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CFOSAT散射计海面后向散射系数误差及影响

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空间科学学报 2024年第2期44卷 326-334页

作者：董楹林文明南京信息工程大学海洋科学学院南京210044 自然资源部空间海洋遥感与应用重点实验室北京100081

仪器噪声(K_(pc))和地球物理噪声(K_(pg))是影响星载微波散射计后向散射系数(σ^(0))测量精度以及海面风场反演精度的关键因素.针对中法海洋卫星(CFOSAT)散射计(CSCAT),详细分析了K_(pc)和K_(pg)随海面风速、入射角、风单元网格分辨率... 详细信息

仪器噪声(K_(pc))和地球物理噪声(K_(pg))是影响星载微波散射计后向散射系数(σ^(0))测量精度以及海面风场反演精度的关键因素.针对中法海洋卫星(CFOSAT)散射计(CSCAT),详细分析了K_(pc)和K_(pg)随海面风速、入射角、风单元网格分辨率以及离岸距离等因素变化的特征.结果表明,低风速条件下海面风场变异性较大,K_(pg)为σ^(0)测量误差的主导因素,而且风单元网格越大、海面风场的不均匀性越强,K_(pg)也就越大,而在高风速条件下,海面风场变异性较小,K_(pc)与K_(pg)贡献相当.此外,σ^(0)测量误差总体上随着离岸距离的减小而增大,表明近海岸区域的K_(pg)为散射计观测不可忽略的影响因子.研究结果揭示了星载微波散射计σ^(0)测量误差的影响因素,对CSCAT近海岸风场反演具有重要的指导意义.

关键词：中法海洋卫星微波散射计后向散射系数仪器噪声地球物理噪声

基于多位移光谱遥感图像的空间引力模型亚像元定位

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哈尔滨工程大学学报 2024年第6期45卷 1179-1186页

作者：王鹏严昂陈永康赵春雷石立新中国测绘科学研究院测绘科学与地球空间信息技术自然资源部重点实验室北京100039 湖南省国土资源规划院自然资源部南方丘陵区自然资源监测监管重点实验室湖南长沙410114 南京航空航天大学电子信息工程学院江苏南京211106 河北省气象科学研究所河北省气象与生态环境重点实验室河北石家庄050022

目前基于多位移光谱遥感图像的亚像元定位方法通常很少考虑点扩散函数效应影响,本文提出了一种基于多位移光谱遥感图像的空间引力模型亚像元定位方法。为了生成粗糙丰度图像,首先对多个多位移光谱遥感图像进行解混;在点扩散函数效应被... 详细信息

目前基于多位移光谱遥感图像的亚像元定位方法通常很少考虑点扩散函数效应影响,本文提出了一种基于多位移光谱遥感图像的空间引力模型亚像元定位方法。为了生成粗糙丰度图像,首先对多个多位移光谱遥感图像进行解混;在点扩散函数效应被考虑的前提下,对粗糙丰度图像实施面积到点的克里插值处理,然后通过理想方波滤波进行滤波,最终获得改进后的粗糙丰度图像;利用空间引力模型对改进后的粗糙丰度图像进行上采样,从而得到上采样丰度图像,再对上采样丰度图像执行整合处理,以生成精细丰度图像;在完成上述所有图像处理步骤后,最终通过应用类别分配方法,将类别标签分发给各个亚像元,以此获得精确的定位结果。在2组实验数据集上的实验结果表明:本文提出的方法比现有的亚像元定位方法获得了更好的定位效果。

关键词：遥感图像高光谱图像亚像元定位点扩散函数空间引力模型多位移光谱遥感图像

考虑点扩散函数效应的光谱遥感图像超分辨率制图

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信号处理 2024年第3期40卷 599-608页

作者：王鹏严昂张弓南京航空航天大学电子信息工程学院江苏南京210016 自然资源部航空地球物理与遥感地质重点实验室北京100083 自然资源部南方丘陵区自然资源监测监管重点实验室湖南长沙410114 测绘科学与地球空间信息技术自然资源部重点实验室北京100036

由于硬件设备的限制和土地覆盖类别的多样性,采集得到的光谱遥感图像的空间分辨率有时较为粗糙,导致大量混合像元产生,严重影响了土地覆盖类型空间分布的制图精度。超分辨率制图技术可以有效地处理光谱遥感图像中的混合像元,获得准确的... 详细信息

