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基于蚁群算法优化极限学习机的声学底质分类方法

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海洋通报 2024年

作者：丁德秋马丹陈帆樊妙邢喆唐秋华国家海洋信息中心自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋测绘重点实验室

海洋底质作为深海海底环境的重要组成部分，其类型及分布特征在深海资源开发利用和海洋工程建设中有着巨大的参考价值，是海洋测绘调查的一项重要内容，基于多波束测深系统采集强度数据的监督分类方法逐渐获得广泛应用。随着人工智能的... 详细信息

海洋底质作为深海海底环境的重要组成部分，其类型及分布特征在深海资源开发利用和海洋工程建设中有着巨大的参考价值，是海洋测绘调查的一项重要内容，基于多波束测深系统采集强度数据的监督分类方法逐渐获得广泛应用。随着人工智能的大力发展，神经网络在声学底质分类中得到广泛应用，极限学习机（extreme learning machine，ELM）权值和偏重不再需要迭代优化，是一种学习速度较快的神经网络。针对ELM神经网络中由于初始权值和偏重矩阵随机确定而导致ELM分类器鲁棒性差的问题，本文选取蚁群算法优化ELM神经网络的初始参数，构建了ACO-ELM神经网络分类模型，经多次迭代后，由于信息素的累积，蚂蚁种群不断向最优路径偏移，训练精度逐渐增高，模型逐步达到平稳。通过底质分类实验验证表明，BM3D+ACO-ELM分类器处理的多波束声呐图像斑点噪声得到了有效控制，在西南印度洋脊龙旂热液钙质软泥和硫化物混合区域，BM3D+ACO-ELM分类器相比于其它三种分类器具有明显优势，底质分类精度有了较大提高，其中硫化物分类精度为93.23%，深海钙质软泥分类精度为93.78%。

关键词：极限学习机反向散射强度底质分类蚁群算法图像滤波处理

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印度洋南赤道海域悬浮体分布及成因

海洋通报 2024年

作者：陈亮魏巍许欣谢安远吴燕华自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室自然资源部南海调查中心 3. 自然资源部深圳海洋中心

开阔大洋悬浮体主要受表层浮游生物生长的影响，其浓度及组成反映了初级生产力的强弱及保存，是海洋碳储过程的重要组成部分。通过在印度洋南赤道海域开展悬浮体调查工作，获取了19个站位悬浮体浓度、现场激光粒度、叶绿素及温盐等数据... 详细信息

开阔大洋悬浮体主要受表层浮游生物生长的影响，其浓度及组成反映了初级生产力的强弱及保存，是海洋碳储过程的重要组成部分。通过在印度洋南赤道海域开展悬浮体调查工作，获取了19个站位悬浮体浓度、现场激光粒度、叶绿素及温盐等数据，同时还获取了部分站位有机碳氮及碳氮稳定同位素数据。分析后发现，该海域悬浮体浓度值多分布在0.14 mg·L-1～0.56 mg·L-1之间，浊度及现场激光粒度总体积浓度值也均较低。对各参数平面及剖面分布开展分析后，发现各参数平面分布差异性远小于剖面分布，温盐数据显示研究区海水存在层化现象。调查海域在南半球夏季存在明显的次表层叶绿素最大值层(SCM)，深度范围主要在25 m至75 m，叶绿素高值区达1.5 μg·L-1以上，SCM的分布主要受水体垂直混合作用影响。表层碳同位素(δ13C)负偏较强，表明上层有机质一定程度受到陆源的影响。50 m层颗粒总氮(PN)值最高，对应了除表层外最高的颗粒有机碳(POC)浓度，说明该处为光辐射及营养供给平衡点，生产力最高，δ15N及C/N比值的剖面变化表明氮N为生物作用的主要限制性因素。

关键词：悬浮体浓度有机碳氮次表层叶绿素最大值层印度洋

基于数据生命周期的海洋科学数据安全治理框架研究

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热带海洋学报 2024年

作者：王漪何隆符昱姜晓轶蒋冰王蕾国家海洋信息中心自然资源部海洋信息技术创新中心国家海洋科学数据中心自然资源部南海海域海岛中心

本文梳理了数据安全治理的基本理念，总结了当前我国海洋科学数据安全现状及面临的挑战，指出海洋科学数据安全的基本特征，提炼出数据生命周期下的安全过程域及各过程域可能存在的安全风险。以海洋科学数据全生命周期为核心，从治理目... 详细信息

本文梳理了数据安全治理的基本理念，总结了当前我国海洋科学数据安全现状及面临的挑战，指出海洋科学数据安全的基本特征，提炼出数据生命周期下的安全过程域及各过程域可能存在的安全风险。以海洋科学数据全生命周期为核心，从治理目标、安全能力维度和治理体系3个层面构建了海洋科学数据安全治理框架，并提出具体安全策略，为提升我国海洋科学数据中心安全治理能力提供了理论支撑和实践参考。

