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Re-YOLOX:利用Resizer改进的YOLOX近岸海域监测目标识别模型

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自然资源遥感 2023年第3期35卷 10-16页

作者：王振华谭智联李静常英立上海海洋大学信息学院上海201306 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广州510000

近岸海域监测包括自然环境监测和人类活动监测,其监测目标的高精准识别对海洋经济的健康发展、海洋环境的生态保护以及海洋防灾减灾等都有重要的作用。近岸海域监测目标具有多类型、多尺寸和不确定性等特征,现有识别模型在对近岸海域监... 详细信息

近岸海域监测包括自然环境监测和人类活动监测,其监测目标的高精准识别对海洋经济的健康发展、海洋环境的生态保护以及海洋防灾减灾等都有重要的作用。近岸海域监测目标具有多类型、多尺寸和不确定性等特征,现有识别模型在对近岸海域监测目标识别时,存在精度和效率欠佳、小目标漏检现象严重等问题。针对上述问题,利用可学习的图像调整模型(Resizer model)改进YOLOX,提出了面向近岸海域监测目标的识别模型(Re-YOLOX),包括:①利用Resizer model加强模型训练,提升模型的特征学习能力和表达能力,提高模型的召回率;②改进YOLOX的特征金字塔融合结构,减少小目标识别的漏检问题。用无人机监测的近岸海域视频数据作数据集,以车辆、船只和堆砌物为监测目标,将提出的Re-YOLOX模型与CenterNet,Faster R-CNN,YOLOv3和YOLOX等模型进行比较。结果表明,Re-YOLOX模型的平均预测精准率mAP可达94.23%,平均召回率mR可达91.99%,平均F1值mF1可达89.67%,均高于对比模型。综上所述,文章提出Re-YOLOX在保证目标识别效率的前提下提高了目标识别的精度,可为近岸海域管理提供技术支撑。

关键词：近岸海域目标识别 YOLOX算法无人机监测数据

西太平洋卡罗琳海域沉积速率:来自3种测年方法的限定

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海洋学报 2022年第6期44卷 80-88页

作者：陈亮殷征欣刘紫荆唐盟国家海洋局南海调查技术中心广东广州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

为了更好地认识西太平洋暖池区北部卡罗琳海域沉积速率的变化,利用放射性碳测试(14C)、氧同位素及古地磁方法对采自西太平洋卡罗琳地区一根长217 cm的柱状样开展了综合年代学分析。14C数据获取了样品上部44.3 ka BP以来的年代数据,在此... 详细信息

为了更好地认识西太平洋暖池区北部卡罗琳海域沉积速率的变化,利用放射性碳测试(14C)、氧同位素及古地磁方法对采自西太平洋卡罗琳地区一根长217 cm的柱状样开展了综合年代学分析。14C数据获取了样品上部44.3 ka BP以来的年代数据,在此基础上利用氧同位素及古地磁相对强度数据建立了该柱125 cm至表层的年代框架,对应为MIS4期(约8万年)以来的沉积。进一步分析发现本柱在126~127 cm处存在明显沉积间断,虽然该处已超出^(14)C测年范围,但古地磁测试结果表明该柱位于布容正极性时期,同时古地磁强度与氧同位素的变化关系为沉积间断以下年代数据获取提供了可信的证据,表明该阶段对应距今13万年至18万年时期。本柱沉积速率在沉积间断前后均较为一致,为1~2 cm/ka。同时对比不同方法获取的沉积速率之间差异后,发现个别层位可能由于较高的有孔虫破壳率,导致14C值存在较大偏差。

关键词： ^(14)C 氧同位素古地磁沉积速率西太平洋

基于高分辨率卫星和无人机的广西滨海盐沼面积变化监测

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应用海洋学学报 2024年第1期43卷 84-94页

作者：董迪陈蕾邹智垒江瀚笙黄华梅魏征许艳曾纪胜田松自然资源部南海发展研究院、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 自然资源部海洋生态监测与修复技术重点实验室上海201206 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广东广州511458 国家海洋信息中心天津300171

