基于无人机航测的红树林潮滩地貌高程反演

红树林潮滩地貌高程的变化直接影响红树林生长发育。精确快速获取潮滩地貌高程动态变化过程,对实施红树林培育与造林意义重大。然而,受限于潮水涨落、潮滩易陷及红树林区难以深入等因素,红树林潮滩地貌的高程获取成为当前备受关注的难点。基于此,本文以广西北部湾北部北仑河口为例,利用DJI Phantom 4 RTK无人机对区域进行多高度、多架次航测,以Structure from Motion(SFM)算法为核心反演该区域的红树林潮滩地貌高程,探讨影响高程反演精度的因素,进而拟合出一套误差修正关系式,并以钦江与南流江河口红树林潮滩为应用对象验证该关系式的适用性。结果表明:(1)无人机飞行高度直接影响高程提取精度,其中飞行高度越高,提取的地貌高程误差越大,飞行高度约在110 m时更能兼顾航测用时和高程提取精度;(2)无人机航测提取的潮滩地貌高程值与RTK测量值存在较为显著的垂向平移偏差关系,提取值普遍高于RTK测量值,基于此提出了修正关系式,实现了对不同飞行高度的高程提取值的修正,显著提高了其精度,且关系式有较好的适用性和普适性;(3)植被覆盖度是无人机提取潮滩地貌高程的重要影响因子,植被覆盖度越高,提取精度越低,本研究的修正关系式在光滩区域的修正效果优于植被区域。研究结果可为无人机反演红树林潮滩地貌高程变化过程提供部分理论和技术支撑,对提高无人机反演红树林潮滩地貌高程的效率和精度有一定借鉴意义。

语义构建中的认知识解因素——以die of X和die from X为个案

语义构建离不开认知识解因素。die of和die from可以与同样的表达式搭配,即die of X和die from X。就规约意义而言,die of X通常表达客观的、直接的原因,而die from X通常表达客观的、间接的原因。但在die of X和die from X语义构建过程中,通过认知识解,客观的、直接的原因会被识解为主观的、间接原因,客观的、间接的原因会被构建为主观的、直接的原因。

PI⁃RADS v2.1联合PSAD对前列腺显著癌的诊断价值

目的:探讨前列腺影像报告与数据系统2.1版(PI⁃RADS v2.1)联合临床指标对前列腺显著癌(csPCa)的诊断价值。方法:回顾性收集2022年1月至2022年12月在宁夏回族自治区人民医院行前列腺多参数磁共振成像(mp⁃MRI)检查,病理证实为csPCa患者47例,非前列腺显著癌(non⁃csPCa)患者53例。收集临床指标,包括年龄、前列腺特异性抗原(PSA)、游离PSA/总PSA(fPSA/tPSA)、前列腺特异性抗原密度(PSAD)及前列腺体积(PV)。应用PI⁃RADS v2.1评分对mp⁃MRI前列腺病变进行评估。采用线性加权Kappa检验对评分者间的一致性进行评估。采用Spearman相关性分析法对PI⁃RADS v2.1评分与前列腺Gleason评分之间的相关性进行分析。根据病理结果将患者分为csPCa组和non⁃csPCa组,采用受试者工作特征(ROC)曲线分析两组间存在显著差异的各指标对csPCa的诊断效能。结果:PI⁃RADS v2.1评分与Gleason评分之间存在良好的相关性(r=0.714,P<0.01)。csPCa组与non⁃csPCa组间PSA、fPSA/tPSA、PSAD、PV及PI⁃RADS V2.1评分差异均具有统计学意义(均P<0.05),年龄差异不具有统计学意义(P=0.05)。ROC曲线分析显示:PSA、fPSA/tPSA、PSAD、PV及PI⁃RADS V2.1评分的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.75、0.67、0.78、0.63及0.84;PSAD联合PI⁃RADS V2.1评分的AUC为0.91。结论:PI⁃RADS V 2.1评分联合PSAD有助于进一步提高csPCa的诊断效能,在一定程度上避免患者漏诊以及不必要的穿刺。

加速度-位移关系的贝叶斯推理方法

动力位移是地震工程、军事武器设计和结构健康监测等领域重要的物理量,但在实际测试过程中,通常能直接量测的只有振动加速度信号。由于受环境等不确定性测试条件影响,加速度信号不可避免地含有低频和高频噪声,导致在加速度积分过程中,速度和位移时程会产生较为明显的漂移现象。基于贝叶斯理论框架,构建了动力位移贝叶斯学习识别方法,针对不同噪声工况(白噪声、人工噪声)反演获取了位移响应,识别出的动力位移与解析位移基本一致;利用大型振动台试验数据,对比了不同性能加速度传感信号反演的位移,并分析了其不确定性。结果表明:该动力位移贝叶斯学习识别方法在加速度-位移关系表征方面具备一定的优势,可不依赖对加速度信号的处理实现位移求解,从而避免了噪声累积误差导致的位移积分失真。

