基于特征注意力机制的RNN-Bi-LSTM船舶轨迹预测

【目的】为更准确预测船舶轨迹,基于RNN、Bi-LSTM和注意力机制,研究一种结合特征注意力机制的RNN-Bi-LSTM的船舶轨迹预测模型。【方法】基于AIS数据构建基于循环神经网络(RNN)与双向长短时记忆网络(Bi-LSTM)的混合神经网络模型,并在混合模型中加入特征注意力机制对数据特征进行权重分配,提升模型对船舶轨迹预测精度。【结果】使用实际运行的船舶AIS数据,对模型的有效性和实用性进行验证,测试集均方误差为2.751×10^-5、均方根误差为5.245×10^-3,在连续弯道预测中的均方误差为4.359×10^-6、均方根误差为2.088×10^-3。【结论】结合特征注意力机制的RNN-Bi-LSTM相较于传统的预测神经网络,船舶轨迹预测精度更高,尤其在弯道预测中也表现出较好的符合度。     

湖北清江和尚洞风化岩壁放线菌分离及基于16S rRNA的种类分析

为探究湖北清江和尚洞岩壁放线菌物种组成及其与碳酸盐岩相互作用的关系,分别采集该洞穴无光区风化岩壁样品2份（W1和W2）和弱光区风化岩壁样品1份（W3）,采用经改良的5种已知放线菌分离培养基及1种自主设计的风化岩壁浸汁培养基两种策略优化设计分离培养基。采用稀释涂布法分离放线菌,并选择放线菌特异引物进行16S rRNA基因扩增和序列测定并构建系统发育树。结果表明,从3份风化岩壁样品中共纯化到放线菌72株,分属于放线菌纲（Actinobacteria）的4个属:链霉菌属（Streptomyces,69株）、红球菌属（Rhodococcus,1株）、冢村氏菌属（Tsukamurella,1株）和微杆菌属（Microbacterium,1株）,其中链霉菌属为优势菌属。无光区样品W1和W2分离到菌株较少,分别为9株和10株,而弱光区样品W3分离到菌株较多,为53株。研究结果为进一步研究放线菌与洞穴碳酸盐矿物相互作用的潜在关系奠定了基础。      

Landsat 8全色影像阴影的扁平冰山出水高度提取

冰山出水高度是测量冰山厚度进而估算冰山体积的一个重要几何参数,是定量评估冰山对海洋的淡水输入量的基础。冬季冰山在海冰上成影且阴影较长,本文提出利用阴影测高模型高精度测量冰山出水高度的方法。试验选择2016年8月29日、9月7日和9月16日中心太阳高度角分别为5.43°、7.49°和11.01°的3期Landsat 8全色15 m影像,以独立扁平冰山为例,自动提取冰山在海冰上的阴影长度计算冰山出水高度,并利用不同时相同名成影点进行交叉验证评估测量精度。结果显示：阴影长度测量误差优于1个像元,在太阳高度角低于11.01°时,全色15 m影像提取的冰山出水高度均方根误差（RMSE）低于2.0 m,平均绝对误差（MAE）低于1.5 m。由此表明：在冬季低太阳高度角下,Landsat 8全色15 m影像可用于高精度测量冰山出水高度,具有大范围测量南极冰山出水高度的潜力。     

变质作用与流体包裹体:进展与展望

流体广泛存在于大多数地质作用过程中,并担任着元素迁移的载体、化学反应的"容器"和活化剂等重要角色。流体包裹体作为古变质流体研究最直接的样本,在各种变质矿物中普遍存在,同时对各种后期改造有一定的抵抗力。因此,流体包裹体是了解变质过程中流体的物理化学行为和限定变质条件的最佳对象。本文从流体和变质作用类型等基本概念出发,系统介绍了不同类型变质作用中流体的产生、成分、作用及后期包裹体可能受到的改造过程,重点阐述了麻粒岩中流体包裹体和UP/UHP变质岩中流体包裹体研究热点,为大陆演化和壳幔相互作用等方面的探索提供帮助。最后展望了未来流体包裹体分析方法和技术方面上的改善以及流体示踪剂可能的发展趋势。     

