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基于全局特征提取和提示学习的水下图像增强

华中科技大学学报(自然科学版) 2025年第03期 31-40页

作者：张明华刘佳艺石少华宋巍上海海洋大学信息学院自然资源部东海调查中心

针对水下成像在受到光线、水深和悬浮物干扰等影响时出现的对比度低、信息丢失和色彩失真的退化问题，基于全局特征提取和提示学习提出了一种改进CycleGAN的水下图像增强算法．该方法一方面在网络的编码器中利用全局上下文模块提取图像... 详细信息

针对水下成像在受到光线、水深和悬浮物干扰等影响时出现的对比度低、信息丢失和色彩失真的退化问题，基于全局特征提取和提示学习提出了一种改进CycleGAN的水下图像增强算法．该方法一方面在网络的编码器中利用全局上下文模块提取图像的全局信息，同时引入注意力机制关注重要信息部分，在下采样的过程中保留更多细节纹理信息；另一方面在解码器中基于提示学习技术设计了一种多尺度退化提示模块，将提取到的多尺度特征中的退化信息编码为易于学习的退化提示，并逐层注入解码器中以引导网络在提高对比度的同时在去噪和去模糊方面也表现得更好．此外，利用全局相似性和感知损失相结合的级联损失函数降低了源域图像与目标域图像的差异．实验采用水下图像质量度量(UIQM)、水下彩色图像质量度量(UCIQE)和自然图像质量度量(NIQE)三种水下图像评估指标，结果表明经本文方法增强后的图像在UIQM和UCIQE上相较于原始的CycleGAN分别提升了13.6%和18.4%，并且综合三个指标值优于其他对比算法，表明本文方法既改善了图像的色彩质量和对比度，同时又保留了原始图像的细节部分，最终经过实验证明了增强后的水下图像的有效性．

关键词：图像增强生成对抗网络注意力机制提示学习感知损失

基于海域管理模式的长江口海洋生态保护空间格局及连通性分析

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应用海洋学学报 2025年第1期44卷 45-52页

作者：何彦龙赵丽侠姚炜民刘守海邓邦平张亭亭自然资源部东海生态中心上海201206 自然资源部海洋生态监测与修复技术重实验室上海201206

生态保护空间格局及其连通性对保护生物物种和维持局域生物多样性具有重要作用。本研究以长江口海域空间利用管理模式为基础,利用形态学空间格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA)和景观连通性模型,研究长江口海域生... 详细信息

生态保护空间格局及其连通性对保护生物物种和维持局域生物多样性具有重要作用。本研究以长江口海域空间利用管理模式为基础,利用形态学空间格局分析(Morphological Spatial Pattern Analysis,MSPA)和景观连通性模型,研究长江口海域生境特征,识别重要生态源地及其连通性,并分析其与现有保护格局的匹配性,以期为长江口海域生态系统整体保护、系统修复、综合治理提供支持。研究结果表明:长江口海域15块保护空间中,识别重要生态源地12个,总面积约为3080 km^(2),占上海市海洋功能区划面积的28.6%。重要源地主要分布于长江口南支及附近海域。连接12个生态源地的生态廊道23条。本研究识别的长江口门内生态源地空间与上海市最新公布的海洋生态保护红线空间匹配性较好,但连接南支和北支口门附近的重要保护空间不足。

关键词：海域管理生态保护空间格局连通性长江口

ADCP波浪参数水动力环境计量校准技术研究

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振动.测试与诊断 2025年第1期45卷 189-195,208页

作者：贾伟广常怡婷孙啸朱丽萍秦鑫培国家海洋标准计量中心天津300112 国家海洋技术中心天津300112 自然资源部海洋计量检测技术创新中心天津300112

针对声学多普勒剖面流速仪(acoustic Doppler current profilers,简称ADCP)波浪三要素(波向、波高和波周期)计量校准技术难题,提出了造波水槽和水下实验平台的计量检测方法。首先,设计波向、波高和波周期计量标准器;然后,以美国TRDI公司... 详细信息

针对声学多普勒剖面流速仪(acoustic Doppler current profilers,简称ADCP)波浪三要素(波向、波高和波周期)计量校准技术难题,提出了造波水槽和水下实验平台的计量检测方法。首先,设计波向、波高和波周期计量标准器;然后,以美国TRDI公司V20型和挪威Nortek仪器为例,开展ADCP波浪参数水动力环境计量校准实验研究。实验结果表明,波高、波周期和波向数据最大示值误差分别为-0.09 m,0.6 s和4°,满足国家相关技术标准要求。波高扩展不确定度为0.04 m,依据计量学理论,认为本校准方法可行。本研究成果对ADCP波浪参数计量校准工作具有一定指导意义。