关键词：海洋科学数据数据安全治理数据生命周期

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基于航磁资料的中国蛇绿岩带研究

地质学报 2024年第3期98卷 725-757页

作者：熊盛青杨海范振宇刘福香中国自然资源航空物探遥感中心北京100083 自然资源部航空地球物理与遥感地质重点实验室北京100083 自然资源部深地科学与探测技术实验室北京100094 中国地质大学(北京) 北京100083

通过六十多年的积累,我国已经基本完成了中国陆域的航磁覆盖,为区域地质构造研究提供了详实的地球物理资料。航磁异常主要反映了岩石圈中磁性物质的分布情况,尤其是构造-岩浆活动能够产生明显的磁异常,为隐伏岩浆岩的预测研究奠定了基... 详细信息

通过六十多年的积累,我国已经基本完成了中国陆域的航磁覆盖,为区域地质构造研究提供了详实的地球物理资料。航磁异常主要反映了岩石圈中磁性物质的分布情况,尤其是构造-岩浆活动能够产生明显的磁异常,为隐伏岩浆岩的预测研究奠定了基础。镁铁—超镁铁质岩通常具有较强的磁性,可以通过航磁异常进行识别。本文基于全国1:100万航磁数据及其岩性-构造解释结果,阐述了通过航磁异常识别镁铁—超镁铁质岩的标志和圈定方法,分析了推断镁铁—超镁铁质岩与蛇绿岩带的关系。研究表明,蛇绿岩带通常都具有形态规则、宽度窄、异常幅值大的线性或串珠状磁异常特征,主要与蛇绿岩的保存情况密切相关。蛇绿岩带通常是不同板块的拼接带,呈现出区域磁异常边界的特征,代表不同陆块的基底性质的差异。但是,部分蛇绿岩带,如弧后盆地拉张等形成的蛇绿岩,因两侧地块基底性质相似,通常不具有分割区域磁场的特点。基于航磁推断镁铁—超镁铁质岩分布,在全国划分了22个蛇绿岩型镁铁—超镁铁质岩带,并对岩带的特征进行了详细描述。例如,雅鲁藏布江蛇绿岩带呈现出双磁异常带的特征,北带磁异常的规模较大、延伸长,推断深部存在镁铁—超镁铁质岩。南带磁异常规模较小,仅在日喀则地区连续分布,其余为串珠状磁异常,且不具有分割区域磁场的特点。通过磁异常三维反演,构建了雅鲁藏布江蛇绿岩带的深部结构模型。本文旨在通过磁异常的定性和定量分析,为蛇绿岩带(缝合带)的研究提供更多的信息,尤其是隐伏蛇绿岩,以指导铬铁矿找矿。目前航磁测量以中小比例尺为主,对于蛇绿岩带研究及铬铁矿找矿勘查是不足的,精细的分析和深部结构建模需要1:5万或更大比例尺航磁数据。

关键词：航磁异常镁铁—超镁铁质岩蛇绿岩深部结构铬铁矿

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战略性矿产资源清单、供需形势与对策

科技导报 2024年第5期42卷 26-37页

作者：李裕伟自然资源部咨询研究中心北京100035

阐述了战略性矿产的起源、发展、演变和现状;对比研究了战略性矿产的定义、种类及在经济安全和国防安全中的作用;有针对性地分析了当前战略性矿产的国际竞争、制约与反制约活动和中国面临的产业链供应链形势,并提出了政策建议。中国应... 详细信息

阐述了战略性矿产的起源、发展、演变和现状;对比研究了战略性矿产的定义、种类及在经济安全和国防安全中的作用;有针对性地分析了当前战略性矿产的国际竞争、制约与反制约活动和中国面临的产业链供应链形势,并提出了政策建议。中国应充分发挥现有的产业优势和市场优势,克服资源短板,加大政策调控,激发企业国际竞争力,重构产业链供应链,用好国内国外两种资源,为中国在世界新一轮经济发展中立于必胜之地提供充足、安全的战略性资源保障。

关键词：战略性矿产关键矿产大宗矿产短缺矿产产业链供应链矿产资源管理

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常规海浪预报定量化检验评估方法研究

海洋预报 2024年第1期41卷 10-20页

作者：梁颖瑜徐丽丽徐婷婷姚圣康于芸郜海马卫军自然资源部东海预报减灾中心上海201306

常规海浪预报内容是一段文字,无法直接应用实况数据进行预报质量的检验评估。在详细调研全国海洋预报机构发布的海浪预报产品的基础上,应用东海预报减灾中心预报结果和实况数据进行反复测试与验证,制定了常规预报产品的处理规则,设计了... 详细信息

