海洋污染监测传感器

本文综述了海洋环境污染自动监测中传感器的现状、遥感器在海洋环境污染监测中的应用以及今后海洋污染监测传感器的发展动态。     

基于大浮标的海洋放射性原位监测系统研究

海洋放射性原位监测相比于传统采样回实验室分析可以实现连续、实时、自动化监测。文中研究了基于大浮标的海洋放射性原位监测系统,使用放射性测量传感器测量周围环境的放射性数据,使用GPS确定所测环境坐标,通过北斗通讯的方式将所测得放射性数据、位置信息等发送给岸站,岸站收到数据后计算并显示放射性测量传感器所测周围环境放射性数据能谱;研究设计了一种分包发送数据,数据丢包补发机制,解决海洋放射性数据量大、传输时间长、数据不全会造成解谱不准确的问题。最后通过实验室长期实验验证,长期数据平均接收率达到98%以上,能够利用海洋放射性原位监测系统实现准确可靠的监测。     

基于多元传感参数的性能指标预测方法研究

针对利用传感数据实现产品性能指标预测问题,本文提出了一种基于多元传感参数的性能指标预测方法。该方法以减少多元传感参数冗余、提高多元传感参数的性能指标预测准确率、缩短测试周期为目的。该方法使用特征选择算法去除冗余传感参数,使用学习算法建模,实现性能指标预测。3个真实传感数据集上的实验结果表明,该方法能有效降低特征维数,性能指标预测准确率均达到91%以上,周期最多缩短了84.19%。     

北山地区扎格高脑盆地CEMP采集试验研究

为确定北山地区电法野外采集参数,有效合理地开展连续电磁剖面法(Continuous Electromagnetic Profiling,CEMP)勘探,以扎格高脑盆地为例,针对野外资料采集的主要因素,制定了采集参数的试验研究工作,通过视电阻率曲线成图对比分析了各项参数所对应的数据采集结果,确定了电极距长度和采集时间。综合研究认为:研究区布极电极距长度宜采用100 m,个别困难地区可适当缩短电极距,但至少需大于70 m;野外有效采集时间选择12 h效果较好,特殊情况下不低于8 h,干扰区需适当延长采集时间;针对接地电阻、刮风干扰等影响野外数据采集质量的不同情况,总结分析了质量控制对策与改善措施。实测剖面解释结果表明,CEMP能较好地揭示研究区主要地层展布情况,反映研究区构造特征。该研究结果可为北山地区中生代盆地群CEMP勘探部署提供依据。     

智能高光谱遥感卫星前视相机性能设计

高光谱遥感可以得到地物连续光谱信息,实现地物精细分类、目标高精度探测以及地物生化参量的定量化应用。传统的高光谱遥感器由于固定辐射动态范围,存在大量无效且冗余数据,给卫星载荷造成了巨大的存储压力。智能高光谱卫星关键技术之一在于利用前视相机预判辐射动态变化范围的方式辅助主相机成像模式调整,本文在智能遥感卫星系统概念的基础上,重点开展前视相机倾斜角设计、波段设置和辐射动态范围预测研究。研究表明:前视相机倾斜角需要综合考虑星上响应时间、单次成像距离和空间分辨率;考虑到云检测、气溶胶光学厚度和水汽含量反演等指标的实现,前视相机需要设置0.49μm、0.66μm、0.87μm、0.94μm、2.1μm等5个波段;0.4—1.0μm波段范围最大最小值辐亮度可以由有限波段进行预测。基于ENVI光谱库76条光谱数据,通过MODTRAN辐射传输模型模拟各类地物(植被、矿物、人造地物、土壤)在不同观测条件下的表观辐亮度,建立了在0.4—1.0μm波段内各类地物辐射动态最大值和最小值模拟模型,利用光谱库中其他光谱数据验证了各类地物辐射动态最大值和最小值模拟模型,各类地物最大值和最小值预测模型验证的拟合优度(R2)分别大于98%和75%,模型验证相对误差分别小于5%和25%;同时利用Hyperion影像,验证了植被类预测模型,最大值模拟模型验证相对偏差在5%内,最小值模拟模型验证相对偏差在10%内。以上研究为智能高光谱卫星主相机的辐射动态范围调整提供了重要依据。     