关键词：声学多普勒剖面流速仪计量校准波浪水动力环境

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海洋波向传感器岸基计量校准技术研究

传感技术学报 2025年第1期38卷 45-52页

作者：贾伟广常怡婷朱丽萍孙啸秦鑫培孔维轩刘宁国家海洋标准计量中心天津300112 国家海洋技术中心天津300112 自然资源部海洋计量检测技术创新中心天津300112

波向是波浪三要素之一,常利用磁力式或GNSS(Global Navigation Satellite System)式波向传感器获得,目前我国沿海有数百台处于工作状态的波向传感器。为获取准确可靠的波向数据,需对波向传感器开展校准工作,波向校准技术仍是研究难点之... 详细信息

波向是波浪三要素之一,常利用磁力式或GNSS(Global Navigation Satellite System)式波向传感器获得,目前我国沿海有数百台处于工作状态的波向传感器。为获取准确可靠的波向数据,需对波向传感器开展校准工作,波向校准技术仍是研究难点之一。开展了波向传感器的岸基量值传递计量技术工作研究。设计机械运转平台,配置电气部件,编写控制程序,研建一套波向新计量校准系统;编写实验方案,细化实验流程,开展实验测试研究工作,获得实验数据。分析处理实验数据,获得最大示值误差、扩展不确定度等实验结果。实验结果显示,磁力式和GNSS式波向传感器最大示值误差分别为6°和4°,GNSS式传感器具有较大技术优势,计量校准扩展不确定度为3.3°。结果表明校准方法符合国家标准要求,方案合理,技术可行。

关键词：计量学校准方法岸基实验波向传感器

联合卫星和无人机遥感的红树林-盐沼生态交错带监测——以广西丹兜海为例

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应用海洋学学报 2025年第1期44卷 167-176页

作者：董迪黄华梅高晴张胜鹏李亢魏征孙玉超自然资源部南海发展研究院广东广州510300 自然资源部南海遥感测绘协同应用技术创新中心广东广州510300 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广东广州510300

红树林-盐沼生态交错带是研究景观格局与生态过程、监测全球气候变化的重要区域,但其特有的动态性、过渡性和空间异质性给遥感监测带来了挑战。本研究以互花米草(Spartina alterniflora)入侵问题显著的广西丹兜海为研究区,基于卫星数据... 详细信息

红树林-盐沼生态交错带是研究景观格局与生态过程、监测全球气候变化的重要区域,但其特有的动态性、过渡性和空间异质性给遥感监测带来了挑战。本研究以互花米草(Spartina alterniflora)入侵问题显著的广西丹兜海为研究区,基于卫星数据获取红树林-盐沼生态交错带的最佳观测时间窗口,指导无人机数据的采集,继而开展红树林-盐沼生态交错带的红树林和盐沼高精度制图。研究结果表明,密集时序Sentienl-2A/B卫星数据和时间序列谐波分析法重构的红树林和盐沼归一化植被指数能较好地指示最佳观测时间,即研究区植被的最佳观测时间是冬季,最佳观测时间组合是冬季和夏季。基于最佳观测时间组合的双时相卫星数据的随机森林分类方法能较好地抑制“同物异谱,异物同谱”导致的海岸带地物分类的错分和漏分以及卫星影像云遮档降低分类精度等问题。与拥有更多光谱波段的Sentienl-2A/B卫星数据相比,更高空间分辨率的可见光无人机数据在区分红树林、盐沼、光滩上有显著优势。

关键词：红树林盐沼生态交错带卫星遥感无人机遥感时间序列谐波分析法密集时序

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船舶表面三维信息获取方法与实现

海洋科学进展 2025年

作者：徐文学张凡董浩李杰李梦昊郭亚栋刘焱雄吴永亭自然资源部第一海洋研究所广东省海洋发展规划研究中心

船舶表面三维信息可全方位展示船舶的形状、结构，便于搭载设备的设计、安装及船舶维护。倾斜摄影测量和三维激光扫描技术虽均可获取目标表面三维信息，但单一数据获取技术尚存在表面信息覆盖不全的缺陷。为实现技术互补，提出了一种机... 详细信息

船舶表面三维信息可全方位展示船舶的形状、结构，便于搭载设备的设计、安装及船舶维护。倾斜摄影测量和三维激光扫描技术虽均可获取目标表面三维信息，但单一数据获取技术尚存在表面信息覆盖不全的缺陷。为实现技术互补，提出了一种机载和地面基站多视角协同的船舶表面三维信息综合测量方案。船舶顶部信息可采用无人机倾斜摄影测量或无人机载激光扫描方式获取，船舶侧面及底部信息采用地面基站三维激光扫描方式获取。各站点之间数据通过标靶控制点进行配准。以“向阳红18”船为例开展了试验，结果表明：倾斜摄影测量点云坐标的平均偏差和标准差分别为0.133 m和0.127 m，地面基站三维激光扫描点云坐标的平均偏差和标准差分别为0.040 m和0.018 m；船舶表面点云总体偏差和标准差分别为0.087 m和0.091 m；基于船舶表面点云数据，测量船舶的总长、型深和型宽与官方数值误差较小，分别为0.069 m、0.125 m和0.143 m。试验验证了倾斜摄影测量和激光扫描技术融合对船舶表面三维信息获取的有效性，可为其他类似目标的表面三维信息获取提供参考。