常规海浪预报内容是一段文字,无法直接应用实况数据进行预报质量的检验评估。在详细调研全国海洋预报机构发布的海浪预报产品的基础上,应用东海预报减灾中心预报结果和实况数据进行反复测试与验证,制定了常规预报产品的处理规则,设计了检验评估方法;通过对存在问题的研讨与论证,重点解决评估波高最小值设定、观测点与预报海域面之间的关系、同一海域多点实况资料选取等定量化检验评估中的关键技术难点,提升了检验评估规则的合理性和适用性。

关键词：海洋环境预报海浪预报质量检验评估定量

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卷积神经网络在近岸表层海温预报中的应用

热带海洋学报 2024年第1期43卷 40-47页

作者：翁少佳蔡锦海庞运禧罗荣真自然资源部汕头海洋中心广东汕尾516600

针对数值预报和人工经验预报在近岸定点表层海温(sea surface temperature,SST)预报中预报准确度不高,将近岸台站定点SST预报转换为多元时间序列预测任务,应用卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)构建近岸台站定点SST时间... 详细信息

针对数值预报和人工经验预报在近岸定点表层海温(sea surface temperature,SST)预报中预报准确度不高,将近岸台站定点SST预报转换为多元时间序列预测任务,应用卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)构建近岸台站定点SST时间序列变化模型,对近岸台站每日最高海温、最低海温、平均海温进行预报,并与人工经验方法和长短期记忆网络(long short-termmemory,LSTM)方法进行对比试验。结果显示,在测试数据中相比人工经验预报,CNN方法全年日最高海温预报平均绝对误差(mean absolute error,MAE)为0.36℃,平均下降0.14℃,均方根误差(root mean squared error,RMSE)为0.49℃,平均下降0.21℃,日最低海温预报MAE为0.36℃,平均下降0.17℃,RMSE为0.63℃,平均下降0.24℃,日平均海温预报MAE为0.30℃,RMSE为0.47℃,预报性能和LSTM模型预报性能相当。研究表明CNN应用于近岸SST预报具有可行性,能够有效地提高SST预报准确度,并且预报效果可以媲美LSTM。

关键词：表层海温近岸台站多元时间序列卷积神经网络

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基于天通通信的内孤立波监测系统设计与应用

热带海洋学报 2024年

作者：张新文林冠英李锐祥杨威刘同木周保成银利强丁奕博自然资源部南海调查中心自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室

实时监测是实现内孤立波预警的前提和基础。本文根据内孤立波过程海流的特征,提出了一种基于天通通信的内孤立波监测系统。该系统在浮标端搭载海流计进行剖面海流的实时观测,并将数据进行分帧传输和丢包重传,保证观测数据的可靠实时传输... 详细信息

实时监测是实现内孤立波预警的前提和基础。本文根据内孤立波过程海流的特征,提出了一种基于天通通信的内孤立波监测系统。该系统在浮标端搭载海流计进行剖面海流的实时观测,并将数据进行分帧传输和丢包重传,保证观测数据的可靠实时传输;在云端采用数据接收存储和内孤立波识别功能解耦的设计,在实现内孤立波监测的同时,降低模块间的交互调用,提高系统运行的稳定性。海上工程应用结果表明,该系统运行稳定,浮标端数据采集率达100%,云端有效数据接收率达95.1%,且系统自动化内孤立波监测的功能有效地提高了内孤立波识别效率,保障了目标海域的施工安全。

关键词：内孤立波海洋浮标天通通信数据采集与控制

一种基于地面激光雷达点云的树木三维建模方法

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自然资源遥感 2024年

作者：万里红曹振宇田志林施艳丽自然资源部四川基础地理信息中心电子科技大学资源与环境学院自然资源部应急测绘技术创新中心

为更好获取树木三维几何结构信息,解决高精度、高还原度的树木三维重建问题,提出了一种基于地面激光雷达(terrestrial laser scanning,TLS)点云数据的树木三维建模方法。针对地面激光雷达扫描存在树叶间隙的遮挡,充分考虑叶片聚集,结合... 详细信息

为更好获取树木三维几何结构信息,解决高精度、高还原度的树木三维重建问题,提出了一种基于地面激光雷达(terrestrial laser scanning,TLS)点云数据的树木三维建模方法。针对地面激光雷达扫描存在树叶间隙的遮挡,充分考虑叶片聚集,结合叶片和枝干的形态特征。通过采用Delaunay三角网和Alphashape算法分别对树木叶片和枝干进行模型拟合重建,有效克服了过去树木三维建模枝干结构不真实,器官建模不精细等问题,较好实现了对单颗树木叶片和细小枝干的三维重建。这将对森林结构参数获取和资源经营管理等具有重要意义,同时也能为典型树木的部件级实景三维建模提供一定的借鉴和参考作用。

关键词：地面激光雷达点云枝叶分离实景三维树木三维建模