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海面溢油激光探测系统及相关算法的研究 被引量：1
1
作者 吴培良 王智伟 +2 位作者 孔德明 崔永强 马勤勇 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期170-177,共8页
激光诱导荧光(LIF)技术是目前较为有效的海面溢油探测技术之一,但基于该技术的油膜厚度反演算法不适用于评估厚油膜(>800μm)。激光方向性强且能量集中,研究已表明其具备评估海面油膜的能力,然而现有探测系统将激光信号作为干扰信号... 激光诱导荧光(LIF)技术是目前较为有效的海面溢油探测技术之一,但基于该技术的油膜厚度反演算法不适用于评估厚油膜(>800μm)。激光方向性强且能量集中,研究已表明其具备评估海面油膜的能力,然而现有探测系统将激光信号作为干扰信号加以抑制或去除。为了重新找回该信号以实现探测海面厚油膜的目的,研究了一种海面溢油激光探测系统并对其协调控制方法进行了探讨,另外,基于此系统建立了一种利用激光反射信号评估海面厚油膜的模型。通过选用原油和白油的混合油(1:50)作为实验油,验证了海面溢油激光探测系统的可行性和油膜厚度评估算法的有效性。 展开更多
关键词 几何量计量 激光探测系统 激光诱导荧光 海面溢油 油膜厚度
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基于CALIOP双波长数据的海面测风信号筛选方法研究
2
作者 罗敦艺 吴东 贺岩 《大气与环境光学学报》 CAS CSCD 2024年第3期371-380,共10页
基于海面后向散射模型,提出了一种利用CALIOP双波长海面信号进行数据质量控制的星载激光雷达数据筛选方法。选取CALIOP 2018年1―9月Version 4.1.0 level 1数据进行全球海面风速反演,为提高数据可利用率,在无云海域探测海面风速的条件... 基于海面后向散射模型,提出了一种利用CALIOP双波长海面信号进行数据质量控制的星载激光雷达数据筛选方法。选取CALIOP 2018年1―9月Version 4.1.0 level 1数据进行全球海面风速反演,为提高数据可利用率,在无云海域探测海面风速的条件下增加了可穿透云CALIOP数据,经过大气校正和双波长信号质量控制后进行风速反演,以准同步AMSR-2风速数据作为参考值进行检验。分别采用Cox-Munk和Hu模型的经验关系反演风速,对于1―3月数据,前者标准偏差分别为1.14、1.18、1.16 m/s,相关系数分别为0.90、0.91、0.91;后者标准偏差分别为1.17、1.19、1.17 m/s,相关系数分别为0.91、0.91、0.91。而相较于无云海域的反演研究,可利用数据量提高约45.5%,表明利用该方法既能保证反演精度同时又能有效提高数据可利用率,可为海面风场研究提供更多的数据源。 展开更多
关键词 遥感 星载激光雷达 海面后向散射 海面风速 信号提取
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渤海湾海面变化
3
作者 王福 胡云壮 +12 位作者 田立柱 施佩歆 李建芬 陈永胜 李勇 商志文 姜兴钰 袁海帆 杨朋 文明征 赵琰琳 杨怡 王宏 《华北地质》 2024年第1期1-20,共20页
【研究目的】海面上升,是渤海湾泥质海岸带地区全新世海陆变化最主要的影响因素。通过重建海面变化历史,有助于预测今后的变化趋势。【研究方法】全球基于实际调查的建模研究,恢复了过去数万年来较高分辨率的海面变化历史、分析了导致... 【研究目的】海面上升,是渤海湾泥质海岸带地区全新世海陆变化最主要的影响因素。通过重建海面变化历史,有助于预测今后的变化趋势。【研究方法】全球基于实际调查的建模研究,恢复了过去数万年来较高分辨率的海面变化历史、分析了导致这种变化的各类分量的贡献。我们通过地区性相对海面变化研究,着重对地区性和区域性分量或做了定量评估、或进行了半定量推理分析,并做了具体的案例研究。【研究结果】这些研究表明,距今10~7 ka时全球海面平均上升速率是~9 mm/a,同期渤海湾西岸相对海面平均上升速率是~5.6 mm/a。这一较快的上升造成了包括渤海湾在内全球沿海平原海岸线后退(以及渤海海盆-渤海湾可能的数道沿岸堤被淹没)。