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基于Sentinel-2和3D多源域自注意力模型的湿地分类

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遥感学报 2024年第1期28卷 266-279页

作者：楼桉君贺智肖曼李心媛中山大学地理科学与规划学院广州510275 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519082

准确的湿地分类可掌握湿地时空分异特征,在湿地研究中占据重要地位。针对现有基于小样本学习的湿地分类方法仅局限于利用目标域或单源域数据的问题,本文提出一种3D多源域自注意力小样本学习模型3DMDAFSL(3D Multi-source Domain self-At... 详细信息

准确的湿地分类可掌握湿地时空分异特征,在湿地研究中占据重要地位。针对现有基于小样本学习的湿地分类方法仅局限于利用目标域或单源域数据的问题,本文提出一种3D多源域自注意力小样本学习模型3DMDAFSL(3D Multi-source Domain self-Attention Few-Shot Learning)。首先,结合卷积和注意力机制的优势,设计基于自注意力机制和深度残差卷积的3D特征提取器;然后,采用对抗域自适应策略实现多源域特征对齐,在每个域分别进行小样本学习;最后,利用训练好的模型提取特征,并将特征输入至K近邻(K-nearest Neighbor)分类器以获取分类结果。结果表明,3D特征提取器相比无特征提取框架的湿地总体分类精度提升约6.79%;当使用多源域数据集时,3D-MDAFSL模型对中山市Sentinel-2湿地数据集的总体分类精度能达到93.52%,相比于现有算法有明显提升。本文所提出的3D-MDAFSL模型在湿地地物高精度提取和分类中有较好的应用价值。

关键词：遥感小样本湿地分类多源域自注意力

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轴向含多处椭圆缺陷管道的屈曲失稳分析

船舶力学 2024年第5期28卷 760-770页

作者：谢鹏陈昇琳郑若晗常江涛中山大学海洋工程与技术学院广东珠海519082 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082

由铺设、非均匀海床支撑和落物撞击引起的海底管道缺陷往往是轴向非均匀、非一致且多处分布的。出于简化分析的需要,一般将轴向含多处椭圆缺陷管道的屈曲失稳分析模型简化为轴向含均匀椭圆缺陷管道或轴向含单一局部椭圆缺陷管道。但针... 详细信息

由铺设、非均匀海床支撑和落物撞击引起的海底管道缺陷往往是轴向非均匀、非一致且多处分布的。出于简化分析的需要,一般将轴向含多处椭圆缺陷管道的屈曲失稳分析模型简化为轴向含均匀椭圆缺陷管道或轴向含单一局部椭圆缺陷管道。但针对这三种模型计算结果的差异及其工程适用性的研究仍然较少。本文基于数值仿真方法研究含三种椭圆缺陷管道的屈曲失稳行为,利用RIKS方法求解管道的屈曲压力,并与DNVOS-F101计算结果进行对比,重点分析轴向含多处椭圆缺陷管道屈曲失稳的激发位置及影响参数。研究结果表明,含不同椭圆缺陷管道模型所求解的屈曲压力差异明显,其大小顺序为:含均匀椭圆缺陷管道屈曲压力

关键词：海底管道椭圆缺陷屈曲失稳 RIKS方法有限元分析

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2023年海洋气象研究热点回眸

科技导报 2024年第1期42卷 124-135页

作者：王麟王东晓邱春华张广隶邹仲水胡湛戴潇铭杨桐席紫涵贺垠凯张微微张一廖喜扬姚凤朝孟峥中山大学海洋科学学院珠海519082 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519080

回顾了2022-2023年有关台风、海雾、季风、海气通量理论、海浪模拟、寒潮等海洋气象学研究进展和在此期间海洋气象观测技术的提升与发展。研究多关注于各类海洋与气象观测和模拟技术的提升,以及海洋气象灾害潜在致灾因子的形成和发展机... 详细信息