由于硬件设备的限制和土地覆盖类别的多样性,采集得到的光谱遥感图像的空间分辨率有时较为粗糙,导致大量混合像元产生,严重影响了土地覆盖类型空间分布的制图精度。超分辨率制图技术可以有效地处理光谱遥感图像中的混合像元,获得准确的地物类别分布信息。在遥感大数据背景下,来自同一卫星采集同一区域的多位移图像可以作为辅助数据改进超分辨率制图结果。然而,目前多位移图像插值超分辨率制图方法很少有效地考虑点扩散函数效应影响,导致制图结果精度降低。为了解决这一问题,本文提出了一种考虑点扩散函数效应的多位移光谱遥感图像超分辨率制图方法,改善土地覆盖类别制图结果。在所提出的方法中,首先,对多位移图像进行光谱解混,以生成粗糙丰度图像。然后,在考虑点扩散函数效应的情况下,对粗糙丰度图像先采用面到点克里格法,然后进行理想方波滤波,得到改善的粗糙丰度图像。接下来,通过插值对改善的粗糙丰度图像进行上采样以获得上采样丰度图像,并对上采样的所有丰度图像进行整合以获得精细丰度图像。最后,根据精细丰度图像提供的类别比例信息,使用类别分配方法将类别标签分配给亚像元,以获得理想的制图结果。实验结果表明,通过减少点扩散函数效应影响,所提出的方法展示出最佳性能表现,例如在美国华盛顿特区数据集实验结果的总体精度分别达到77.63%和Kappa系数达到0.7263。

关键词：光谱遥感图像超分辨率制图点扩散函数效应插值多位移图像

基于地形单元分区的BP神经网络反演海底地形

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海洋测绘 2024年第1期44卷 16-20页

作者：范美琦陈义兰孙贺元付延光周兴华山东科技大学海洋科学与工程学院山东青岛266590 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋测绘重点实验室山东青岛266590 武汉大学测绘学院湖北武汉430079

海底地形和海洋重力场在一定波段频率域上存在相关性,传统海底地形反演方法主要考虑海底地形与重力数据之间的线性关系,而忽略非线性项作用对反演结果的影响。基于此,提出了基于海底地形单元分区的BP神经网络反演方法,改善海底地形反演... 详细信息

海底地形和海洋重力场在一定波段频率域上存在相关性,传统海底地形反演方法主要考虑海底地形与重力数据之间的线性关系,而忽略非线性项作用对反演结果的影响。基于此,提出了基于海底地形单元分区的BP神经网络反演方法,改善海底地形反演精度。选取东印度洋北部东经90°海岭附近海域(83°E~92°E,10°S~10°N)为实验区,利用船测水深、卫星测高重力等数据,根据地形特征将实验区分为海盆区和海岭区,使用BP神经网络方法分别进行海底地形反演,构建了实验区1′×1′局部海底地形模型。结果表明,基于地形单元分区的反演结果模型平均相对误差精度可达1.45%,比未分区的反演结果均方根误差降低了42 m,验证了本文方法的有效性和可行性。

关键词：海底地形 BP神经网络分区反演重力异常垂直重力梯度异常

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渤海和黄海北部工程设计冰厚变化趋势分析

哈尔滨工程大学学报 2024年第4期45卷 659-664页

作者：王安良赵倩隋俊鹏唐茂宁王慧刘煜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 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司湖南长沙410014

针对渤海和黄海北部沿岸风电、光伏和核电等新兴能源中的工程海冰设计问题,本文研究了重现期冰厚及其在大气候背景下的变化趋势。本文分析72 a冰级时间序列表明渤海和黄海北部总体冰情等级呈明显下降趋势;在此影响下,基于20 a渤海和黄... 详细信息

针对渤海和黄海北部沿岸风电、光伏和核电等新兴能源中的工程海冰设计问题,本文研究了重现期冰厚及其在大气候背景下的变化趋势。本文分析72 a冰级时间序列表明渤海和黄海北部总体冰情等级呈明显下降趋势;在此影响下,基于20 a渤海和黄海北部海冰多源观测数据和精细化海冰数值预报资料,研究发现不同重现期冰厚较之前海冰区划值存在不同程度的降低。此外,不同场址设计冰厚受当地海洋环境条件影响较大,单一参考海冰区划值可能存在较大误差。研究表明:针对特定作业地点的工程设计冰厚,需要有针对性地开展精细化评估并考虑大气候背景变化的影响,才能为相关工程海冰参数设计提供更加可靠的依据。