但是,7 ka至今,全球与冰融水等效海面(ice-equivalent sea level,ESL)的平均上升速率降至~0.64 mm/a;5 ka以来,甚至不再上升。7 ka以来,渤海湾西岸相对上升速率是~0.46 mm/a;5.5 ka之后,进一步减弱到~0.18 mm/a。上述全球和渤海湾西岸海面变化,显示出明显的“二段式”上升特点。以~7 ka为转折点:之前与之后的上升速率相差一个数量级。对于渤海湾西岸而言,叠加在这个长达~7000年的明显减速但仍缓慢上升背景上的,是均衡掀升分量与下沉(新构造下沉+沉积自压实下沉)分量的相互抵消。于是,全球性海面的缓慢上升、区域性均衡调整造成的掀升与局地下沉,这三者的复杂博弈,形成了长达~7000年的、经常受高潮水影响的渤海湾西岸障壁岛型贝壳堤-潟湖盐沼洼地周期性交替的沿海地形地貌格局。1870 CE至今的150余年间,全球海面平均上升速率~1.7 mm/a,近10余年来更加速至3.7 mm/a,渤海湾同时期I堤海岸线向海侧的前凸岸段平均蚀退1~3 km。【结论】我们推断1870CE以来的全球气温上升-海面上升与渤海湾同时期海岸线蚀退可能具因果关系。21世纪全球变暖及因此引起海面~6~8 mm/a上升的预测,是1870 CE至今全球加速升温-海面加速上升的必然延续。从地质学角度,这将导致渤海湾今后的“可容空间”逐步增加,为海岸线-潮间带蚀退、盐沼湿地退化提供条件,从而将可能导致持续了~7000年的贝壳堤障壁岛-潟湖盐沼地貌过程的终止,转入与7 ka之前相似的海面上升加速时的沿岸堤-沿海低地模式。以上基于全球研究及渤海湾实际调查结果做出的推断,将对渤海湾泥质海岸带的中长期发展产生影响。 展开更多
关键词 历史海面变化 障壁岛型贝壳堤-潟湖盐沼过程终止 海面加速上升 可容空间增加 海岸线蚀退
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海面溢油激光探测系统接收装置的研究
4
作者 吴培良 王智伟 +2 位作者 孔德明 马勤勇 崔永强 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期1281-1290,共10页
提出一款适用于海面溢油激光探测系统的接收装置,通过对该装置中的平行光管、光学天线以及积分球等光学部件进行研究,分析了激光在装置中的能量传输变换等系列问题。然后,以不同油膜厚度对应的激光反射信号强度作为仿真参数,在不同海况... 提出一款适用于海面溢油激光探测系统的接收装置,通过对该装置中的平行光管、光学天线以及积分球等光学部件进行研究,分析了激光在装置中的能量传输变换等系列问题。然后,以不同油膜厚度对应的激光反射信号强度作为仿真参数,在不同海况下验证了接收装置的有效性。结果表明,同一油膜厚度下,经过接收装置的激光强度远小于未经过接收装置的激光强度,此外,在平静海面或风速为0.3、0.5和0.8 m/s的微浪海面下,使用经过接收装置后的激光强度可以有效反演海面油膜厚度。 展开更多
关键词 几何量计量 海面溢油 激光探测系统 激光接收装置 油膜厚度
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星下点观测的星载卫星导航反射信号海面风矢量极大似然估计
5
作者 王峰 李建强 +2 位作者 张国栋 张琦 杨东凯 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1418-1427,共10页
该文针对星载全球导航卫星反射计(GNSS-R)镜面反射信号对海面风向不敏感导致海面风向反演难问题,分析非镜向海面散射信号特征,提出星下点非镜向观测模式,定义该模式下海面风矢量敏感特征观测量,在此基础上提出基于星载GNSS-R海面风矢量... 该文针对星载全球导航卫星反射计(GNSS-R)镜面反射信号对海面风向不敏感导致海面风向反演难问题,分析非镜向海面散射信号特征,提出星下点非镜向观测模式,定义该模式下海面风矢量敏感特征观测量,在此基础上提出基于星载GNSS-R海面风矢量极大似然估计(MLE)反演算法直接利用两颗及以上导航卫星的星下点非镜向散射信号进行海面风矢量的反演,并提出风矢量搜索算法提高反演效率。通过搭建星载GNSS-R仿真平台验证算法的可行性和评估算法性能。结果表明:所提算法可直接利用非镜向独立观测模式下的多颗导航卫星散射信号反演得到海面风速和风向;多星观测可消除观测几何导致的模糊解从而将海风风向4个模糊解降至2个模糊解,但无法消除海浪谱的对称性导致的海面风向模糊解。在2~25 m/s的风速内,当信噪比(SNR)大于11 dB时,3星观测的风速均方根误差(RMSE)优于2 m/s,风向的均方根误差优于15°。 展开更多