The Z/I Imaging Digital Camera System

Market needs for airborne and spaceborne imagery used in photogrammetry and GIS applications are changing. Fundamental changes in sensors, platforms and applications are currently taking place. Most recently, new high resolution spaceborne sensors have become available. Besides classical photogrammetry, new thematic applications will drive the future image market. Savings in cost and time, together with the need for higher and reproducible radiometric resolution or spectral information will push forward the change from analogue to digital imagery. High resolution satellites will compete with airborne film-based photography and digital camera systems.
With the availability of a digital airborne camera, it is possible to completely close the digital chain from image acquisition to exploitation and data distribution. The key decision regarding the camera design in this case is whether a linear or area array sensor should be used. In view of the high geometric accuracy requirements in photogrammetry, Z/I Imaging has focused development on a digital camera based on an area sensor. An essential aspect of this decision was not only the aerial camera system, but also the entire photogrammetric process to the finished photographic or mapping product. If this point of view is adopted, it becomes clear that the development of a digital camera involves more than simply exchanging film for silicon. Aspects such as data transfer rates, in-flight data processing and storage, image archiving, georeferencing, colour fusion, calibration and preprocessing have the same influence on the economic assessment of a digital camera system. This paper describes current development activities and application aspects of a digital modular airborne camera system.     

动态数据驱动模式下的湖泊流域降雨径流模拟

湖泊流域汇水径流过程的模拟预测是一种复杂系统中的时间序列分析问题。模型选择上,现有的机理模型法与辨识模型法各有利弊。同时,现有的模型多采用静态数据驱动模拟,不能有效利用传感网实时观测数据来改善模拟不确定性的问题。本文基于深度循环神经网络技术,提出一种适应动态数据驱动的模式,可融合遥感数据与原位传感器站点数据的DTSM(Dynamic Data Driven Time Series Model)时序模拟预测模型,并在观测值与数值模拟之间建立了一种能动态反馈、自适应调整的模拟框架,解决了传统辨识模型法对时序信息挖掘较弱导致模拟精度较低的问题。通过在鄱阳湖多个子流域入湖径流的案例中验证,显示静态数据驱动模式下,以不同数据源作为输入模拟时,本文DTSM模型的纳希效率系数Ens精度比机理模型提高10个百分点以上;相比静态模式,动态数据驱动模式的模拟精度有进一步提高,尤其是对于静态模式精度较低的流域,提高更为明显。     

数字黑河的思考与实践4:流域观测系统

数字化的流域观测系统是数字流域的重要组成部分.①首先介绍了水循环卫星遥感和地面观测的最新进展,以及航空遥感在流域观测中的重要作用.②介绍了对于流域观测系统的构想.认为流域观测系统应兼顾陆面过程、水文、生态观测的不同空间尺度和时间尺度,监测与控制试验并重,地面与遥感配合,重视采样设计,重视新兴观测手段,与信息系统扣模型高度集成,科学目标导向,模型需求驱动.③黑河流域观测系统由位于流域上中下游不同景观带的野外研究站、综合观测试验以及气象水文业务化观测网络组成,在流域内先后开展了HEIFE实验、金塔试验和黑河综合遥感联合试验.④介绍了对于流域观测系统的进一步构想:增强遥感观测能力是关键,集成遥感、地面观测和模型模拟才能更好地定量估计水循环,流域观测系统应和信息系统、综合模型等共同构成流域科学研究的信息基础设施,更好地为流域科学服务.     

围压条件下PDC切削齿受力测量传感器的设计

详细叙述了围压条件下ＰＤＣ切削齿受力（轴向力、切削力、侧向力）的测量方法，并研制成功了相应的围岩测力传感器；解决了传感器的防水问题，同时用实验标定的方法消除了高压给传感器测量精度带来的影响。     

基于光纤传感技术静压桩承载力时效性机理分析

在桩身预埋FBG（fiber bragg gating）光纤传感器,利用静压桩隔时复压试验的优势,观测开口PHC管桩的承载力、桩端阻力以及桩侧摩阻力随休止时间的变化情况。试验表明,桩极限承载力在沉桩结束一定时间范围内随时间大致呈对数型增长,沉桩284 h后提高幅度达140%,时效性系数为0.52;桩端阻力和桩侧摩阻力在休止期内的提高幅度分别为6.28%和475.37%,说明试验场地条件下试桩承载力的提高主要源于桩侧摩阻力。试验结果显示,桩极限承载力及桩侧摩阻力的发展符合3阶段增长模型,时间界点分别为21.5 h和279 h。研究成果可为基桩时效性研究及相关设计提供依据。