关键词：渤海黄海北部工程海冰冰情设计厚度变化趋势重现期海冰区划

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福建海岸活力特性及其评价研究

应用海洋学学报 2024年

作者：曹超赵欣彤蔡锋刘建辉戚洪帅赵绍华刘根余凯凡自然资源部海洋生态保护修复重点实验室上海海洋大学海洋科学学院福建省海洋生态保护与修复重点实验室厦门大学海洋与地球学院自然资源部第三海洋研究所

全球气候变化背景下，海平面上升和风暴潮事件的频发给沿海地区带来严峻的挑战，如何保护海岸免受侵蚀，防止社会经济财产损失，维持海岸带生态系统平衡是海岸带持续发展不可忽视的问题。基于自然解决方案（Nature-based Solution, NbS... 详细信息

全球气候变化背景下，海平面上升和风暴潮事件的频发给沿海地区带来严峻的挑战，如何保护海岸免受侵蚀，防止社会经济财产损失，维持海岸带生态系统平衡是海岸带持续发展不可忽视的问题。基于自然解决方案（Nature-based Solution, NbS）的活力海岸构建技术，采用近自然的生态修复和保护措施，在低能岸段以天然材料独立实现，高能岸段辅以人工措施，在实现海岸防灾减灾功能的同时，维持海岸带自然生态系统的稳定性，提升生态功能，挖掘海岸活力潜能。本研究采用熵权法，构建了福建省海岸活力评价体系，从防护安全、生态韧性和经济发展3个方面，结合福建海岸带2010年和2020年两期数据比较，开展海岸活力评价研究。结果显示，福建海岸活力呈现北低、中高、南较低的初始状态，活力值为0.20～0.67（数字越大活力越强）；近十年海岸带生态修复工程的实施，使福建海岸活力整体趋势向好发展，高活力岸段明显增多，福建中部和南部活力海岸变优趋势整体优于北部。水体质量、气旋指数、生物岸线长度、湿地面积等因子对海岸活力特性的影响最为显著，基于NbS理念的海岸开发利用方式和丰富的软质护岸保护亦产生良好的生态效益和经济活力。海岸活力的提升应采用因地制宜的方式，合理、高效利用海岸带资源，结合区域生态价值和经济产值的优化，构建发展模式的海岸活力评价体系，为海岸防护能力、生态活力、经济潜力的可持续发展提供科学依据。

关键词：海洋地质学活力海岸特性评价基于自然的解决方案发展模式福建

利用海洋2B卫星数据反演南极海冰表面积雪厚度

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测绘地理信息 2024年

作者：肖泽辉季青庞小平闫忠男武汉大学中国南极测绘研究中心自然资源部极地测绘重点实验室

海冰及其表面积雪厚度是大气和海洋间的能量循环和物质平衡的重要因子，是对气候环境变化的敏感指示器。本文尝试利用国产海洋2B卫星（HY-2B）数据开展南极海冰表面积雪厚度遥感反演的研究。结果表明：基于2018年11月至2019年1月我国第3... 详细信息

海冰及其表面积雪厚度是大气和海洋间的能量循环和物质平衡的重要因子，是对气候环境变化的敏感指示器。本文尝试利用国产海洋2B卫星（HY-2B）数据开展南极海冰表面积雪厚度遥感反演的研究。结果表明：基于2018年11月至2019年1月我国第35次南极科学考察“雪龙船”走航观测的积雪厚度数据，Comiso03积雪厚度遥感反演模型相对于Markus98模型和Shen22模型反演的南极海冰表面积雪厚度精度最好，时空平均偏差为-1.88 cm。基于搭载在HY-2B上的扫描微波辐射计（scanningmicrowaveradiometer,SMR）所反演的南极海冰表面积雪厚度与基于搭载在地球水环境变动监测卫星（Global Change Observation Mission1st-Water,GCOM-W1）上的先进微波扫描辐射计（the advanced microwave scanning radiometer-2, AMSR-2）发布的积雪厚度产品（Comiso03模型）具有较好的一致性，两者间的差异主要发生在消融期，在空间分布上的差异主要集中在南极印度洋扇区和西太平洋扇区。利用HY-2B SMR数据反演南极海冰表面积雪厚度的研究可为应用国产海洋卫星系列数据开展长时序南极海冰及其表面积雪的变化研究提供重要的数据和技术支撑。