关键词 全球导航卫星系统反射计 极大似然估计 海面风矢量 遥感
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基于双尺度海谱的动态海面场景仿真建模分析
6
作者 叶宗民 宋广 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第9期138-142,共5页
针对典型复杂环境下动态海面目标场景,采用双尺度海谱用于风驱海面的建模构建公里级别复杂场景电磁仿真模型,研究面向体-面复合结构的自适应弹跳射线法,结合区域分解和并行加速技术实现典型目标及地物环境的耦合电磁散射特性分析,形成... 针对典型复杂环境下动态海面目标场景,采用双尺度海谱用于风驱海面的建模构建公里级别复杂场景电磁仿真模型,研究面向体-面复合结构的自适应弹跳射线法,结合区域分解和并行加速技术实现典型目标及地物环境的耦合电磁散射特性分析,形成公里级别复杂场景多维复合散射特性仿真能力,实现大场景复杂环境与目标一体化模型的高效电磁散射计算与分析。通过测量海面邮轮在实际海面背景下的电磁散射特性,进行验证,为复杂海面背景下大尺度目标的动态场景生成和目标特性研究提供重要支撑作用。 展开更多
关键词 海面场景 建模分析 双尺度
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基于机器学习模型FY⁃3D MWRI海面风速反演
7
作者 张云 韩天辉 +3 位作者 孟婉婷 杨树瑚 周绍辉 韩彦岭 《上海航天（中英文）》 CSCD 2024年第4期120-132,172,共14页
风云三号D星(FY-3D)微波成像仪(MWRI)L1级亮温数据可用于全球海面风速反演,本文讨论了在晴空区和云区使用多元线性统计回归模型和机器学习模型反演海面风速的情况,在晴空区将4 d测试集分别放入多元线性统计回归模型,采用随机森林(RF),... 风云三号D星(FY-3D)微波成像仪(MWRI)L1级亮温数据可用于全球海面风速反演,本文讨论了在晴空区和云区使用多元线性统计回归模型和机器学习模型反演海面风速的情况,在晴空区将4 d测试集分别放入多元线性统计回归模型,采用随机森林(RF),支持向量回归(SVR),卷积神经网络(CNN)和Stacking融合(SF)模型对海面风速进行反演,最优的均方根误差(RMSE)分别为1.56、1.31、1.24、1.29和1.27 m/s;在云区2 d测试集上的最优RMSE分别为2.12、1.98、1.87、1.89和1.89 m/s。为了进一步验证晴空区海面风速反演的可靠性,选取美国国家浮标数据中心(NDBC)实测的浮标风速对海面反演风速进行验证,CNN反演风速与NDBC实测风速的RMSE为0.74 m/s,决定系数(R^(2))为0.80;SF反演风速与NDBC实测风速的RMSE为0.85 m/s,R^(2)为0.74。结果证实了通过机器学习模型能够很好地完成FY-3D MWRI亮温反演全球海面风速的任务。 展开更多
关键词 风云三号D星(FY-3D) 微波成像仪(MWRI) 海面风速反演 机器学习 Stacking融合(SF)模型
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融合图卷积和注意力机制的GRU海面温度预测模型
8
作者 王丽娜 宋悦 +2 位作者 王旭东 吕路莹 董昌明 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1-12,共12页