关键词：船舶三维信息获取三维激光扫描倾斜摄影测量点云配准

基于多源高度计数据的吕宋海峡M_(2)内潮年际变化特征分析

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海洋科学进展 2025年第1期43卷 153-164页

作者：陈彦君杨俊钢樊彦国崔伟自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院山东青岛266580 自然资源部海上丝路海洋资源环境组网观测技术创新中心山东青岛266580

内潮是具有潮汐频率的内波,对海水垂向营养盐输运和海水混合等海洋过程具有重要影响。掌握内潮时空变化特征是内潮研究的重要内容之一。吕宋海峡海域是全球海洋中的内潮高发区之一,本研究基于2017年至2021年的7颗卫星高度计数据,开展吕... 详细信息

内潮是具有潮汐频率的内波,对海水垂向营养盐输运和海水混合等海洋过程具有重要影响。掌握内潮时空变化特征是内潮研究的重要内容之一。吕宋海峡海域是全球海洋中的内潮高发区之一,本研究基于2017年至2021年的7颗卫星高度计数据,开展吕宋海峡海域M_(2)内潮年际变化研究。采用平面波拟合方法,分别提取不同年份的M_(2)内潮模型,分析吕宋海峡海域M_(2)内潮的年际变化特征及黑潮对M_(2)内潮年际变化的影响。研究发现,吕宋海峡海域M_(2)内潮具有显著的年际变化,多波干扰增强了吕宋海峡海域M_(2)内潮的年际变化;吕宋海峡东西两侧M_(2)内潮振幅的年际变化特征相反,西侧增大时东侧减小;吕宋海峡西侧M_(2)内潮平均振幅一般大于东侧,但2020年因吕宋海峡的黑潮异常变化而恰好相反。

关键词： M_(2)内潮卫星高度计平面波拟合吕宋海峡

基于LSTM的北极海冰范围多步预测策略研究

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海洋预报 2025年第1期42卷 11-22页

作者：王漫漫邹斌石立坚曾韬张颖路敦旺国家海洋环境预报中心北京100081 国家卫星海洋应用中心北京100081 自然资源部空间海洋遥感与应用研究重点实验室北京100081 国家海洋环境预报中心自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室北京100081

已有研究对北极海冰范围开展单步预测,而多步预测及其策略研究有待进一步探索。使用1979-2022年的北极月平均海冰范围数据,采用长短期记忆网络(LSTM)深度学习方法,结合递归(Recursive)、直接(Direct)、多输入多输出(MIMO)和Seq2Seq策略... 详细信息

已有研究对北极海冰范围开展单步预测,而多步预测及其策略研究有待进一步探索。使用1979-2022年的北极月平均海冰范围数据,采用长短期记忆网络(LSTM)深度学习方法,结合递归(Recursive)、直接(Direct)、多输入多输出(MIMO)和Seq2Seq策略实现对未来12个月北极海冰范围的多步预测。结果表明:24个月为模型的最佳输入长度;与另外3种基本的多步预测策略相比,Seq2Seq策略对12个月北极海冰范围预测的准确性更好,均方根误差为3.30×10^(5)km^(2)。

关键词：北极海冰范围长短期记忆网络多步预测策略 Seq2Seq策略

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近岸沉积物油类紫外分光光度法检测中硫单质干扰清除研究

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环境污染与防治 2025年第2期47卷 108-113,156页

作者：鲁超刘炜马祖友樊立静兰旺荣温冬程宏陈拥李允郇凤自然资源部宁德海洋中心福建宁德352100 自然资源部海洋生态监测与修复技术重点实验室上海201206 宁德师范学院新能源与材料学院福建宁德352100

广泛存在于海洋沉积物中的硫单质,由于易溶于正己烷,严重干扰紫外分光光度法对油类的检测结果。20 mL正己烷中溶解2 g福建近岸海域沉积物,可用0.1 g铜粉经0.5 g无水硫酸钠催化活化清除硫单质干扰,并且硫单质清除和油类萃取可同步实现。... 详细信息

广泛存在于海洋沉积物中的硫单质,由于易溶于正己烷,严重干扰紫外分光光度法对油类的检测结果。20 mL正己烷中溶解2 g福建近岸海域沉积物,可用0.1 g铜粉经0.5 g无水硫酸钠催化活化清除硫单质干扰,并且硫单质清除和油类萃取可同步实现。该方法在油类加标量为100 mg/kg时的加标回收率为95.8%,相对标准偏差为2.9%,具有可推广性。

关键词：福建近岸海域沉积物油类硫单质铜粉