茅尾海钦江河口光滩时空变化过程研究

河口潮滩一般由生长于中高潮滩的植被和植被前缘光滩(裸滩)构成,光滩的时空变化直接关联潮滩冲淤及植被演替状态。本文基于Landsat 5 TM及Sentinel-2 MSI等多期遥感影像,利用随机森林分类算法与数字岸线分析系统探讨茅尾海钦江河口光滩在1986—2021年期间的变化过程。结果表明:①近40年钦江河口光滩面积总体呈现明显损失的状态,可分为1986—2002年冲淤平衡、2002—2007年快速淤积、2007—2014年急剧降低和2014—2021年缓慢淤涨4个阶段;②光滩淤积的区域主要分布于钦江沙井河口口门及内侧河槽与潮汐通道边缘,侵蚀出现在钦江沙井河口及钦江沙冲河口航道及潮沟区域;③茅尾海清淤工程是引起钦江河口光滩自2008年到2014年面积减少的直接因素,潮间带植被扩张和2015年之后大范围生蚝养殖引起的水动力减弱导致光滩向海淤涨。当前海平面上升未对光滩造成明显影响,但入海泥沙的变化一定程度上影响光滩冲淤演变。本研究可为区域河口潮滩资源的可持续高效利用提供部分理论与技术支撑。

南汇边滩的沉积特征和沉积物输运趋势

在对南汇边滩沉积物粒度特征进行分析的基础上,利用Gao-Collins泥沙概率输运模型探讨边滩的沉积物输运趋势,结果表明:①沉积物中值粒径、分选系数和偏度的分布具有一致性,三者相关性较强;②边滩的沉积物粒度特征表现为正偏,分选性较差,分选系数值集中在2左右,沉积物相对较粗(中值粒径大于0.01 mm)的区域主要集中在没冒沙中部、南汇咀及卢潮港近岸,其它区域沉积物相对较细(中值粒径小于0.01 mm);③将Gao-Collins的泥沙概率模型和南汇边滩的动力与沉积环境结合表明,沉积物在东滩的净输运趋势是由北向南输运。由于南滩的动力条件相对复杂,因此南滩沉积物的净输运趋势有待进一步分析。

淹水时长与盐度对桐花树胚胎萌根与生长发育过程的影响研究

潮位与盐度是影响桐花树幼苗生长发育的重要环境因子,在一定程度上决定桐花树胚胎能否成功着床与快速成苗。本文采用室内控制实验观测桐花树胚胎萌动期根系发育过程,进而探讨盐度、淹水时长、盐度-淹水时长交互作用对胚根萌发及生长的影响。结果表明:(1)模拟低低潮位淹水环境的完全浸泡胚胎24 h/d培养处理组,桐花树胚胎无法萌根。模拟中低潮位淹水环境的完全浸泡胚胎6h/d+浸泡胚根18 h/d培养处理组,胚胎平均萌根率最高,胚根最长。模拟高高潮位胚胎基部浸泡水体环境的浸泡胚根培养处理组,胚胎萌根率与平均萌根率最低,胚根数量最少。模拟高高潮位胚胎基部扎入潮滩环境的蛭石浅插培养处理组,胚根萌发最慢,萌根率最高,胚根最短、数量最多。(2)在盐度为0的环境中,培养13d后胚根最长。在盐度为10的环境中,培养后的前11d胚根最长、数量最多。在盐度为20的环境中,萌根率、平均萌根率以及胚根长度和数量明显偏低,胚根萌发与生长受到抑制。(3)淹水时长-盐度交互作用对桐花树胚根生长影响显著,若淹水时长、盐度处于桐花树胚胎萌根耐受范围内,淹水时长-盐度复合胁迫下胚胎依然能够正常萌根。人工培育桐花树幼苗,采用完全浸泡胚胎6h/d+浸泡胚根18 h/d,盐度为10培养胚根生长发育最优。研究结果可为潮间带桐花树幼苗人工培育与保护提供部分理论依据。

长江口南槽最大浑浊带潮周期内悬沙变化规律及其影响因素

最大浑浊带水体悬沙时空变化过程是河口沉积动力学研究的核心内容之一。利用2013年6月16—24日在长江口南槽最大浑浊带自小潮至大潮连续9天的逐时定点水文及悬沙观测资料,分析南槽最大浑浊带悬沙垂向变化特征及影响机制,由此加深对长江口最大浑浊带形成及变化的理解。主要结果包括:(1)南槽最大浑浊带悬沙平均粒径为3.52~18.84μm。从小潮到大潮、从表层水体到底层水体,悬沙粒径逐渐增大,水体含沙量逐渐增大,含沙量为0.12~2.29 g/L。(2)水体流速呈现自下而上、自小潮到大潮逐渐增大的态势,与悬沙粒径的关联度较好;而水体盐度呈现自上而下、自小潮到大潮逐渐增大的态势,与悬沙含量的关联度较好。(3)南槽最大浑浊带水体悬沙垂向变化涵括两种控制机制:涨落潮作用引起的底沙再悬浮控制水体悬沙约7 h的周期性变化;涨潮流挟带的口外泥沙絮凝形成的絮团在涨潮流和重力作用的影响下引起水体悬沙出现约14 h的周期性变化特征。