海面温度(sea surface temperature,SST)是影响海洋气候变化的关键因素之一,SST的精确预测对海洋气象、航海等相关领域具有重要意义。为同时捕获空间和时间相关性,本文提出了一种融合图卷积(graph convolution,GC)和注意力机制的门控循... 海面温度(sea surface temperature,SST)是影响海洋气候变化的关键因素之一,SST的精确预测对海洋气象、航海等相关领域具有重要意义。为同时捕获空间和时间相关性,本文提出了一种融合图卷积(graph convolution,GC)和注意力机制的门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)海面温度预测模型(graph convolutional recurrent unit-attention mechanism,GCRU-ATT)。GC将海洋表面空间构建成图形的拓扑结构,有效地挖掘数据特有的空间特征。首先,将门控循环单元中的矩阵乘法替换为图卷积运算,构成门控图卷积(graph convolutional recurrent unit,GCRU)层;应用GCRU层搭建模型主要结构,以提取数据的时空信息;其次,引入注意力机制为GCRU层输出信息分配不同的权重。最终,使用一个全连接的输出层输出海面温度预测结果。选取东海和渤海海域的SST数据建模,实验结果表明GCRU-ATT模型鲁棒性好,且其误差指标值低于已有的方法,预测精度较高。 展开更多
关键词 海面温度 图卷积 门控循环单元 注意力机制
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海浪谱法模拟海面场景仿真参数选取准则
9
作者 曹宝根 孙强 +1 位作者 赵禧金 许镇 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1476-1487,共12页
为提升海面场景模拟的物理真实感,本文探讨了仿真参数对海洋粗糙面模拟精确性的影响,并建立了海表模拟中仿真参数的选取准则。依据海浪谱和随机过程统计理论,采用自相关函数研究了海面相关长度随风速变化规律。通过建立海浪蒙特卡罗仿... 为提升海面场景模拟的物理真实感,本文探讨了仿真参数对海洋粗糙面模拟精确性的影响,并建立了海表模拟中仿真参数的选取准则。依据海浪谱和随机过程统计理论,采用自相关函数研究了海面相关长度随风速变化规律。通过建立海浪蒙特卡罗仿真模型,结合随机粗糙面误差分析,提出了不同风速条件下海面场景仿真参数的选取准则。研究表明:将海表模拟的采样间隔限定在顺风向相关长度的0.1~0.5倍,可显著提高海面场景模拟的精确度;而当海面仿真参数超出上述范围时,可能导致海面场景模拟失真,进而影响其视觉真实感。本文所提出的仿真参数选取标准可为开发航海模拟器提供技术支撑。 展开更多
关键词 海面场景模拟 航海模拟器 海浪谱 自相关函数 相关长度 参数选取准则 随机过程 蒙特卡罗仿真
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基于斯托克斯矢量对海面溢油的识别
10
作者 宋哲 马思远 +1 位作者 刘春楠 徐哲 《辽宁师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期34-42,共9页
利用JANSWAP海谱建立了海面与油膜的模型,采用基尔霍夫近似理论分析了海面和油膜对光波的散射,数值计算了S偏振光、P偏振光、45°偏振光、圆偏振光入射到海面和油膜时半球空间的散射光斯托克斯矢量,分析了入射角和风速对散射斯托克... 利用JANSWAP海谱建立了海面与油膜的模型,采用基尔霍夫近似理论分析了海面和油膜对光波的散射,数值计算了S偏振光、P偏振光、45°偏振光、圆偏振光入射到海面和油膜时半球空间的散射光斯托克斯矢量,分析了入射角和风速对散射斯托克斯矢量中V分量的影响.发现P偏振光和45°偏振光以油膜布儒斯特角(56°)入射时,海面和油膜散射光的V分量存在较大差异,且风速越大越明显.对于海面,V分量都近似为0,对于油膜,P偏振光的散射光V分量在入射面两侧呈两瓣反对称分布,45°偏振光的散射光V分量在入射面内反射光方向两侧呈两瓣反对称分布,说明可以用V分量来区分海水和油膜.该结果能够为海面溢油探测提供一定的理论参考. 展开更多
关键词 偏振光学 海洋溢油 海面 斯托克斯矢量
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星载微波散射计海面风场反演研究进展
11
作者 解学通 黎锦杰 +2 位作者 张秦 黄家涛 陈梓灵 《广州大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第5期1-12,共12页
