卫星测高数据在渔情分析中的应用探索

通过对卫星测高数据的分析 ,结合日本和美国在海面高度与渔场关系方面的研究 ,根据海洋学和渔业资源学的理论进行分析和探讨 ,为卫星测高数据在渔情分析中的应用提供了理论依据、研究思路和基本方法。卫星测高数据与常规海洋外界环境因子有非常密切的关系 ,经过严格的数据质量控制后 ,可以应用到渔场探测和渔业资源评估中。测高数据的具体应用可以采用直接与间接两种方式 :直接方式 ,即作为统计相关的参数 ,等同于温度、盐度、水色等 ;间接方式 ,即作为数理模型的输入或者控制参数。此外 。

引入差比关系法分析西北太平洋TOPEX/POSEIDON卫星高度计测高数据

TOPEX/POSEIDON(T/P)卫星高度计数据信息中存在周期成分混淆问题 .对其中的一类混淆引入差比关系方法对混淆的分潮进行分离 .卫星轨道交叉点资料包括升轨和降轨资料 ,资料量比沿轨点资料多 1倍 ,经分析发现 :在已有为期 6a多的观测资料时间序列中 ,在沿轨处混淆的分潮如K1和SSA在交叉点处不再混淆 ,可以直接分离 .因此首先对交叉点资料进行调和分析 .然后由交叉点的分析结果得到分潮间的差比关系 ,处理到相近的沿轨点处 ,从而得到沿轨点的调和常数 .用引入差比关系方法 ,对西北太平洋海区 6a多的T/P卫星高度计资料进行了潮汐分析 ,并与沿岸及岛屿验潮站资料进行了比较 ,所得结果较满意 .

测高数据不准时的直升机航空瞬变电磁一维反演方法理论研究

航空电磁勘探中,高度计显示的发射线圈高度数据往往是不准确的,这可能会影响反演结果,出现假异常现象。针对这一情况,提出了一种高度计数据不准确条件下的航空瞬变电磁资料一维反演方法,在重构地电参数的同时也对发射线圈高度值进行校正。由于航空电磁反演问题是典型的病态问题,使用正则化反演方法,正则化因子由数据目标函数与模型目标函数之间的关系以自适应方式给出,使得反演迭代能稳定进行。以直升机航空瞬变电磁资料反演为例,用理论模型响应数据加入噪声进行反演,结果表明,无论初始高度值是高于真值还是低于真值,该反演方法均能够较好地重构地下介质参数和发射线圈高度值;作为反演初值的发射线圈高度测量值越准确时,反演迭代收敛速度就越快,反演效果也越好。

中国近海卫星测高数据的重力异常反演——I.Stokes公式逆运算+2DFFT法

简要介绍了基于Stokes公式逆运算基础上的重力异常FFT反演方法。据此 ,在对 4年的Topex/Poseidon卫星测高数据和一年半的ERS 1/ 35天卫星测高数据的预处理基础上 ,反演了中国海域 (0°～ 4 0°N ,10 5°～ 135°E)的 30′× 30′重力异常———IGG。通过与实际船测资料和国际同行提供的重力模型相比 ,IGG总体精度达到 10× 10 - 5m/s2 。

联合多代卫星测高数据构建中国近海及邻域海平面异常序列

首先给出海面高的计算方法,并引入基于高斯滤波的粗差探测方法,有效地剔除了各弧段测高数据存在的粗差。通过对3颗卫星同步运行段测高数据的分析,得到3组数据在中国近海及邻域的平均偏差分别为:Jason-1相对T/P需改正-8.77 cm;Jason-2相对Jason-1需改正-7.33 cm,两者均小于其在全球海域的改正值。以T/P测高数据所得平均海平面为基础,利用改正后的Jason-1、Jason-2数据,得到该海域18年海平面异常时间序列,海平面平均上升速率约为4.9 mm/a。分别对中国近海各海域海平面异常时间序列进行分析,得到渤海、黄海、东海及南海的海平面平均上升速率分别为:2.5 mm/a、3.2 mm/a、3.6 mm/a和6.2 mm/a。将所得每周期离散正常点的观测数据格网化,然后逐格网计算海平面异常时间序列,得到研究海域18年来海平面异常平均上升速率的分布情况。结果表明,研究海域海平面上升速率高于全球平均水平。