最近和即将发生的崩解事件不会削弱埃默里冰架的稳定性

冰架崩解约占南极物质损耗总量的一半。借助卫星遥感本世纪已经观测到多次大型崩解事件,引发了公众对气候变化问题的广泛关注。然而作为冰架消涨的自然循环,某些崩解事件只是周期性重现而并非近年来南极升温导致。2019年9月-10月,我们通过“哨兵一号”雷达卫星和“京师一号”小卫星完整地记录到发生在埃默里冰架前端的一次大型崩解事件,并利用冰流数值模式模拟了本次以及未来两次即将发生的崩解事件对该冰架的动力学影响。遥感观测表明,埃默里冰架前端发育有两条纵向、两条横向和一条斜向共五条大型裂隙。它们沿尖端继续向上游延伸可以造成三次崩解事件,其中第一次发生于2019年9月末,D28冰山随普里兹湾涡流向西北方向旋转漂移。依据前人推测的崩解周期,我们在模型中设置五组试验,选择露出海面体积、接地面积、冰流通量三个参数估算冰架对三次崩解的响应。结果表明,通过设计合理的网格系统,我们的模型能够捕捉到每次崩解事件释放的物理信号。三次崩解总体响应趋于一致,仅表现出微弱的差异。在一个60年的崩解周期内,三次崩解引发冰流加速70 m/a,前端减薄2 m,接地线退缩60 km2,共约造成40亿吨额外的物质损耗。然而上述变化仍然处于最新卫星估算误差内部,所以我们认为这些崩解事件并不会显著削弱埃默里冰架整体的稳定结构。考虑到这还是首次明确观测到该冰架进入新一轮崩解周期,未来仍必要收集更长时间序列的遥感资料用以验证模式结果。     

极地遥感

极区是全球气候系统的重要组成部分, 对全球气候系统有显著的反馈作用。遥感是监测极区环境变化最有效的手段之一, 发展极地遥感意义重大。本文回顾了中国科学院遥感应用研究所近年来极地遥感研究方面所取得的一些成果, 包括卫星遥感监测技术和极区地面无线传感器网络遥感技术。     

星载微波散射计技术及其在极地的应用

简要介绍了微波散射计的原理、星载微波散射计的发展状况及用于提高散射计图像空间分辨率的图像滤波重建算法。在此基础上结合几种星载微波散射计数据简要介绍了微波散射计在南北两极的应用情况 (海冰图测绘、海冰运动监测、海冰分类、极地冰盖研究等 )及其未来研究展望。     

基于SAAS与NSCAT后向散射差异的南极冰盖变化监测

雪的微波散射特性与液态水存在着密切的联系,由于融化导致的液态水成分增大将导致雪层后向散射大大降低。利用南极地区同季相SAAS(1978)和NSCAT(1996)Ku波段散射计数据进行差分处理,得出后向散射发生显著变化的地区。以EllsworthLand为例,结合自动气象站历史数据记录,得出该地区后向散射减弱部分源于气温升高融化加剧的结论。     

塔里木盆地西北缘新元古代震积岩的发现及其地质意义

震积岩是地层中记录古地震事件的关键岩石记录,通过震积岩的识别和发育序列的研究有助于认识盆地形成的构造背景和区域大地构造过程。在塔里木盆地西北缘的乌什南部地区新元古界中识别出臼齿构造、微同沉积断裂和液化卷曲变形等古地震引起的软沉积变形构造,发育典型的震积岩（震裂岩和震褶岩）以及震浊积岩、冰碛岩和薄层状钙质泥岩等沉积单元,并在南华系上部形成了深水浊流沉积—冰水混积—地震活动和背景沉积—地震活动等两期震积作用序列。塔里木西北缘南华系震积岩与同时期正断层紧密伴生,共同指示区域构造伸展背景,可能与新元古代罗迪尼亚超大陆裂解、大规模裂谷作用有关。