星载微波散射计以高时空分辨率、全天候的观测能力,能实现多波段、多极化、多视角的海面观测,成为大面积获取高分辨率海面风场的重要手段,是全球海面风场观测资料最主要的卫星传感器,对其进行研究有着重要的意义。文章以星载微波散射计... 星载微波散射计以高时空分辨率、全天候的观测能力,能实现多波段、多极化、多视角的海面观测,成为大面积获取高分辨率海面风场的重要手段,是全球海面风场观测资料最主要的卫星传感器,对其进行研究有着重要的意义。文章以星载微波散射计对风速和风向的反演为主线,全面而系统地探讨了国内外学者在海面风场反演方法方面的研究进展,涵盖了地球物理模型函数的演化、模糊解去除方案的优化以及神经网络算法和深度学习在海面风场遥感中的应用。这些内容不仅为海面风场反演技术的进一步发展提供了重要参考,也为未来海洋遥感领域的研究和应用提供了新的思路。 展开更多
关键词 微波散射计 风场反演算法 海面风场
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广东省近岸海域海面地形模型建立
12
作者 华水胜 杨广武 +1 位作者 蔡怀玉 朱亚兵 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2024年第4期44-47,共4页
广东省近岸海域缺少高精度海面地形模型,无法准确为广东省无缝垂直基准面提供可靠标定与统一转换。将长达19年水位数据的验潮站作为基准站,对其他长期、中期验潮站通过平均海面传递方法进行加密,并结合水准联测数据得到验潮站沿岸海面... 广东省近岸海域缺少高精度海面地形模型,无法准确为广东省无缝垂直基准面提供可靠标定与统一转换。将长达19年水位数据的验潮站作为基准站,对其他长期、中期验潮站通过平均海面传递方法进行加密,并结合水准联测数据得到验潮站沿岸海面地形值,最终采用反距离加权法建立广东省近岸海域海面地形模型。评估结果表明该模型误差优于3.2 cm,明显高于有关参考文献给出的成果精度,对广东省陆海基准统一转换研究具有很高的参考和使用价值。 展开更多
关键词 海面地形 近岸海域 海面地形模型 基准验潮站 水准联测 趋势性分析 格网点内插
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天基分布式雷达海面目标跟踪应用总体技术研究 被引量：1
13
作者 高飞 吴疆 +6 位作者 马俊 刘佳 张选民 李彬 蒙继东 牛文博 党红杏 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2667-2675,共9页
天基雷达在广域目标监视方面具有独特优势,利用天基雷达实现广域海面目标跟踪具有重大现实意义和特殊难度。针对天基分布式雷达体制,在分析其用于海面多目标跟踪场景所存在的区域非均衡覆盖、低/超低回访周期、实时处理等特殊问题影响... 天基雷达在广域目标监视方面具有独特优势,利用天基雷达实现广域海面目标跟踪具有重大现实意义和特殊难度。针对天基分布式雷达体制,在分析其用于海面多目标跟踪场景所存在的区域非均衡覆盖、低/超低回访周期、实时处理等特殊问题影响基础上,提出了星间接力跟踪处理方式和栅格化跟踪处理框架,并给出了相应的多目标跟踪性能评估指标体系。仿真评估结果表明了所提栅格化跟踪处理框架相对常规全域处理框架的优越性以及评估指标的合理性。 展开更多
关键词 天基雷达 分布式雷达 海面目标 目标跟踪 性能评估
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一种基于静止卫星的海面风矢量估测方法 被引量：1
14
作者 张云开 徐娜 +1 位作者 翟晓春 张鹏 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期225-236,共12页
参考大气动力学理论中风随高度、纬度的分布特征,提出一种基于静止卫星低层大气导风利用全连接神经网络估测海面风的新思路,构建基于卫星遥感数据的全连接神经网络海面风矢量估测模型,实现基于大气导风的海面风估测。基于GOES-16先进基... 参考大气动力学理论中风随高度、纬度的分布特征,提出一种基于静止卫星低层大气导风利用全连接神经网络估测海面风的新思路,构建基于卫星遥感数据的全连接神经网络海面风矢量估测模型,实现基于大气导风的海面风估测。基于GOES-16先进基线成像仪可见光通道0.5 km分辨率大气导风开展试验,并与2021年1月1日—12月31日北美近海岸和海上93个美国国家数据浮标中心浮标数据比对,结果表明:全连接神经网络估算得到基于大气导风的海面风风速均方根误差不大于1.5 m·s^(-1),较传统模型降低0.24 m·s^(-1)。将模型应用于飓风场景,通过与2022年3个北大西洋飓风和3个东太平洋飓风共13个时次的再分析数据比对表明:基于大气导风的海面风风速均方根误差不大于1.1 m·s^(-1),相较于传统经验模型降低0.04 m·s^(-1),在低风速区无系统性偏差。 展开更多