长江口南槽最大浑浊带表层沉积物动态变化研究

河口最大浑浊带表层沉积物的动态变化在很大程度上反映径潮流交汇作用影响的悬底沙交换过程,直接关联最大浑浊带区域的拦门沙冲淤整治。利用2013年6月在长江口南槽最大浑浊带小潮至大潮期间定点持续采集的共9 d逐时水文资料及表层沉积物等数据,分析了南槽最大浑浊带表层沉积物沉积动力过程。主要结果包括:(1)南槽最大浑浊带表层沉积物颗粒较细,以粉砂为优势粒级,沉积物分选性较差,平均粒径、分选系数及偏态自小潮到大潮呈逐渐减小的特征。落潮时水体悬浮泥沙易发生絮凝沉降,表层沉积物较细,以极细粉砂为主;涨潮期间,受涨潮顶托作用,以细砂为主的水体粗颗粒泥沙易于沉降,表层沉积物较粗。(2)沉积物组分存在2种变化模式:主要模式为潮流作用及盐水絮凝引起细颗粒悬沙沉降,以粗黏土及极细粉砂为主的沉积模式;次要模式为径流作用下,细颗粒泥沙被冲刷,细砂比重增加,导致表层沉积物变粗,以中粉砂为主的沉积特征;其中径流主导了表层沉积物的短时间内变化,而盐度的变化决定了表层沉积物整体的粗细转换。

北部湾防城港东湾白骨壤潮滩近底层动力响应台风作用的耗散过程

揭示极端天气影响的红树林潮滩潮流能量耗散过程是理解生物海岸演变及滨海湿地生态修复工程的核心内容。以北部湾防城港东湾白骨壤红树林潮滩为例,基于声学多普勒流速仪(ADV)获取区域2020年8月连续6天的水动力和白骨壤红树林下垫面植被实测数据,分析白骨壤潮滩近底层动力响应台风“森拉克”的耗散过程。结果表明:1)正常天气涨、落潮期间,自光滩到白骨壤红树林林内近底层湍流动能变化具有潮汐不对称性特征。涨潮期间光滩—白骨壤红树林边缘、白骨壤红树林边缘—林内潮流挟沙能量分别通过泥沙沉降以及搬运泥沙两种方式沿程消耗,落潮期间潮流挟沙能量主要以泥沙净沉降的方式消耗。2)白骨壤通过其潮滩表层向上发育长约10 cm的呼吸根以降低湍流垂向紊动;红树林边缘的枝、叶通过影响水平方向上的水流动力,致使潮流挟沙能耗降低。3)与正常天气比较,台风“森拉克”期间东湾自光滩到白骨壤红树林林内近底层水体流速无明显变化,但流向偏转幅度明显变大。同时湍流动能的耗散率和用以搬运泥沙为主的潮流挟沙能耗亦均增大。

特枯2006年长江中下游径流特征及江湖库径流调节过程

利用1978特枯年、2000～2006年长江中下游宜昌、汉口、大通、城陵矶及湖口等水文实测资料,对2006年长江中下游出现特大枯水水情条件下的径流变化和江、湖与水库的调节过程进行分析。结果表明:长江中下游径流变化出现洪季不洪、枯季不枯特征,洪季来水量不到平常年的60%～70%,枯季基本维持平常年的来水量;其中长江上游来水量急剧减少是造成长江中下游洪季不洪的主要因素,三峡在枯水期间的调蓄对维持长江中下游干流的水量有一定的贡献,洞庭湖与鄱阳湖两大湖泊在枯季因干流水位显著降低形成的胁迫效应是长江中下游枯季不枯的重要因素。

特枯水文年长江河口汛期盐水入侵观测分析

基于2006年汛期10月长江干流大通水文站逐时水位流量资料和长江口区现场实测水文、盐度资料,探讨了特枯水文年份在大型水利枢纽调控影响下的长江口区汛期盐水入侵及其对淡水资源的影响。结果表明:①2006年汛期10月大潮期间,外海上溯至北支的咸潮强度较大,倒灌南支严重,导致观测期间陈行水库、宝钢水库河段不存在淡水资源;②北支高盐度的咸水倒灌主要经白茆沙北水道而进入南支,长江入海冲淡水则主要由白茆沙南水道下泄入南支,两股不同性质的水流在白茆沙尾部汇合,其影响范围可到南港吴淞口;③观测期间,外海高盐水团经南北槽上溯,其强度和上溯距离可影响到吴淞口,致使除吴淞口附近水域存在淡水资源外,南港吴淞口以下河段皆为高盐水体覆盖。

