/dm3之间,平均值为0.027 mg/dm3;可溶性硅酸盐含量变化范围在0.82～7.10 mg/dm3之间,平均值为3.77 mg/dm3;总氮含量变化范围在0.67～3.91 mg/dm3之间,平均值为2.39 mg/dm3;总磷含量变化范围在0.027～0.289 mg/dm3之间,平均值为0.087mg/dm3.水体各营养盐含量的平面分布呈闽江北支流的含量均高于南支流,其高值区受陆源输入的影响集中出现在21～23号站区间.受城市污水影响的北支流水体与南支流水体交汇后,近海河段水体营养盐含量迅速降低.在一个潮周期内,涨潮时,随着外海水占比的提高,营养盐含量呈现随着盐度升高而逐步降低的趋势;在退潮时,陆源冲淡水的作用逐渐加强,营养盐在河口表现为随着盐度降低而逐步增高的趋势.闽江河口水体活性磷酸盐含量与盐度没有显著的相关性,为非保守要素;而无机氮、可溶性硅酸盐和总氮整体表现为保守要素.同时,发现在闽江河口盐楔端浊度最大值的"滤器"滞留区,总氮含量受其富集的影响在底层产生一个高值区.     

黄河口春、秋季节无机碳的行为变化

根据2009年5、9月黄河口考察航次数据,结合2004年9月和2006年4月的调查结果,讨论了春季与秋季黄河河口过程中无机碳的行为、差异,以及调水调沙对黄河口无机碳输运过程的影响,并采用黑白瓶法对黄河口不同盐度水体进行现场培养,验证浮游生物活动对DIC的消耗.结果表明:春、秋季节黄河口淡咸水混合过程中无机碳的输运形态和量均发生了显著变化,pCO2在淡咸水混合过程中迅速下降,DIC在低盐区发生了亏损,淡水端DIC浓度越大亏损区间越大.夏季调水调沙后大量泥沙在口门附近沉积形成的拦门沙群使河口淡咸水混合过程在较短的距离内完成,也可导致秋季DIC的亏损区间小于春季.浮游生物活动对CO2的消耗是导致黄河口低盐度区发生DIC亏损的主要原因,但同时也伴随有碳酸钙沉降对DIC的清除作用.     

(T2,D)二维核磁共振测井混合反演方法与参数影响分析

一维核磁共振(1D NMR)测井技术在流体识别中具有一定的局限性.二维核磁共振(2D NMR)测井能同时测量到多孔介质中横向弛豫时间(T₂)和扩散系数(D)等信息,利用这两个参数区分流体性质,较一维核磁共振测井技术具有明显的优越性.针对梯度场下的2D NMR测井弛豫机理和数学模型,提出了适用于求解大型稀疏矩阵方程的反演方法-基于非负最小二乘法(LSQR)和截断奇异值分解(TSVD)法的混合算法.为验证方法的有效性,先根据多回波观测模式合成回波串数据,然后再用混合反演算法进行反演,反演得到横向弛豫时间(T₂)和扩散系数(D),并构建T₂-D二维谱图.结果对比表明,该混合反演算法得到的T₂-D二维谱与流体模型一致性好,计算精度均比单一反演方法有较大改善,表明该混合反演方法可用于油气储集层2D NMR测井的反演和流体识别.此外,分别对油水同层和气水同层模型进行了正演模拟和反演实验, 系统考察了不同磁场梯度、不同回波间隔组合对反演效果的影响,为2D NMR参数设计提供依据.     

地震波传播的三维伪谱和高阶有限差分混合方法并行模拟

基于交错网格伪谱法和高阶精度有限差分方法,发展了模拟非均匀介质地震波传播的三维伪谱和有限差分混合算法.该方法在两个水平方向利用交错网格伪谱算子计算空间微分,保留了该方法高效、高精度的优势,在垂直方向采用交错网格高阶精度有限差分算子实现空间微分计算．利用有限差分方法的局部性特征,将三维计算区域在垂直方向上划分为一系列子区域,并分配给不同的处理器,实现了在并行计算机集群上的三维并行计算．通过模拟算例,与离散波数法比较,检验了该算法的精度．为了检验该方法的实用性,在64个处理器上,对三维沉积盆地模型进行了67108864个网格点的并行计算,模拟的波场主频率为1.25Hz,讨论了沉积盆地深度对三维沉积盆地地面运动的影响．      

地图缓存技术显示模式的研究

地图缓存是快速访问地图服务的有效方式,目前流行的Google地图,MapBar地图,ArcGIS Online等在线地图都是通过地图缓存的方式提供高效的访问速度。JPEG格式由于其超强的压缩能力以及卓越的图像品质一直是缓存图片格式的首选。但是,在实际应用中也经常出现诸如"项圈"等差强人意的显示效果。针对这种情况,本文提出一种融JPEG与PNG32于一体的混合缓存模式,并通过验证表明,该模式有效提高了地图缓存的显示效果。