回顾了2022-2023年有关台风、海雾、季风、海气通量理论、海浪模拟、寒潮等海洋气象学研究进展和在此期间海洋气象观测技术的提升与发展。研究多关注于各类海洋与气象观测和模拟技术的提升,以及海洋气象灾害潜在致灾因子的形成和发展机理,例如近年来台风路径多变,快速发展的案例频发;季风、海雾、海浪、海气界面通量等的观测和发展机理研究、模式参数化改进是未来海洋气象学的重要研究方向,这些研究成果对海洋气象灾害的预测和预警提供一定的科学基础和应用价值。

关键词：海洋气象学海气相互作用海洋气象灾害

2021—2023年夏季珠江口及毗邻海域水文特征的时空变化

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热带海洋学报 2024年

作者：郭绍敬张小波常景龙张守文季轩梁苗润乔李建东朱学明中山大学海洋科学学院南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 国家海洋环境预报中心

利用2021一2023年夏季珠江口及毗邻海域现场调查资料,分析了夏季水文要素的时空变化及其影响因素。研究表明:夏季温盐均表现为东北一西南走向的空间分布特征,但三年调查期间的量值变化显著。平均SST (sea surface temperature) 2021年最... 详细信息

利用2021一2023年夏季珠江口及毗邻海域现场调查资料,分析了夏季水文要素的时空变化及其影响因素。研究表明:夏季温盐均表现为东北一西南走向的空间分布特征,但三年调查期间的量值变化显著。平均SST (sea surface temperature) 2021年最低, 2022年最高;底层海温2021年最高, 2022和2023年依次减小。2022年强径流导致冲淡水向外扩展范围广, SSS (sea surface salinity)明显低于2021和2023年;底层盐度2023年最高, 2021和2022年依次减小。中、底层温盐变化与台风过境及陆架低温高盐水入侵有关。2021年台风Lupit过境后垂向温盐混合均匀可直达海底,层结减弱。观测期间陆架水上溯至伶仃洋,在此形成低温区和显著盐度锋面。2022和2023年陆架水入侵依次增强,中、底层海温(盐度)依次降低(增大)。2023年强上升流抑制珠江口冲淡水向陆架扩散,导致陆架SSS高于前两年。底层温盐随潮汐而变化,涨潮时高盐冷水向岸运动导致温度下降、盐度升高,退潮时则反之。SST与气温具有较好正相关关系,随气温变化明显。

关键词：珠江口水文要素时空变化陆架水向岸风

短周期密集台阵接收函数成像方法揭示南岭中部丹霞盆地及邻区三维地壳结构

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2322-2335页

作者：毕昊方洪健杨振高锐中山大学地球科学与工程学院广东珠海519082 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082

华南陆块自早新元古代扬子与华夏地块完成拼贴以来,经历了显生宙多期陆内造山事件,其岩石圈结构与动力学演化一直是地球科学研究的热点问题.近年来,在华南地区完成的一系列地球物理探测使我们对于该地区的深部结构有了更清楚的认识.然而... 详细信息

华南陆块自早新元古代扬子与华夏地块完成拼贴以来,经历了显生宙多期陆内造山事件,其岩石圈结构与动力学演化一直是地球科学研究的热点问题.近年来,在华南地区完成的一系列地球物理探测使我们对于该地区的深部结构有了更清楚的认识.然而,目前在华南陆块开展的大多数地震学研究主要依赖于固定台及部分流动台阵数据,受限于稀疏的地震台站的分布,研究获取的地壳模型仍然存在分辨率不足的问题,这制约了我们对于区域断裂构造及深部过程的理解.本研究基于在粤北丹霞盆地及其邻区布设的短周期密集台阵,采用接收函数共转换点叠加成像方法,同时分析了不同频率的接收函数结果,获取了研究区高分辨率的地壳及盆地结构模型.研究发现该地区具有较浅的莫霍面,约28~31 km,平均地壳厚度29 km,揭示其经历了强烈的伸展减薄作用.合成数据测试结果表明复杂的三维地壳结构,如地表低速沉积层,对利用接收函数研究莫霍面起伏具有不可忽略的影响.此外,通过对比合成数据与实际观测高频接收函数中的沉积层Ps转换波及多次波震相,我们发现地表低速沉积层厚度为3 km的模型最能拟合实际观测,这一结果也得到了背景噪声成像以及相关的地质调查结果的印证.我们的研究为利用短周期密集台阵方法探测小尺度沉积盆地结构提供了一个案例.

