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。     

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。     

试论陆壳增生的两种基本模式及其对比

大陆地壳是地球形成演化的必然产物。大陆地壳由不同时代、不同类型、不同规模地体的拼贴而增生；同时已形成的大陆地壳沿着新的断裂分裂、离散而碱小。因此大陆地壳是地体拼贴增生与分裂离散的综合结果。太古代早期，原始陆壳形成后，主要通过环太平洋型与天山型两种基本模式达到陆壳的增生。环太平洋型陆壳增生模式出现于陆块的边缘，由古大陆向大洋方向单向增生，增生年代由老到新，增生地体一般都有较大距离的移置，其增生与板块的俯冲作用密切有关。天山型陆壳增生模式出现在陆块的内部，其形成与陆块的开台作用密切有关，可以但不一定伴随有俯冲作用。当古大陆沿一定方向断裂带分裂、离散。其间形成新的海槽接受碳酸盐岩和正常陆源碎屑沉积物与来自地壳深部或地幔的火山物质。由于壳下应力条件改变，两侧古陆相向运动，海槽中物质受两侧古陆碰撞挤压，形成褶皱造山带，并把两侧的古大陆“焊接”成新的、范围更大的大陆地壳。     

基底滑脱层分布对褶皱冲断带变形影响的物理模拟研究：以塔西南西昆仑山前褶皱冲断带为例

针对塔西南西昆仑山前基底寒武系膏盐层的分布情况, 采用物理模拟研究方法,设计了研究基底滑脱层的分布对褶皱
冲断带影响的两组实验。实验结果表明：基底滑脱层的分布对构造变形样式的发育及变形前锋的传播有重要的控制作用。
具体表现为在基底寒武系膏盐层分布靠近山前的苏盖特地区变形整体表现为滑脱式的宽缓箱状褶皱的发育;寒武系膏盐层
分布较远离山前的柯东地区在缺失寒武系膏盐层的山前地区,表现为叠瓦状逆冲断层的发育,形成断层相关的紧闭褶皱,
往北有寒武系膏盐层发育的固满地区才发育较大型的箱状背斜。实验过程中苏盖特地区的变形前锋往前陆方向传播得更快
更远,而柯东地区变形前锋往前陆方向传播得较慢较近,从而在变形过程中二者的变形前锋容易出现一个“Z”字形转折。     

浙江杭州地区孝丰-三门湾断裂晚第四纪活动性研究

北西走向的孝丰—三门湾断裂是浙北地区一条重要的断裂。该断裂第四纪以来表现为左旋走滑,并水平断错了北东走向的萧山—球川断裂和东西走向的昌化—普陀断裂。这三条断裂交汇于杭州地区并造成了钱塘江的拐弯。在孝丰—三门湾断裂与北东走向断裂的交汇处曾有多次地震发生。通过在孝丰—三门湾断裂（杭州段）上布设的4 个探槽,发现该断裂附近存在一系列近于东西走向及北东走向的晚更新世活动断裂。这些断层活动可能是由孝丰—三门湾主干断裂的活动引起的,并调节着孝丰—三门湾主干断裂的活动,减弱断裂附近应力,降低区域地震危害性。采用了光释光（OSL）测年方法来限定断层活动时代,并采用孢粉测年对OSL 年龄进行验证。依据OSL 年龄,探槽所揭露的断层活动均发生距今1.65 万年之前,存在两次断层活动,分别发生于1.65~1.97 万年和4.2~5.12 万年。孝丰—三门湾断裂在晚更新世有所活动的认识对于杭州地区乃至整个浙北地区未来的地震危险性评价具有重要的意义。     

山东崔家峪玻璃用石英砂岩矿床地质特征及成因

崔家峪石英砂岩矿床赋存于下寒武系李官组,矿体呈层状,厚度5.2～15.50 m;矿石中砂结构,分选性好;矿石ω(SiO2)高达98.77%～98.98%,ω(Fe2O3)仅0.038%～0.045%,实属少见的超纯石英砂岩矿床.该矿床形成于温暖潮湿气候下的稳定大陆壳边缘滨海环境,石英直接来源于震旦系土门群砂岩,矿床是剥蚀-沉积多个旋回不断分选富集的结果.研究该矿床地质特征和成因具有地质和找矿指导意义.