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基于AIS的海上渔船捕捞活动聚集区提取方法研究

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地球信息科学学报 2021年第12期23卷 2163-2173页

作者：陈仁丽吴晓青刘柏静王跃启高猛中国科学院烟台海岸带研究所烟台264003 中国科学院大学北京100049 中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室烟台264003

船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)不仅是海上交通监管的有效工具,也为研究海上交通运输及其相关产业活动特征提供了一种良好的数据源。基于海上渔船AIS数据,本研究利用高斯混合模型(Gaussian Mixed Model,GMM)识... 详细信息

船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)不仅是海上交通监管的有效工具,也为研究海上交通运输及其相关产业活动特征提供了一种良好的数据源。基于海上渔船AIS数据,本研究利用高斯混合模型(Gaussian Mixed Model,GMM)识别渔船捕捞活动状态,提出一种将核密度估计(Kernel Density Estimation,KDE)与热点分析(Hot Spot Analysis,HSA)相融合用于渔船捕捞活动聚集区提取的方法。结果显示:与单一KDE或HSA方法相比,二者相融合的方法将KDE的距离衰减效应与HSA统计指数相结合,在渔船捕捞活动聚集区提取中的应用效果较好、效率较高;采用该融合方法,基于2018年9—12月AIS数据,实现对渤海海峡周边海域渔船捕捞活动聚集区的提取,发现不同月份,渔船捕捞活动聚集区的分布范围和空间形态特征具有一定差异性,烟威近岸海域和渤海海峡是主要的捕捞活动聚集区,其结果可为该海域捕捞活动管理和海洋生态保护提供技术方法和决策支持。

关键词： AIS 捕捞活动渔船行为捕捞活动聚集区高斯混合模型核密度估计热点分析渤海海峡

基于AIS的渤海及其邻近海域捕捞活动聚集区时空特征分析

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海洋渔业 2022年第6期44卷 780-789页

作者：陈仁丽吴晓青刘柏静王跃启中国科学院烟台海岸带研究所山东烟台264003 中国科学院大学北京100049 中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东烟台264003

海上船舶自动识别系统(automatic identification system,AIS)的普及应用有助于揭示近岸海域海洋捕捞活动分布及其强度。为掌握渤海及其邻近海域渔船捕捞活动情况,指导海洋捕捞活动管理,基于2014年和2018年的AIS数据,借助机器学习和GIS... 详细信息

海上船舶自动识别系统(automatic identification system,AIS)的普及应用有助于揭示近岸海域海洋捕捞活动分布及其强度。为掌握渤海及其邻近海域渔船捕捞活动情况,指导海洋捕捞活动管理,基于2014年和2018年的AIS数据,借助机器学习和GIS空间分析技术,绘制捕捞活动聚集区分布图,并分析其时空变化特征及其影响因素。结果显示:1)安装AIS设备的渔船在渤海及其邻近海域捕捞活动聚集区的时空分布变化差异性大,主要分布在烟威近岸和渤海海峡附近,除休渔期外,其占聚集区总面积的比重平均约为52.10%;大规模捕捞活动集中在休渔期后的9—12月,聚集区分布中心随着春、秋、冬季节变化表现出东移的趋势。2)基于相同渔船AIS信息统计发现,2018年捕捞活动聚集区相较于2014年,空间范围有所扩大、空间分布更为聚集,分布中心向偏西方向移动。3)捕捞活动聚集区时空变化受季节变化与渔业生物生态习性、渔业捕捞管制措施、海洋生态修复措施等多种因素的综合影响。

关键词：捕捞活动捕捞行为渔船 AIS 渤海

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基于船载无人机的绿潮漂移速度估算与分析

海洋学报 2021年第4期43卷 96-105页

作者：姜晓鹏高志强吴晓青王跃启宁吉才中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东烟台264003 中国科学院大学北京100049 中国科学院烟台海岸带研究所山东省海岸带环境过程重点实验室山东烟台264003

无人机遥感具有应用灵活、不受云层干扰以及时空分辨率高的显著优势。为探索无人机在海洋灾害监测中的应用,本文以科考船为起降平台,首次基于无人机获取的双时相绿潮正射影像,开展了黄海绿潮漂移速度的估算研究。同时对比了卫星影像提... 详细信息

无人机遥感具有应用灵活、不受云层干扰以及时空分辨率高的显著优势。为探索无人机在海洋灾害监测中的应用,本文以科考船为起降平台,首次基于无人机获取的双时相绿潮正射影像,开展了黄海绿潮漂移速度的估算研究。同时对比了卫星影像提取的速度结果,并探讨了风与潮流对海上绿潮漂移的驱动。研究发现:(1)可见光波段的漂浮藻类指数能高精度地提取无人机可见光影像中的绿潮(kappa系数=0.95);(2)无人机遥感估算3个站位的绿潮漂移速率为0.26~0.44 m/s,漂移方向在1天之内变化明显;(3)绿潮短时间内的漂移受到风与潮流的共同影响,漂移方向与M_(2)分潮的潮流方向基本一致,位于风向右侧1°~62°。基于船载的无人机航测,能高精度地估算绿潮漂移速度,为精细化的绿潮灾害预警与防控提供技术支撑。