关键词 海面风矢量 大气导风 全连接神经网络 低层大气
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蚂蚁筑巢对纳帕海面山土壤碳积累及分配的影响 被引量：1
15
作者 刘攀 陆梅 +7 位作者 吕晶花 杨志东 赵定蓉 孙官发 闪昇阳 李聪 赵旭燕 陈志明 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期114-125,共12页
【目的】揭示纳帕海面山森林蚁巢与非蚁巢土壤总有机碳储量及活性有机碳组分的分配特征,为阐明蚂蚁活动对森林土壤有机碳沉积影响的过程及机制提供关键数据支撑。【方法】以纳帕海面山云杉−冷杉森林群落为研究对象,比较蚁巢和非蚁巢2种... 【目的】揭示纳帕海面山森林蚁巢与非蚁巢土壤总有机碳储量及活性有机碳组分的分配特征,为阐明蚂蚁活动对森林土壤有机碳沉积影响的过程及机制提供关键数据支撑。【方法】以纳帕海面山云杉−冷杉森林群落为研究对象,比较蚁巢和非蚁巢2种处理土壤总有机碳储量、活性碳组分(微生物生物量碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳、可溶性有机碳)及其碳分配(微生物生物量碳/总有机碳、易氧化有机碳/总有机碳、颗粒有机碳/总有机碳、可溶性有机碳/总有机碳)的差异,并分析蚂蚁筑巢活动引起土壤理化环境改变对总有机碳储量及活性有机碳组分分配的影响。【结果】蚂蚁筑巢显著影响土壤有机碳积累及活性碳组分分配(P<0.05)。其中,蚁巢土壤有机碳储量是非蚁巢的5.7倍;蚁巢土壤总有机碳、微生物生物量碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳含量分别提高了3.8、2.7、4.0、3.5倍;蚁巢土壤易氧化有机碳/总有机碳均值大小比蚁巢高出1.50%,而非蚁巢土壤微生物生物量碳/总有机碳、颗粒有机碳/总有机碳、可溶性有机碳/总有机碳均值分别比蚁巢高0.43%、3.30%、3.21%;不同处理和土层仅对土壤总有机碳、微生物生物量碳、颗粒有机碳和可溶性有机碳含量存在明显的交互作用(P<0.05);回归分析结果表明土壤微生物生物量碳、颗粒有机碳、可溶性有机碳和易氧化有机碳分别解释了96.45%、96.35%、95.13%、94.27%的总有机碳变化;主成分分析表明土壤密度、全氮和速效磷是总有机碳储量的主控因子,而速效氮、速效磷、土壤密度等是活性碳组分积累的主要驱动因子;全钾、含水量分别是颗粒性有机碳与可溶性有机碳分配的主要影响因子。【结论】蚂蚁筑巢主要通过改变土壤紧实度、氮磷养分条件等环境因子,进而调控纳帕海面山森林土壤总有机碳储量与活性有机碳组分的分配,研究结果有助于理解高原湿地面山土壤碳积累过程的土壤动物学调控机制。 展开更多
关键词 蚂蚁筑巢 土壤有机碳储量 土壤有机碳组分及分配 纳帕海面山森林
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海面目标光电单站无源定位与误差分析
16
作者 檀立刚 程旗 +2 位作者 魏美亭 李捷 骆明伟 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第4期673-684,共12页