中国近海卫星测高数据的重力异常反演——II.沿轨迹垂线偏差反演法

给出了一套基于直角坐标系下的垂线偏差求解重力异常公式 ,并将之发展成为一套新的沿轨迹重力异常求解公式。据此 ,利用Geosat/GM、ERS 1/ 35d及Topex/Posei don 3种测高数据 ,反演了南中国海域 ( 0°～ 2 5°N ,10 5°～ 12 2°E)的 2’× 2’重力异常———IGG S。通过与实际船测资料和国际同行提供的重力模型相比 ,IGG S总体精度达到 10× 10 - 5m/s2 。

测高数据处理中权的选取

本文根据卫星测高数据分布不均的特点,提出了非交叉点数据的解析定权公式和交叉点数据的解析定权公式。前者简明实用,后者仅是一个新的尝试。

美国海军大地测量卫星GEOSAT测高数据解密对今后大地测量的影响

美国海军大地测量卫星ＧＥＯＳＡＴ的测高数据本来可以为大地测量学、海洋学和地球物理学作出巨大贡献，但自１９８６年以来，绝大部分数据保密，在国际地学界引起强烈反应。随着欧洲空间局ＥＲＳ－１卫星大地测量任务于１９９５年３月完成，其测高数据的质量和分辨率同ＧＥＯＳＡＴ的差不多，而且公开供国际地学界应用。在此形势下，美国不得不把ＧＥＯＳＡＴ数据解密。这两种测高数据的结合，将对今后大地测量产生重大影响。最直接的影响是地球重力场模型的精化，本文对这一方面作较多的报导。

高度计卫星定轨精度对其测高数据在海洋应用中的影响

卫星测高术是７０年代发展起来的一项新技术，到目前为止国外已陆续发射了七颗载有高度计的卫星。高度计卫星定轨的精度对测高数据的应用有很大影响．本文概述了卫星高度计测高数据在海洋应用上的一些结果、影响轨道的因素、测轨方法和轨道精校正方法。最后根据现有卫星轨道校正数据得到卫星轨道误差与校正精度的关系式。

基于T/P卫星测高数据的海平面变化研究

本文以T/P系列卫星测高数据为研究基础,对各月份数据进行共线处理,对各交叉点进行平差,从而得到海面高,然后对海面高程异常值进行计算,通过对T/P卫星同时在轨阶段测高数据进行综合分析分析,得到中国近海及邻域的平均偏差数据,分别是T/P与Jason-1的差值为-11.76 cm,Jason-1与Jason-2的差值为9.60 cm,Jason-2与Jason-3的差值为2.42 cm,并进行海面高异常改正,建立了研究海域25年的海面高异常序列。对得到海面高异常序列进行分析,得到黄海、东海的海平面上升速率分别为2.68、2.88 mm/a。

由卫星测高数据得到的地壳构造图

卫星测高数据为洋底测深提供了一种新的信息源。卫星测高测量结果得到的水平重力梯度的变化揭示了海洋的地壳构造(比如,断裂带的分布、洋脊、火山高原以及海沟)。通过对SEASAT海洋卫星和GEOSAT地球卫星测高数据的分析,得到了一幅能识别海洋结构特征交化的全球性的水平重力梯度变化图。卫星测量的覆盖面比较均匀。

基于Ka/Ku波段测高及船载重力数据的全球海洋重力异常模型构建研究

海洋重力数据在海洋大地测量学、地球物理学、物理海洋、航空航天及军事应用等诸多领域都有重要的意义。随着卫星测量技术的发展,卫星测高已成为反演海洋重力最主要的数据来源。随着测高数据的不断获取,急需对不同类型的测高数据进行最优融合。近海海域中波形数据由于受到陆地影响,一定程度上降低了测高数据的精度。另外,海底地形变化剧烈的海域对应的大地水准面变化剧烈,也影响了重力反演的精度。因此,论文主要就测高数据精度分析、测高数据精细化处理、不同频率测高数据融合、重力异常最优反演方法及重力异常模型精化等方面展开系统地研究,最终建立全球高精度高分辨率的海洋重力异常模型。论文的主要研究内容和成果如下。

联合多种测高数据确定全球平均海面WHU2000

制定了比较全面的测高数据编辑准则,改善了地球物理改正模型的精度;系统地统一了不同测高数据的基准;研究并实现了多种测高数据区域联合交叉点平差方法,从而提高了Geosat,ERS-1和ERS-2的径向轨道精度;完善了由多种测高数据确定全球平均海面（MSS）的理论与方法;并利用7年的Topex/Posidon（11cycle～249cycle）数据、全部的ERS-1/168数据、52个周期的ERS-2（1cycle～52cycle）数据、44个周期的Geosat/ERM（1cycle～44cycle）数据确定了全球平均海面WHU2000,其格网分辨率为2’×2’,范围为纬度±82°之间,整体精度优于0.05m.将WHU2000MSS与格网分辨率为3.75’×3.75’的CLS_SHOM98.2MSS,3’×3’的GFZMSS95A和3.75’×3.75’的OSU MSS95等全球平均海面进行了比较,所得差值的标准差（STD）分别是0.090,0.237和0.079m.