关键词：无人机遥感黄海绿潮漂移速度漂浮藻类指数

2013年夏季渤海环境因子与叶绿素a的空间分布特征及相关性分析

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海洋通报 2016年第5期35卷 571-578页

作者：张莹王玉珏王跃启刘东艳中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东烟台264003 中国科学院大学北京100049

通过对2013年7月渤海海域26个站点温度、盐度、营养盐及叶绿素a(Chl a)浓度的空间分布特征及其相关性进行了分析,发现:受渤海水深和夏季陆源河流输入影响,近岸水域表现出明显的高温、低盐与高营养盐特征,且垂直变化特征不显著;在水深较... 详细信息

通过对2013年7月渤海海域26个站点温度、盐度、营养盐及叶绿素a(Chl a)浓度的空间分布特征及其相关性进行了分析,发现:受渤海水深和夏季陆源河流输入影响,近岸水域表现出明显的高温、低盐与高营养盐特征,且垂直变化特征不显著;在水深较深的辽东湾湾口和渤海海峡,海水呈现明显的层化现象,表层水温高于中底层,而表层盐度与营养盐浓度则低于中底层。营养盐结构分析表明,渤海夏季磷酸盐浓度存在显著的绝对与相对限制,而受河流输入影响,硅酸盐的相对限制得到显著缓解。表层Chl a浓度的高值区位于滦河及复州河河口附近海区,中层与底层的高值区则出现在滦河与黄河口附近。Chl a浓度与环境因子的相关性分析表明,盐度、磷酸盐与硅酸盐的浓度、氮磷比、氮硅比是影响Chl a浓度空间分布的重要因素,且温度还影响到Chl a浓度的垂直分布。

关键词：渤海叶绿素a 环境因子主成分分析

1982—2021年黄、渤海表层温度变化的线性和非线性特征分析

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海洋科学 2023年第5期47卷 41-53页

作者：孙艺迪王德高志强高猛王跃启中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东烟台264003 山东省海岸带环境过程重点实验室山东烟台264003 中国科学院大学北京100049 烟台大学数学与信息科学学院山东烟台264000

近几十年,全球气候变化背景下的海面温度(Sea Surface Temperature,SST)呈现越来越显著的非线性和非稳定变化特征,并且在局部海区表现得更加明显。为全面认识海面温度的长期演变过程,本研究基于1982—2021年间AVHRR海表温度遥感数据,利... 详细信息

近几十年,全球气候变化背景下的海面温度(Sea Surface Temperature,SST)呈现越来越显著的非线性和非稳定变化特征,并且在局部海区表现得更加明显。为全面认识海面温度的长期演变过程,本研究基于1982—2021年间AVHRR海表温度遥感数据,利用多项式回归趋势分类方法,系统分析了黄海和渤海(黄渤海)SST近40 a的长期变化及时空分布格局。结果显示:从1982年到2021年,黄渤海SST以0.020℃/a的平均速度净增加约0.772℃,增温幅度呈现明显的空间异质性和季节非对称性;从空间上来看,SST变化趋势呈现明显的西高东低的特征;从季节上来看,SST变化趋势呈现春夏季高、秋冬季低的特征;受2012年前后全球增温暂缓事件的影响,黄渤海58.87%的区域表层SST呈现显著的非线性(二次或三次多项式)趋势,20.62%的区域表现为隐藏的非线性趋势,4.21%的区域未呈现明显的趋势。结果表明,在海面温度长期变化研究中应进一步关注其空间异质性、季节对称性以及趋势的非线性特征。

关键词：全球变暖海面温度黄海和渤海季节非对称性趋势非线性

基于OMI卫星遥感数据的中国对流层NO2时空分布

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环境科学研究 2009年第8期22卷 932-937页

作者：王跃启江洪张秀英周国模余树全肖钟南京大学国际地球系统科学研究所江苏南京210093 浙江林学院国际空间生态与生态系统生态研究中心浙江杭州311300

基于2004年11月—2008年1月OMI卫星对流层NO2的垂直柱浓度数据,对我国8个自然地理分区对流层NO2垂直柱浓度的年均值、月均值的分布进行了分析,依据月均值变化建立正弦曲线拟合模型,依据该模型定量分析了各自然区对流层NO2垂直柱浓度的... 详细信息

基于2004年11月—2008年1月OMI卫星对流层NO2的垂直柱浓度数据,对我国8个自然地理分区对流层NO2垂直柱浓度的年均值、月均值的分布进行了分析,依据月均值变化建立正弦曲线拟合模型,依据该模型定量分析了各自然区对流层NO2垂直柱浓度的变化趋势、变化周期和变化幅度等特征.结果表明:拟合模型可较好地反映我国8个自然区对流层NO2垂直柱浓度的变化特征;证明了人类活动影响了对流层NO2垂直柱浓度的分布及其变化,这种影响主要体现在对流层NO2垂直柱浓度的高低、变化的周期性以及增长趋势等方面.