台风作用下淤泥质海岸动力地貌响应

基于200509号麦莎台风(近似百年一遇)作用前后杭州湾北岸龙泉-南竹港实测的海岸地形和水文资料,利用分形技术、冲刷深度和闭合水深等相关概念分析淤泥质海岸的剖面变化、岸线进退以及地形冲淤,进而探讨海岸响应台风作用的动力地貌行为。结果表明:1)台风作用前后的海岸动力地貌过程表现为水下类似沙坝的堆积体削平、凹处填洼,水下平台发育锯齿或较小的坝——槽,海岸剖面的分维数降低,剖面坡度处于平缓;2)麦莎台风对海床的整体冲淤幅度不大,这可能是由于研究区大潮讯的增水致使波浪对海床的塑造能力减弱以及码头的遮蔽作用造成;3)台风作用对海岸的冲刷深度约为0.8 m,闭合水深为9.5 m,近岸-1 m邻近区成为海岸响应台风作用最敏感的地带;泥沙主要在0 m到闭合水深区间的海床发生纵、横向运移。

茂名海域水体表层悬浮泥沙浓度时空分布特征的遥感分析

利用Gorden关系式,从茂名海域的多时相卫星影像定量反演了表层悬浮泥沙浓度的时空分布特征。经近期该海域实测悬沙资料验证表明,茂名沿海水体表层悬浮泥沙浓度偏低,一般低于200 mg/L;表层悬浮泥沙浓度在空间尺度上由岸向海呈带状分布,并逐渐降低,其中-1 m以浅区悬沙浓度最高,一般可超过100 mg/L,-10 m以深区浓度最低,一般低于20 mg/L。此外,沿海水体表层悬沙浓度往往在冬季高于夏季,大风天气高于平常天气。

GPS软件接收机捕获算法的研究

为了提高GPS软件接收机信号捕获的速度,提出了一种GPS卫星C/A码信号捕获的新方法(这种方法具有Gold码的性质)。并证明了多颗卫星信号的相关性可以在同一次相关性计算过程中同时处理完成,在一次捕获卫星信号过程中可同时捕获多颗卫星信号。

粤东汕尾岬间海滩剖面月内日变化过程特征分析

运用经验特征函数方法 ,结合逐日实测波浪、潮汐及剖面冲淤变化资料 ,对粤东汕尾寮咀口岬间海滩重复测量的剖面数据加以分析。结果表明 ,海滩的月内日变化过程可客观地通过对应于 2个最大特征值的 2个经验特征函数来描述 :1 )第 1经验特征函数表征主要的海滩剖面过程 ,称为主要模式 ,它是响应叠加在月潮汐周期性循环上的波浪动力作用 ;2 )第 2经验特征函数反映了海滩剖面快速变化过程 ,称为次要模式 ,它又可分为前滨上部过程、冲淤过渡段及后滨上部过程。

灰色模型理论在河流水污染预测中的应用

本文以佛山东平水道近年来生化需氧量、氨氮及亚硝酸盐氮的环境监测值,应用灰色理论建立GM(1,1)模型,对东平水道环境主要污染物进行预测。所建模型经残差及后验差精度检验,具有一定的可行性和适应性,在此基础上,进一步分析了水道污染的原因。

河口定义及分类研究的进展

本文对近 40a来不同领域的河口定义及分类进行了总结。从地貌、自然地理、地质、生物等方面分析了研究人员较普遍接受的几种河口定义及分类的优劣 ,探讨了河口定义及分类的发展动态。

季节性波浪动力作用下南湾弧形岸滩泥沙横向输运特征

响应季节性波候作用的泥沙输运特征是研究弧形海滩地貌变化及港工建筑的重要内容。基于南湾弧形海滩实际测量的冬、夏各11条剖面高程变化资料,将其划分为低潮间带、低中潮带、中潮带、高潮间带、低冲流带、中冲流带及其海滩后滨等7带,在此基础上利用经验正交函数(EOF)方法对各个带的体积变化进行分析,结果表明:1)南湾弧形海滩的泥沙以单向输运为主,并具有季节性变化特征,其中冬季泥沙在东南浪作用下,自陆向海输运,夏季泥沙在西南浪作用下自海向陆输运;2)南湾弧形海滩的泥沙分别在高潮带与中潮带、低冲流带与中冲流带之间存在频繁的双向输运;3)南湾弧形海滩不同岸段泥沙的横向输运因岬角的遮蔽能力、地形以及波浪作用的方向而有所差异。