滨海盐沼作为重要的海岸带生态系统,在海岸保护、生物多样性维持、固碳减污等方面发挥了重要的生态服务功能。及时准确地监测滨海盐沼分布情况和动态变化,对于科学地管理和保护本地滨海盐沼生态系统意义重大。本研究基于2019年和2021年... 详细信息

滨海盐沼作为重要的海岸带生态系统,在海岸保护、生物多样性维持、固碳减污等方面发挥了重要的生态服务功能。及时准确地监测滨海盐沼分布情况和动态变化,对于科学地管理和保护本地滨海盐沼生态系统意义重大。本研究基于2019年和2021年多源国产高空间分辨率卫星数据,结合无人机自主性强、灵活机动、不受云遮挡影响的优势,对广西壮族自治区滨海盐沼开展遥感跟踪监测。研究结果表明,广西2021年滨海盐沼总面积为1 341.40 hm2,其中,北海市、防城港市和钦州市3个海滨城市的滨海盐沼面积分别为1 247.82 hm2、49.73 hm2和43.85 hm2。与2019年相比,广西2021年滨海盐沼总面积减少108.96 hm2,其中,北海市互花米草(Spartina alterniflora)面积减少107.05 hm2,钦州市短叶茳芏(Cyperus malaccensis)和芦苇(Phragmites australis)面积减少1.91 hm2,防城港市滨海盐沼面积不变。广西当地对入侵种互花米草的治理卓有成效,互花米草大范围减少,但局部区域的互花米草分布仍呈不断增长的趋势,仍需重视对互花米草的监测与防控工作。

关键词：海洋物理学盐沼互花米草高空间分辨率卫星影像无人机遥感广西

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珠海市沿海风暴潮数值模拟试验研究

海洋预报 2024年第2期41卷 13-23页

作者：黄宝霞李希茜罗军国家海洋局南海预报中心广东广州510310 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510310

基于ELCIRC模型建立了适用于珠海市海域的风暴潮模型,以1713号台风“天鸽”路径为基础,通过改变台风入射角、台风登陆点、台风移速等方式构建登陆或者影响珠海市的台风路径,并进行风暴潮数值模拟计算,分析珠海市沿海风暴潮特征。结果表... 详细信息

基于ELCIRC模型建立了适用于珠海市海域的风暴潮模型,以1713号台风“天鸽”路径为基础,通过改变台风入射角、台风登陆点、台风移速等方式构建登陆或者影响珠海市的台风路径,并进行风暴潮数值模拟计算,分析珠海市沿海风暴潮特征。结果表明:改变台风入射角时,珠海市沿海不同岸段的风暴潮将出现较大差异性;距离台风中心约15~100 km且位于台风右半圆的沿海地区将是风暴潮的重灾区;在珠海市的香洲区和斗门区沿岸,风暴增水总体随着台风移速变慢而呈现增大的趋势,但金湾区的情况则较为复杂,当台风移速为15~30 km/h时,在沿着台风“天鸽”的移动路径上会产生较强的风暴潮过程。

关键词： ELCIRC模型台风“天鸽” 数值模拟风暴增水

西南印度洋中脊东段MORB微量元素地球化学及其对地幔源区组成的指示

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海洋地质与第四纪地质 2024年

作者：董振梁锦曹志敏贺惠忠陈亮陆茸中国海洋大学海洋地球科学学院自然资源部第二海洋研究所海底科学重点实验室自然资源部南海调查中心海洋环境探测技术与应用重点实验室

西南印度洋中脊东段（E-SWIR）处于61°～70°E之间区域，具有相对匮乏的熔体供给。该区产出的大多数洋中脊玄武岩（MORB）具有富集不相容元素以及大离子亲石元素等特征，属典型E-MORB。基于玄武岩样品的微量元素地球化学资料，通过La/S... 详细信息