为实现光电侦察设备对海面舰船目标单站无源定位,提出了对海面目标的高精度近实时光电单站无源定位方法。建立了单站无源定位方程,分析了目标定位误差,探讨了影响定位误差因素,给出了单站无源定位的应用建议。仿真结果表明:在17.899 km... 为实现光电侦察设备对海面舰船目标单站无源定位,提出了对海面目标的高精度近实时光电单站无源定位方法。建立了单站无源定位方程,分析了目标定位误差,探讨了影响定位误差因素,给出了单站无源定位的应用建议。仿真结果表明:在17.899 km距离处单站无源定位的定位误差约为1.672%R,单次定位时间约20 ms;位置、纬度、经度和高度误差分别服从N(299.31 m,197.39 m)、N(4.944×10^(-5°),2.665×10^(-3°))、N(4.038×10^(-5°),1.899×10^(-3°))、N(-0.485 m,14.165 m)的正态分布;俯仰角、方位角和目标高度的误差对定位精度影响较大,俯仰角在[-120°,-15°]范围内定位结果可靠,目标高度误差在[-200 m,200 m]范围内,定位误差小于800 m,实现了对海面目标的高精度近实时单站无源定位。提出的方法适用于具备高度参考面估计的海面、地面和空中目标的单站无源定位。 展开更多
关键词 光电侦察设备 海面目标 单站无源定位 误差
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构建准实时海面风场的一种智能算法
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作者 刘晓燕 宋晓姜 +2 位作者 郭安博宇 郝赛 彭炜 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期51-65,共15页
本文基于深度学习U-Net网络构建了CMA-GFS数值模式风场订正模型,并以此订正模型订正后的风场为背景场(CMA-GFS_Unet),以HY-2B/2C/2D以及MetOp-B 4颗卫星的散射计海面风资料为观测资料,采用插补法快速完成准实时海面风场的构建。此智能... 本文基于深度学习U-Net网络构建了CMA-GFS数值模式风场订正模型,并以此订正模型订正后的风场为背景场(CMA-GFS_Unet),以HY-2B/2C/2D以及MetOp-B 4颗卫星的散射计海面风资料为观测资料,采用插补法快速完成准实时海面风场的构建。此智能算法可实现滞后3 h准实时生成空间分辨率为0.25°、时间分辨率为6 h的全球海面融合风场(Fusion_QRT)。分别使用CCMP融合风场数据和中国近海浮标10 m风矢量数据对CMA-GFS、CMA-GFS_Unet和Fusion_QRT 3组风场资料进行了评估,结果表明,CMA-GFS_Unet风场质量得到显著提升,Fusion_QRT风场风速质量得到进一步改善,但风向质量略有降低:相较于CCMP,3组风场的风速平均绝对误差(MAE)分别为1.13 m/s、0.89 m/s和0.84 m/s,CMA-GFS_Unet和Fusion_QRT相较于CMA-GFS分别提升了21.3%和25.7%;风向MAE分别为17.5°、15.5°和16°,分别提升了11.3%和8.6%;而相较于浮标,风速MAE分别为1.50 m/s、1.36 m/s和1.28 m/s,分别提升了9.3%和14.7%;风向MAE分别为23.3°、22.7°和24.0°,分别提升了3.0%和-3.9%。 展开更多
关键词 U-Net CCMP CMA-GFS HY-2B/2C/2D MetOp-B 准实时 海面风场
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HY-2C卫星散射计海面风场产品的检验评估
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作者 刘晓燕 郝赛 +2 位作者 彭炜 刘宇昕 张洁 《海洋预报》 CSCD 北大核心 2024年第2期92-103,共12页
基于中国近海浮标的逐小时海面风矢量实测数据、ASCAT散射计风场数据以及欧洲中期天气预报中心的第五代全球再分析数据(ERA5)的逐小时风场数据,使用统计分析方法对HY-2C卫星散射计海面风场数据产品进行检验评估,检验使用的是2~24 m/s风... 基于中国近海浮标的逐小时海面风矢量实测数据、ASCAT散射计风场数据以及欧洲中期天气预报中心的第五代全球再分析数据(ERA5)的逐小时风场数据,使用统计分析方法对HY-2C卫星散射计海面风场数据产品进行检验评估,检验使用的是2~24 m/s风速区间内的数据。结果表明:使用11个浮标共计3351个样本数据作为真值进行检验,风速和风向的均方根误差分别为1.01 m/s和20.7°;使用8304963个ASCAT样本数据进行检验,风速和风向的均方根误差分别为0.66 m/s和11.5°;使用ERA5风场数据进行全球区域检验,风速和风向的均方根误差分别为1.05 m/s和12.0°;使用ERA5风场数据进行西北太平洋区域检验,风速和风向的均方根误差分别为1.19 m/s和15.5°。由此可见,HY-2C卫星散射计海面风场产品质量的可信度较高,能够较好地满足业务化应用的精度要求。 展开更多