关键词：密集台阵接收函数地壳结构南岭成矿带丹霞盆地

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“物质转向”视角下移民地理研究进展与启示

地理科学进展 2024年第2期43卷 402-416页

作者：周妍薛德升高权中山大学地理科学与规划学院广州510006 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082

受地理学“再物质化”思潮的影响,移民地理学开始将物的主体性纳入移民地理的研究框架,探索流动性与物质性相结合的移民地理研究新范式,以解释当前愈发复杂的移民局势,并形成了移民地理学的“物质转向”。移民地理学对物质性的关注较早... 详细信息

受地理学“再物质化”思潮的影响,移民地理学开始将物的主体性纳入移民地理的研究框架,探索流动性与物质性相结合的移民地理研究新范式,以解释当前愈发复杂的移民局势,并形成了移民地理学的“物质转向”。移民地理学对物质性的关注较早,但其对物的讨论往往过于宽泛而缺乏焦点,使得该领域一直未能形成一套主流的理论体系。基于此,论文拟通过梳理国内外移民地理相关文献,对该领域当前的主要研究成果与研究前沿进行系统的综述,并围绕移民流动过程中“人—物—地”互动构建理论框架。首先,对西方物质研究的哲学脉络进行梳理,发现“物质转向”思潮最早根源于西方唯物主义、新物质主义与知觉现象学等理论,这些哲学思想与地理学理论相结合产生新的空间辩证思想。其次,通过对近10年的移民地理“物质转向”文献进行计量分析,发现其研究主要聚焦于4个研究热点:移民基础设施、移民身体与生命政治研究、移民物质文化与空间实践、超越人类的移民地理。最后,文章对西方移民地理“物质转向”的理论框架进行总结,阐述其对中国移民研究的借鉴意义,并进一步提出建立中国本土化移民理论的展望。

关键词：移民地理学移民流动性物质转向研究进展

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大气河对南极冰盖及海冰的影响

大气科学学报 2024年第1期47卷 136-147页

作者：梁凯昕王今菲杨清华胡晓明刘骥平中山大学大气科学学院广东珠海519082 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082

南极冰盖与海冰对全球气候具有重要影响。大气河作为高纬度地区经向水汽输送的重要途径,其对南极冰盖与海冰的影响在近年来愈发受到重视。南极大气河通常形成于高压脊(阻塞高压)与温带气旋之间的强向极经向输送带内。低频的大气河活动... 详细信息

南极冰盖与海冰对全球气候具有重要影响。大气河作为高纬度地区经向水汽输送的重要途径,其对南极冰盖与海冰的影响在近年来愈发受到重视。南极大气河通常形成于高压脊(阻塞高压)与温带气旋之间的强向极经向输送带内。低频的大气河活动为南极带来强降雪,有利于冰盖质量增加。然而,强暖湿水汽侵入同时会导致表面融化、冰架崩解和极端高温,对冰盖质量存在潜在负贡献。大气河携带极端暖湿水汽与强风通过热力与动力过程导致海冰密集度下降。目前,大气河的识别算法仍不完善,其对液态降水的直接影响、与南大洋的相互作用等仍不清楚,需要进一步明晰大气河对南极冰盖与海冰的影响机制,以准确预估未来大气河对南极冰盖物质平衡与海冰变化的作用。