西南印度洋中脊东段（E-SWIR）处于61°～70°E之间区域，具有相对匮乏的熔体供给。该区产出的大多数洋中脊玄武岩（MORB）具有富集不相容元素以及大离子亲石元素等特征，属典型E-MORB。基于玄武岩样品的微量元素地球化学资料，通过La/Sm、Zr/Nb和Lu/Tb等分析表明E-SWIR地幔具有明显的不均一性，这种不均一性可能与地幔中辉石岩含量的沿轴变化有关。利用稀土元素Ce、Sm、Lu和Yb含量结合部分熔融计算模拟结果，进一步阐明地幔源区中石榴子石的作用与影响，并且认为其可能是以含金红石榴辉岩的形式赋存于地幔之中。对E-SWIR地幔源区榴辉岩性质和赋存形式的识别是探讨E-MORB成因、地幔不均一性与洋中脊构造演化等科学问题的关键。

关键词：元素地球化学地幔源区组成洋中脊玄武岩西南印度洋中脊东段

一种结合低级视觉特征和PAPCNN的NSST域遥感影像融合方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2023年第6期48卷 960-969页

作者：侯昭阳吕开云龚循强支君豪王楠东华理工大学测绘工程学院江西南昌330013 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 自然资源部环鄱阳湖区域矿山环境监测与治理重点实验室江西南昌330013

针对融合规则中活动度量构建的单一性和脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural network,PCNN)参数设置的主观性问题,提出一种非下采样剪切波变换(non-subsampled shearlet transform,NSST)域内结合低级视觉特征和参数自适应PCNN(parame... 详细信息

针对融合规则中活动度量构建的单一性和脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural network,PCNN)参数设置的主观性问题,提出一种非下采样剪切波变换(non-subsampled shearlet transform,NSST)域内结合低级视觉特征和参数自适应PCNN(parameter adaptive PCNN,PAPCNN)的遥感影像融合方法。首先将全色影像和多光谱影像YUV颜色空间的亮度分量Y通过NSST分解得到高频和低频子带,其次利用基于低级视觉特征的融合规则对低频子带进行融合,结合局部相位一致性、局部突变度量和局部能量信息3个低级特征构建新的活动度量;然后采用PAPCNN模型对高频子带进行融合,将多尺度形态梯度作为模型的外部输入信号;最后依次进行NSST逆变换和YUV逆变换,得到融合影像。实验结果表明,所提方法对不同平台和不同地面特征的遥感影像都能表现出较好的效果,相较于其他11种方法,在所有评价指标上均表现优秀。所提方法能够较好地保留原始影像中的空间信息和光谱信息,可以提供优势互补的融合影像。

关键词：影像融合遥感影像非下采样剪切波变换低级视觉特征脉冲耦合神经网络

广义带限航空矢量重力确定大地水准面的两步积分法

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测绘学报 2022年第11期51卷 2245-2254页

作者：黄谟涛邓凯亮吴太旗王伟平欧阳永忠陈欣王许海军研究院天津300061 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 国家海洋局南海调查技术中心广东广州510300

依据物理大地测量学的广义带限水平边值问题理论,本文提出了基于带限航空矢量重力水平分量确定大地水准面的两步积分法。首先,依据广义带限水平边值问题解将带限航空矢量重力水平分量转化为飞行高度面上的带限扰动位;然后,利用带限Diric... 详细信息

依据物理大地测量学的广义带限水平边值问题理论,本文提出了基于带限航空矢量重力水平分量确定大地水准面的两步积分法。首先,依据广义带限水平边值问题解将带限航空矢量重力水平分量转化为飞行高度面上的带限扰动位;然后,利用带限Dirichlet边值问题解将飞行高度面上的带限扰动位向下延拓到海平面(海拔高程起算面,也称平均海面)上的带限扰动位;最后,依据Bruns公式将海平面上的扰动位转化为大地水准面高度。利用EGM2008重力位模型开展数值仿真计算试验,结果表明,广义带限水平边值问题解具有较好的低通滤波特性,能有效抑制观测高频噪声的影响;当带限航空矢量重力水平分量观测误差取3×10^(-5)m/s 2、测量飞行高度取6 km时,基于带限Dirichlet边值问题解的带限大地水准面计算精度优于3 cm,初步验证了两步积分法的计算稳定性和有效性。

