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联合卫星测高和GNSS观测的天津沿海近25年相对海平面变化分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第5期49卷 775-784页

作者：周东旭冯义楷张化疑付延光唐秋华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

针对现有验潮公开数据因时间范围及潮位沉降修正等影响,难以真实反映天津沿海相对海平面变化的问题,基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)与验潮并置观测,设计了联合卫星测高和GNSS观测的天津沿海相对海平面... 详细信息

针对现有验潮公开数据因时间范围及潮位沉降修正等影响,难以真实反映天津沿海相对海平面变化的问题,基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)与验潮并置观测,设计了联合卫星测高和GNSS观测的天津沿海相对海平面变化分析方法。分析结果显示,1993—2018年期间,塘沽验潮站点的相对海平面上升速率约为13.45±0.45 mm/a;联合4个虚拟并置观测站,得到天津沿海不同区域的相对海平面上升速率在11.15~19.17 mm/a,平均上升速率15.09±0.45 mm/a。沿海地面沉降是天津相对海平面上升速率偏高的主要因素(贡献率大于70%),受地面沉降非均匀空间分布的影响,海平面上升速率存在区域差异,塘沽验潮站难以代表整个天津沿海的相对海平面变化。

关键词：天津沿海相对海平面地面沉降并置观测 GNSS 卫星测高

基于聚类分析的Dupal异常指标遴选及其在印度洋的应用

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岩石学报 2024年第8期40卷 2601-2610页

作者：何虎余星胡航许绪成余娅娜自然资源部海底科学重点实验室自然资源部第二海洋研究所杭州310012 浙江大学海洋学院舟山316021

Dupal异常是一种广泛分布于南半球的大尺度地幔地球化学不均一现象,其成因机制和分布范围一直是地球科学研究的热点。由于Dupal异常概念提出时间较早,仅基于少量岩石样品,其概念存在模糊性和不确定性,目前仍缺乏统一的异常判别指标,影... 详细信息

Dupal异常是一种广泛分布于南半球的大尺度地幔地球化学不均一现象,其成因机制和分布范围一直是地球科学研究的热点。由于Dupal异常概念提出时间较早,仅基于少量岩石样品,其概念存在模糊性和不确定性,目前仍缺乏统一的异常判别指标,影响了对异常分布范围和成因的认识,进而制约了对全球Dupal异常的进一步研究。本文选取印度洋洋底(包括洋中脊轴部和离轴区域)玄武岩的铅同位素数据,结合西南印度洋中脊和东南印度洋中脊的已知地球化学边界,采用K-means++聚类分析方法突出大尺度地球化学特征,初步遴选Δ7/4>2.5,Δ8/4>35作为Dupal异常的铅同位素判别标准。基于这一标准,识别出西北印度洋中脊欧文断裂带为Dupal异常边界,边界以南洋中脊区域显示较明显的异常。就其分布而言,整个印度洋洋中脊的Dupal异常分布于安德鲁-贝恩断裂带、澳大利亚-南极错乱带以及欧文断裂带所围限的区域;离轴区域的凯尔盖朗海底高原、Broken海脊、东经90度海岭、圣诞群岛、莫桑比克海底高原、厄加勒斯海底高原等也具有明显的Dupal异常;整体上印度洋Dupal异常呈现东西分带特征。基于印度洋洋底玄武岩数据识别的Dupal异常指标将为全球Dupal异常的研究提供参考。印度洋Dupal异常分布范围的厘定将为揭示其异常成因提供关键基础。

关键词：印度洋 Dupal异常聚类分析铅同位素地球化学

卡尔斯伯格脊天休洋脊段的深部岩浆过程:来自洋中脊玄武岩中单斜辉石结晶条件的约束

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岩石学报 2024年第7期40卷 2203-2214页

作者：颉炜谭文睿韩喜球余星李谋王志朗姜翰费小倩河海大学海洋学院自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室南京210024 自然资源部第二海洋研究所自然资源部海底科学重点实验室杭州310012 浙江省海洋科学院杭州310000 自然资源部海洋空间资源管理技术重点实验室杭州310000

洋中脊玄武岩(MORB)是了解洋中脊的热状态、岩浆供给及演化过程的绝佳研究对象。本文对中国大洋49航次第五航段(DY49V)在西北印度洋卡尔斯伯格脊天休热液区周边获得的拖网(49V-DR02)玄武岩样品进行了详细的岩石学和矿物学研究,并利用单... 详细信息