关键词：大气河南极冰盖海冰

基于走航观测评估大气再分析中的南大洋大气河

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高原气象 2024年

作者：项旭韩博张功刘长炜梁凯昕齐木荣江可悦林奕辰钟锐杨清华中山大学大气科学学院和南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)

大气河直接影响南极海-陆-冰-气相互作用，但对其开展的探空观测尚不多，造成数值模式和再分析数据的结论存在不确定性。本研究使用了中国第37次南极科考获得的走航探空数据，针对一次南大洋大气河事件评估了4种大气再分析数据——ERA5,... 详细信息

大气河直接影响南极海-陆-冰-气相互作用，但对其开展的探空观测尚不多，造成数值模式和再分析数据的结论存在不确定性。本研究使用了中国第37次南极科考获得的走航探空数据，针对一次南大洋大气河事件评估了4种大气再分析数据——ERA5, CFSv2, JRA-55和MERRA-2。评估结果表明：虽然所有大气再分析数据对南大洋水汽通量（IVT）的描述都与观测比较接近——包括在大气河期间，但这部分是因为再分析数据高估了大气整层（地表至300 hPa）湿度场的同时低估了大气整层风速。进一步分析发现，大气湿度和风速在垂直方向的协变项被多数再分析数据显著低估甚至给出了与观测相反的结果；而协变项的偏差对IVT影响与整层大气湿度和风速相当。ERA5在协变项的表现显著优于其他再分析数据。与此同时，ERA5也给出了大气河期间与观测最为一致的逆湿和低空急流结构。因此，仅就本次观测而言ERA5对南大洋大气河的描述能力是最佳的。

关键词：南大洋大气河无线电探空大气再分析

气候变化和人类活动对华北地区植被NDVI的影响研究

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高原气象 2024年

作者：江慧娴董文杰中山大学大气科学学院和南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)

归一化植被指数（Normalized Differential Vegetation Index, NDVI）是反映植被生长状态的重要指标，是反映陆地生态环境状况的“指示器”。华北地区地处我国的政治和文化中心，土地覆盖类型复杂多样，是我国重要的粮食生产地，同时受... 详细信息

归一化植被指数（Normalized Differential Vegetation Index, NDVI）是反映植被生长状态的重要指标，是反映陆地生态环境状况的“指示器”。华北地区地处我国的政治和文化中心，土地覆盖类型复杂多样，是我国重要的粮食生产地，同时受到气候暖干化及加剧的人类活动影响，华北地区的植被生态变得十分脆弱。本研究基于卫星资料NOAA CDR AVHRR NDVI和气象数据资料，采用趋势分析、偏相关分析和残差趋势分析等方法，探究了1982-2019年华北地区NDVI的时空变异特征及其对气候变化和人类活动的响应。研究结果表明：（1）1982-2019年华北地区春季、夏季、秋季和生长季的植被NDVI呈显著上升趋势，空间异质性强，其中夏季和生长季的增长速率最快为0.024 (10a)-1，显著增加的区域面积占比分别为57.35%和58.10%。（2）华北地区春季、夏季和生长季NDVI与降水呈显著正相关关系，秋季NDVI主要受气温的影响，夏季NDVI同时受到气温、降水和相对湿度的积极影响。（3）气候变化和人类活动对华北地区植被的生长影响具有区域差异性，在植被改善区，气候变化的相对作用为45.64%，人类活动的相对作用为54.36%；在植被退化区，气候变化的相对作用为32.66%，人类活动的相对作用为67.34%。（4）不同土地利用类型中，华北地区森林和农田的植被生长较快，其植被改善主要受人类活动的影响，人类活动的相对作用分别为66.07%和60.82%，草地植被的退化也主要受人类活动的影响，相对作用为69.48%，人类活动对华北地区植被的重要影响主要源于我国近几十年来三北防护林等人类重大生态工程的建设以及城市扩张、人口激增的影响，该研究成果也对华北地区生态屏障的建设以及生态环境保护提供了重要理论支撑。

关键词：归一化植被指数残差分析趋势变化华北地区