关键词： OMI NO2垂直柱浓度变化趋势周期幅度自然区

基于DINEOF方法的水色遥感数据的重构研究——以黄、渤海区域为例

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遥感信息 2014年第5期29卷 51-57页

作者：王跃启刘东艳中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东烟台264003 中国科学院大学北京100049

本文对2002年～2010年黄、渤海区域SeaWiFS和MODIS/Aqua海表叶绿素a浓度(Chl-a)数据产品时空覆盖率和数值特征进行了比较,结果表明两种数据产品在该海区存在显著的一致性;基于DINEOF方法对两种数据集的时空缺失值分别进行了单独重构和... 详细信息

本文对2002年～2010年黄、渤海区域SeaWiFS和MODIS/Aqua海表叶绿素a浓度(Chl-a)数据产品时空覆盖率和数值特征进行了比较,结果表明两种数据产品在该海区存在显著的一致性;基于DINEOF方法对两种数据集的时空缺失值分别进行了单独重构和组合重构,取得了很好的重建效果,并且两种重构方法的精度基本一致,但是组合方法能有效地重建完全缺失时段的数据,有利于建立完整的时序数据集;与以往的研究结果相比,重构后的完整叶绿素a数据集真实、有效地反映了该海区表层Chl-a浓度的时空规律,为海洋生态系统长期、连续规律的探索提供依据。

关键词： DINEOF重构叶绿素a SeaWiFS MODIS/Aqua 黄、渤海

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珠江河口区大型底栖动物群落结构

生物多样性 2019年第10期27卷 1112-1121页

作者：周细平李贞吴培芳吴茜陈逸欣刘康格刘东艳王玉珏王跃启厦门大学嘉庚学院环境科学与工程学院福建漳州363105 厦门大学嘉庚学院河口生态安全与环境健康福建省高校重点实验室福建漳州363105 华东师范大学河口与海岸学国家重点实验室上海200062 中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东烟台264003

河口区大型底栖动物具有的重要群落特征往往可以反映群落所经历的环境污染。为更好地了解珠江河口区大型底栖动物群落结构,作者于2014年11月至2015年8月进行了4个季度的大型底栖动物调查,并利用PRIMER 6.0软件进行群落生物多样性指数计... 详细信息

河口区大型底栖动物具有的重要群落特征往往可以反映群落所经历的环境污染。为更好地了解珠江河口区大型底栖动物群落结构,作者于2014年11月至2015年8月进行了4个季度的大型底栖动物调查,并利用PRIMER 6.0软件进行群落生物多样性指数计算、群落等级聚类(Cluster)和非度量多维标度排序(nMDS)分析。研究结果显示:珠江河口区共获得大型底栖动物52种,优势种包括光滑河篮蛤(Potamocorbulalaevis)、中国绿螂(Glaucomya chinensis)、焦河篮蛤(Potamocorbulaustulata)和羽须鳃沙蚕(Dendronerispinnaticirrus)。大型底栖动物年平均密度为269.3 ind./m^2,年平均生物量为129.61g/m^2。12个站次的丰富度指数(D)、均匀度指数(J’)和Shannon-Wiener多样性指数(H’)平均值分别为1.81±1.38、0.50±0.27和1.60±1.13。该结果显示除P01断面的秋季和冬季环境质量为优良外,其他站位在不同季度都显示出轻度到重度的污染。Cluster聚类分析和n MDS标序结果表明, P01断面与P02和P03断面群落相似度较低,与断面地理分布情况一致;P02断面和P03断面存在交叉聚集,群落相似度较高。结合环境因子结果可知,沉积物理化因子与群落分布特征相关性较大,其中最能解释珠江河口区群落多样性分布特征的环境因子为盐度和pH值。

关键词：珠江口大型底栖动物群落结构

基于OMI数据的中国臭氧总量时空动态信息提取

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环境科学与技术 2009年第6期32卷 177-180,184页

作者：王跃启江洪肖钟湧张秀英周国模余树全南京大学国际地球系统科学研究所江苏南京210093 浙江林学院国际空间生态与生态系统生态研究中心浙江杭州311300

文章以OMITO3e数据产品为源数据,探讨了HDF-EOS数据格式的结构特征,在此基础上以MATLAB为主要工具,运用MATLAB函数库实现了HDF-EOS数据格式向shapefile格式的转换,以适应空间分析的要求,按此思路实现了OMITO3e数据产品信息的提取,获得了... 详细信息

文章以OMITO3e数据产品为源数据,探讨了HDF-EOS数据格式的结构特征,在此基础上以MATLAB为主要工具,运用MATLAB函数库实现了HDF-EOS数据格式向shapefile格式的转换,以适应空间分析的要求,按此思路实现了OMITO3e数据产品信息的提取,获得了2005年1月～2007年12月中国O3总量的时空分布特征,结果表明:以此方法获得的中国臭氧信息能够准确的反应其真实的时空动态,同时也为OMI数据和其他EOS数据的进一步应用提供了一种新的方法。

关键词： OMI MATLAB HDF-EOS数据格式 O3总量