洋中脊玄武岩(MORB)是了解洋中脊的热状态、岩浆供给及演化过程的绝佳研究对象。本文对中国大洋49航次第五航段(DY49V)在西北印度洋卡尔斯伯格脊天休热液区周边获得的拖网(49V-DR02)玄武岩样品进行了详细的岩石学和矿物学研究,并利用单斜辉石-熔体温压计对玄武岩中单斜辉石的结晶温度和压力进行了估算,用以探讨天休热液区所在洋脊段的深部岩浆过程。结果表明,所研究的玄武岩样品属于拉斑质N-MORB,其中单斜辉石呈鳞片状、树枝状或骸晶状微晶,主要为普通辉石和透辉石。单斜辉石-熔体温压计计算结果显示天休洋脊段单斜辉石结晶温度为1153~1225℃,结晶压力在0.08~0.64GPa范围内,相当于2.6~21.1km的深度,但主要集中在10~16km深度。这说明单斜辉石的结晶温度相对集中,但结晶深度范围变化很大,从浅层上洋壳区域到大洋岩石圈地幔区域均有单斜辉石结晶作用发生,但主要集中在大洋岩石圈地幔区域,暗示天休洋脊段下方洋壳内可能不发育熔体透镜体或岩浆房。天休洋脊段单斜辉石如此深的结晶深度指示天休洋脊段岩石圈地幔厚度厚,地幔部分熔融产生岩浆的终止深度深。在该洋脊段10~16km深处富含高温熔体,为天休热液系统的热液循环提供深部热源。

关键词：卡尔斯伯格脊天休热液区 MORB 单斜辉石岩浆深部过程

海洋温差发电混合工质二次热回收循环系统理论和实验研究

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海洋科学进展 2024年第1期42卷 185-195页

作者：陈凤云彭景平刘蕾葛云征王泉斌刘伟民自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061

因海洋温差发电系统中可利用的温差较小,发电效率相对较低,寻求海洋温差发电系统高效热力循环方式一直是该领域的重要研究内容。本文构建了非共沸混合工质的海洋温差发电热力循环,增加了稀溶液支路的二次热回收装置,并进行理论分析与数... 详细信息

因海洋温差发电系统中可利用的温差较小,发电效率相对较低,寻求海洋温差发电系统高效热力循环方式一直是该领域的重要研究内容。本文构建了非共沸混合工质的海洋温差发电热力循环,增加了稀溶液支路的二次热回收装置,并进行理论分析与数值计算,得到了循环效率与工质浓度、透平进口压力和抽气系数等参数之间的关系。结果表明:通过增加稀溶液支路的二次热回收装置,循环效率最高可达5.25%。研建了10 kW二次热回收海洋温差发电系统,得到了平稳运行工况下的系统性能,发电系统效率最高达3.8%,同时得到了蒸发器和冷凝器在该换热条件下的换热系数,为工程应用提供基础数据和技术支撑。

关键词：海洋温差发电热力循环循环效率工质浓度抽气系数

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

基于IPCC-CMIP6预估印太海域气候变迁及其对珊瑚礁的可能影响

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应用海洋学学报 2024年

作者：白东平谭红建蔡榕硕自然资源部第三海洋研究所

人为活动造成的温室效应对全球海洋气候包括物理、化学和生态属性产生了明显影响。其中，印度洋-太平洋海域(简称印太海域)的变化尤其显著并对暖水珊瑚礁构成严重威胁。为此，本研究基于海洋观测资料和政府间气候变化专门委员会第六次... 详细信息

人为活动造成的温室效应对全球海洋气候包括物理、化学和生态属性产生了明显影响。其中，印度洋-太平洋海域(简称印太海域)的变化尤其显著并对暖水珊瑚礁构成严重威胁。为此，本研究基于海洋观测资料和政府间气候变化专门委员会第六次耦合模式比较计划(CMIP6)的模拟结果，采用马氏距离(Mahalanobis distance,MD)等衡量气候变迁的方法，评估了不同共享社会经济路径(shared socioeconomic pathways,SSPs)的不同气候预估情景(SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5)下，相对于历史(1971—2000年)气候态，未来(2051—2080年)印太海域海表面温度(SST)、表层海水pH值和表层溶解氧(DO)含量的变化及其对暖水珊瑚礁的可能影响。结果表明：(1)模式结果可以很好地再现历史海洋气候态的空间分布特征，且多模式集合平均可明显降低单模式的误差；(2)不同气候预估情景下，未来印太海域海洋气候态将发生明显变化，包括SST显著上升，p H值和DO含量明显下降并且其变化随温室气体排放浓度增高而加剧；(3)未来印太海域海洋气候将发生明显变迁，并出现气候新特性(climate novelty)。其中，热带东印度洋、热带西太平洋、北太平洋及南半球中高纬区域MD变化最显著，约有15.23%(SSP1-2.6)、86.12%(SSP2-4.5)和99.89%(SSP5-8.5)印太海域的气候新特性将达到中等程度(MD>8)，而约有89.04%(SSP5-8.5)的印太海域气候新特性将达到极端程度(MD>12)；(4)在1970—2080年间，印太海域珊瑚礁密集分布区将升温约1.89～2.17℃，p H值降低0.21～0.22,DO含量减少0.006～0.007 mol/m3，红海和波斯湾的变化尤为突出。

关键词：海洋物理学印度洋-太平洋海域海洋环境气候变化珊瑚礁影响与风险

中太平洋海山群玄武岩磷酸盐化特征及其对全岩地球化学的影响

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海洋地质与第四纪地质 2024年第1期44卷 67-80页