ICESat-GLAS测高数据在长江中下游湖泊水位变化监测中的应用

在全球气候变暖的背景下湖泊变化已是国内外地学界关注的环境问题,并日益受到各国政府和研究机构的重视。本文以长江中下游的6个典型湖泊为研究对象,基于2003年-2009年ICESat-GLAS测高数据,采用高斯滤波法对ICESat-GLAS测高数据所对应的回波进行去噪后,用于识别水体与陆地;采用融合算法从LandsatTM影像数据提取湖泊边界;提取湖泊边界内的ICESat-GLAS水位观测值构建了湖泊的年际和年内水位变化,进一步分析了6个湖泊的水位变化时空特征与原因。结果表明:从LandsatTM中提取湖泊边界的精度达到10m,ICESat-GLAS测高数据推算出洪泽湖蔣坝站、洞庭湖城陵矶站、鄱阳湖星子站和都昌站、太湖西山观测站、巢湖闸站和高邮湖高邮站的ICESat测高数据验证的平均精度分别为-3.9cm、-8.3cm、-9.0cm、-2.5cm、-3.1cm和-4.1cm;在整个观测期间,长江中下游流域的湖泊水位呈周期性波动,但较历史观测资料,湖泊平均水位有所降低,且自2006年10月以后三峡工程对洞庭湖的水位调控明显。

用T／P测高数据确定中国海域及其邻海的海面高及海面地形

描述了利用Ｔ／Ｐ卫星测高数据确定中国海域及其邻海的海面地形。处理了Ｔ／Ｐ５９～８２周（Ｃｙｃｌｅ）１９９４年第８３ｄ～３１１ｄ的数据，将５９～８２周数据分成两部分分别估计海面高，并分析了海面高变化。结果与Ｂａｓｉｃ和Ｒａｐｐ１９９２年确定的海面高作了比较。利用Ｓｈｅｐａｒｄ曲面拟合方法给出了３０′×３０′平均海面高结果，分别以ＯＳＵ９１和ＷＤＭ９４地球重力场模型作为参考重力场，计算了相应的３０′×３０′平均海面地形。

基于激光测高数据的月表撞击坑自动检测方法

撞击坑是月球表面最醒目和最重要的地质构造标志.基于遥感影像的撞击坑检测方法受到数据本身的局限,遗漏检测的情况比较严重.激光测高数据可以快速构建全球的数字高程分析(DEM),为撞击坑检测提供丰富的几何形态信息.利用激光测高数据,提出了兼顾准确性和完整性的撞击坑自动检测方法.首先采用松散耦合的形态约束检测候选撞击坑,再利用机器学习的相关理论来提取正确的撞击坑.其中,提出基于可变尺度的撞击坑检测算法,以有效解决叠置撞击坑的检测问题;提出基于决策树的机器学习方法,以解决从候选坑中有效提取正确撞击坑的问题.实验证明了整个流程和关键技术的可行性和有效性.通过研究,实现高效、准确的月表撞击坑检测,充分挖掘探月卫星提供激光测高数据,向后续月球地质地貌研究提供具有准确性和丰富形态信息的基础数据.

联合多种卫星测高数据分析全球和中国海海平面变化

利用了 7年的T/P数据 (第 9周期至第 2 49周期 )、4年的ERS2数据 (第 0周期至第 44周期 )和Geosat精密重复任务 (ERM)数据 ,由共线法研究了全球海平面变化和中国海域海平面变化。测高数据的逆气压改正采用了每个周期的平均大气压重新计算 ,对T/P和ERS2两种数据源计算的 1995～

嫦娥一号激光测高数据的滤波和插值方法

本文以嫦娥一号激光测高数据为基础,研究滤波和插值的方法,以具有典型意义的虹湾、酒海、湿海3个地区的数据为例详细说明;提出基于可靠最小值的滤波方法,建立适合月球特点的数字高程模型(DEM),并进行质量评定。研究结果可为月球地形地貌的科学研究提供参考。

测高数据在计算海平面时的取权

根据卫星测高数据分布所具有的低纬时稀疏、高纬时密集的特点，提出了计算平均海平面时非交叉点数据的解析定权公式和交叉点数据的解析定权公式。