关键词：积雪厚度海冰 HY-2B 被动微波遥感南极

厦门白城海滩地貌季节性变化的沉积物粒度响应

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应用海洋学学报 2024年

作者：郑威乐曹超蔡锋戚洪帅何岩雨李元刘根赵绍华自然资源部第三海洋研究所海洋与海岸地质研究室福建省海洋生态保护与修复重点实验室福州大学先进制造学院河海大学水灾害防御全国重点实验室自然资源部海洋生态保护修复重点实验室

根据厦门白城海滩2022—2023年连续4季的海滩剖面形态测量和表层沉积物粒度分析，探讨非典型砂泥复合型海滩地貌的季节性变化规律及其主控因素，尝试揭示海滩表层沉积物粒度结构对海滩地貌季节变化的响应过程。研究结果表明：由2022年... 详细信息

根据厦门白城海滩2022—2023年连续4季的海滩剖面形态测量和表层沉积物粒度分析，探讨非典型砂泥复合型海滩地貌的季节性变化规律及其主控因素，尝试揭示海滩表层沉积物粒度结构对海滩地貌季节变化的响应过程。研究结果表明：由2022年秋季至冬季、再到2023年春季，白城海滩上风向强烈侵蚀、下风向淤积，受厦门环岛顺时针向的沿岸输沙作用控制；且随着季风转向和波浪减弱，沿岸输沙减弱，海滩侵蚀强度降低。而由2023年春季至夏季，沿岸输沙进一步减弱，但白城海滩各剖面均显示不同程度的侵蚀，滩砂流失加剧，与夏季强降水引起的滩砂横向顺坡向下搬运有关，大量游客的涌入加剧了海滩的侵蚀。白城海滩侵蚀强度强-弱-强的季节性阶段性变化与沿岸输沙-横向输沙的季节性转变有关，海滩表层沉积物粒度也随之产生明显的联动变化。白城海滩在秋-冬-春-夏的季节时间尺度上，剖面坡度和沉积物粒径数值均呈现先下降后上升的变化趋势，海滩侵蚀强度大、沉积物粒径增加、滩面变陡，主要与沿岸输沙与横向输沙的季节性转变过程有关。研究结果对于深入理解砂泥复合型海滩动力地貌过程具有重要意义。

关键词：海洋地质学海滩剖面粒度特征季节性变化敏感粒度组分砂泥复合型海滩

安达曼海南部内孤立波生成与传播的三维数值模拟

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海洋科学进展 2024年第3期42卷 452-465页

作者：张培超王刚戴德君乔方利黄传江自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061

安达曼海内孤立波频发且振幅较大,对海洋生态、海上活动等有重要影响。本文采用非静力近似的MIT通用环流模式(MITgcm),并结合遥感影像研究了安达曼海南部内孤立波的生成与传播过程。数值模拟结果表明,格雷特海峡、尼科巴群岛之间的水道... 详细信息

安达曼海内孤立波频发且振幅较大,对海洋生态、海上活动等有重要影响。本文采用非静力近似的MIT通用环流模式(MITgcm),并结合遥感影像研究了安达曼海南部内孤立波的生成与传播过程。数值模拟结果表明,格雷特海峡、尼科巴群岛之间的水道、苏门答腊岛北部陆坡以及苏门答腊岛东北部陆坡是安达曼海南部内孤立波的4个主要生成源地,与遥感影像结果一致。本文还利用敏感性数值实验探究了二维模拟、潮流强度、地形结构等对该海域内孤立波生成与传播的影响。数值实验中,安达曼海内孤立波传播速度在2.3~2.6 m/s,振幅最大可达70 m,背景潮流越强,所生成的内孤立波列中内孤立波的数量越多、振幅越大,但相邻内孤立波之间的时间间隔变短。局地地形敏感性研究还发现双海脊能增强内孤立波的振幅和流速,并且对生成的内孤立波数量有较大影响。

关键词：安达曼海内孤立波非静力近似