作者：王世奇叶现韬张传林石学法河海大学海洋学院南京210098 自然资源部第一海洋研究所青岛266061

大洋玄武岩是研究地幔不均一性、岩浆起源与演化的重要对象。然而,由于其长期与周围的海水相互作用,极易发生蚀变和次生变化。磷酸盐化是大洋玄武岩最常见的次生变化之一,会影响到其全岩地球化学成分,且目前仍没有去除磷酸盐化的有效方... 详细信息

大洋玄武岩是研究地幔不均一性、岩浆起源与演化的重要对象。然而,由于其长期与周围的海水相互作用,极易发生蚀变和次生变化。磷酸盐化是大洋玄武岩最常见的次生变化之一,会影响到其全岩地球化学成分,且目前仍没有去除磷酸盐化的有效方法。因此,研究磷酸盐化特征以及评估其对玄武岩全岩地球化学成分的影响至关重要。本文以中太平洋海山群(九皋和紫檀海山)玄武岩为研究对象,通过能谱面扫描元素分布图、主量元素以及微量元素揭示玄武岩的磷酸盐化特征,评估磷酸盐化对其全岩主微量元素的影响。面扫描元素分布图显示,中太平洋海山群玄武岩的磷酸盐化作用主要发生在玄武岩气孔和裂隙周围,以交代早期的碳酸盐化基质,形成细小的磷酸盐矿物,呈浸染状分布在玄武岩基质中为特点,并且磷酸盐化会不同程度地改变玄武岩的主量元素和微量元素成分:比如磷酸盐化会使玄武岩的MgO、CaO、Na_(2)O、MnO含量降低,K_(2)O和Fe_(2)O_(3)T含量升高,同时也会对相容元素(如Cr、Co、Ni等)、大离子亲石元素(Rb、Ba、Cs等)和稀土元素造成不同程度的影响。值得注意的是,在磷酸盐化过程中,玄武岩的Al_(2)O_(3)、SiO_(2)和高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf和Ti)几乎不受影响。

关键词：玄武岩磷酸盐化全岩地球化学海山群中太平洋

基于空间大数据的补充耕地合规性自动判别技术研究

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农业机械学报 2024年第6期55卷 159-167页

作者：郭一珂姚敏周俊杰孟凡荣于海跃自然资源部信息中心北京100036

为提升补充耕地项目监管效率和准确率,保证补充耕地数量准确、地类符合、区位合理,开展基于空间大数据的补充耕地合规性自动判别技术研究。本研究基于大数据框架、并行计算技术和GIS空间分析方法,设计了补充耕地合规性自动判别规则和指... 详细信息

为提升补充耕地项目监管效率和准确率,保证补充耕地数量准确、地类符合、区位合理,开展基于空间大数据的补充耕地合规性自动判别技术研究。本研究基于大数据框架、并行计算技术和GIS空间分析方法,设计了补充耕地合规性自动判别规则和指标体系,研制了补充耕地合规性内业自动判别的技术流程、算法和软件,开展了日常和专项补充耕地监管和核查,作为全国补充耕地项目监管的重要技术手段。经实际运行验证,项目平均分析时长2~4min,平均每月阻止5700余个问题项目入库。该研究能够为补充耕地项目立项、实施、验收提供合规性判别技术手段,提升补充耕地项目立项的合理性,提升补充耕地信息核实、监管、监督的技术水平,对确保我国耕地占补平衡制度的落实具有技术支撑作用。

关键词：补充耕地监管空间大数据自动判别技术

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全球尺度下的海洋鱼类图像智能分类研究进展

电子与信息学报 2024年第5期46卷 1853-1864页

作者：周鹏李昌永步雨馨周芷诺王春生沈红斌潘小勇自然资源部第二海洋研究所杭州310012 自然资源部海洋生态系统动力学实验室杭州310012 上海交通大学图像处理与模式识别研究所上海200240

在全球尺度上了解鱼类物种组成、丰度及时空分布等,将有助于其生物多样保护。水下图像采集是获取鱼类物种多样性数据的主要调查手段之一,但图像信息分析工作耗时耗力。2015年以来,海洋鱼类图像数据集更新和深度学习模型算法优化等方面... 详细信息

在全球尺度上了解鱼类物种组成、丰度及时空分布等,将有助于其生物多样保护。水下图像采集是获取鱼类物种多样性数据的主要调查手段之一,但图像信息分析工作耗时耗力。2015年以来,海洋鱼类图像数据集更新和深度学习模型算法优化等方面取得了一系列进展,但细粒度分类表现仍显不足,研究成果的生产实践应用相对薄弱。因此,该文首先分析海洋相关行业对鱼类自动化图像分类的需求,然后综合介绍鱼类图像数据集和深度学习算法应用,并分析了所面临的小样本下的细粒度分析等主要挑战及相应解决方法。最后探讨了基于深度学习的海洋鱼类图像自动化分类对相关图像信息处理研究及应用平台对未来在生态环境监测等海洋相关产业领域的重要性及其前景。该文旨在为快速了解基于深度学习的海洋鱼类图像自动化分类的研究背景、进展和未来方向的工作者提供相关信息。

关键词：深度学习海洋鱼类生物多样性小样本图像分类

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