关键词：带限航空矢量重力水平分量大地水准面两步积分法广义带限水平边值问题带限Dirichlet边值问题

荧光定量PCR(qPCR)检测“漂浮型”浒苔微观繁殖体

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海洋科学进展 2024年

作者：张宝堂肖洁马晓君缪晓翔李梅范士亮臧宇张学雷王宗灵自然资源部海洋生态环境科学与技术重点实验室崂山实验室海洋生态与环境科学功能实验室自然资源部第一海洋研究所

浒苔绿潮是我国南黄海海域最严重的生态灾害。浒苔微观繁殖体的时空分布、种群动态，是黄海浒苔绿潮业务化监测工作的重要内容，但传统的培养法实验周期长、检测效率低，无法满足快速监测预警的要求。本文利用297 bp的漂浮浒苔特异性DN... 详细信息

浒苔绿潮是我国南黄海海域最严重的生态灾害。浒苔微观繁殖体的时空分布、种群动态，是黄海浒苔绿潮业务化监测工作的重要内容，但传统的培养法实验周期长、检测效率低，无法满足快速监测预警的要求。本文利用297 bp的漂浮浒苔特异性DNA片段，研发了浒苔微观繁殖体的荧光定量PCR(qPCR)检测技术，并以人工释放的浒苔配子为研究对象，研究了浒苔配子细胞中目标基因片段的拷贝数(240 copies/cell)。利用qPCR法对2023年4月苏北浅滩海域水样进行检测，并与传统培养法进行比较。结果显示，黄海大规模浒苔绿潮暴发前期，苏北浅滩水体中浒苔微观繁殖体丰度为2.1×107copies/L(约87 602 cells/L, qPCR)和6.5株/L(传统培养法)，且呈现近岸(靠近筏架区)高、离岸低的趋势。两种方法对浒苔微观繁殖体的检出效率和揭示的分布规律基本一致。qPCR法灵敏、高效，可用于黄海浒苔绿潮业务化监测工作。

关键词：微观繁殖体荧光定量PCR 绿潮浒苔黄海

基于Bootstrap算法的FY-3/MWRI北极海冰密集度反演

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遥感学报 2023年第4期27卷 973-985页

作者：武苏辉邹斌石立坚曾韬张茜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

海冰作为全球气候系统的重要组成部分,不仅影响着大气与海洋环流,也是气候变化的重要指示器。海冰密集度是描述极地海冰极为重要的地球物理参数之一。本文基于风云三号卫星微波成像仪(MWRI)亮温数据开展北极海冰密集度反演研究,采用线... 详细信息

海冰作为全球气候系统的重要组成部分,不仅影响着大气与海洋环流,也是气候变化的重要指示器。海冰密集度是描述极地海冰极为重要的地球物理参数之一。本文基于风云三号卫星微波成像仪(MWRI)亮温数据开展北极海冰密集度反演研究,采用线性回归和阈值法确定了动态亮温系点值,利用天气滤波器和陆地污染修正法消除了天气和陆地对海冰密集度反演的影响,计算了2019年—2020年海冰范围和海冰面积并与同类产品进行了比对。结果表明,本研究获取的北极海冰密集度产品与NSIDC发布的海冰密集度产品有较高的相关性,海冰密集度的差异在冬季小于3%,夏季小于8%。利用SAR数据进行了不同产品的结果评估,结果表明本文算法的反演结果优于NASA Team算法,在冬季精度约有1%的提升,在夏季精度约有4%左右的提升。动态亮温系点值较好地反映了海冰辐射特性的季节变化。本研究为中国自主卫星的海冰密集度产品的业务化发布奠定了基础。

关键词：遥感微波辐射计亮温 FY-3 海冰密集度北极 Bootstrap算法