关键词 HY-2C卫星 散射计海面风场 检验 评估
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典型多尺度海面结构体辐射散射方向-光谱特性计算与分析
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作者 周茜 李霞 +3 位作者 陈奇祥 袁远 刘兴润 王晓航 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期105-114,共10页
针对3级以上海况的高精度海洋场景红外仿真问题,提出一种“先拆后建”的研究思路:将含泡沫和破碎波的多尺度海面抽象为粗糙海面、泡沫、破碎波的组合,进而拆解出“粗糙海面”、“含泡沫粗糙海面”、“含破碎波粗糙海面”3类典型多尺度... 针对3级以上海况的高精度海洋场景红外仿真问题,提出一种“先拆后建”的研究思路:将含泡沫和破碎波的多尺度海面抽象为粗糙海面、泡沫、破碎波的组合,进而拆解出“粗糙海面”、“含泡沫粗糙海面”、“含破碎波粗糙海面”3类典型多尺度海面结构体,最后通过海面栅格化、结构体匹配、方向-光谱特性重构渲染等方法,由3类典型多尺度结构体方向-光谱特性组合重构大范围海面辐射散射特性,完成多尺度海面“气-面-体”耦合辐射/散射特性的计算。对拆解出的3类典型多尺度海面结构体分别开展多尺度耦合辐射、散射特性建模研究,构建3类多尺度海面结构体辐射散射方向-光谱特性计算模型,并对结构体辐射散射方向-光谱特性的影响因素进行分析,结果表明:随着海面风速的增大,海面典型结构体中的泡沫厚度及气泡浓度逐渐增大,使得结构体的散射能力增强,从而增大结构体的双向反射分布函数;随着探测波长的增大,海水的吸收性显著增强,导致不同风速条件下结构体双向反射分布函数之间的差异显著增大;对于不同的入射角,结构体双向反射分布函数最大值对应的天顶角随入射天顶角的变化逐渐发生变化。 展开更多
关键词 典型多尺度海面结构体 大气-海洋辐射传输模型 蒙特卡洛 双向反射分布函数
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基于CCMP的台湾海峡海面风场时空特征变化分析
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作者 温灿 王志雄 +1 位作者 邹巨洪 冯倩 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期65-78,共14页
利用1993-2022年最新版交叉标定多平台风场资料(CCMP V3.1),针对台湾海峡海面风场的年、季、月、日变化特征进行了分析。结果表明:台湾海峡及台湾岛周边海域风场具有明显的空间分布特征,地形效应导致不同海域出现风速极大值区和极小值... 利用1993-2022年最新版交叉标定多平台风场资料(CCMP V3.1),针对台湾海峡海面风场的年、季、月、日变化特征进行了分析。结果表明:台湾海峡及台湾岛周边海域风场具有明显的空间分布特征,地形效应导致不同海域出现风速极大值区和极小值区。其中台湾海峡中部受“狭管效应”的影响,在冬季风速最大,风向基本与海峡走向平行;夏季风速低于海峡外部的风速,无“狭管效应”。此外,海面风场还具有明显的季、月变化特征,冬季盛行东北风,风速为全年最高;夏季盛行西南风,风速最低;春、秋两季风场特征相似,皆盛行东北风;冬季风比夏季风盛行期长,约占全年的四分之三。对风场的年际变化分析时,结果表明夏季风向易发生较大角度的偏转;年平均风速保持基本平缓的线性趋势,在一些年份的异常偏高或偏低与海气相互作用现象厄尔尼诺-南方涛动的发生相关。研究日变化特征时则发现,在夜间20时风速和风向波动最大;风速一天内存在周期性变化;风向日变化夏季偏转最明显。 展开更多
关键词 CCMP 台湾海峡 海面风场 时空特征
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