海洋视图软件(ODV)关键技术及应用

海洋数据视图软件(ODV)是一款具有强大功能的海洋数据处理、分析和可视化软件。介绍ODV软件的基本功能和特征,并利用太平洋、珠江口近海实测站点数据以及卫星遥感数据(net CDF)分析ODV实现海洋数据的处理过程、剖析散点图、断面图、平面图等不同类图绘制的关键技术和方法,以期对初学和使用ODV的科研人员提供参考和帮助。

逐步判别分析法在海洋水质评价中的应用

针对粤西海域海洋水质评价这一问题,依照GB 3097—1997《国家海水水质标准》建立一个由400个站位组成、每个站位包含13个水质指标信息的假设随机样本,利用逐步判别分析法,在随机样本的13个水质指标中按其对水质分类判别能力的大小进行筛选,最终选出化学需氧量、石油类、镉、总磷、总氮这5个具有显著判别能力的指标,并利用这5个指标建立判别函数及水质分类图版,进而克服水质指标数据引入过多对水质评价模型的不利影响。利用上述水质分类图版对粤西海域2010年40个站位的水质状况进行了评价,对比海洋与渔业环境监测站的水质分类结果,其正确率为95%,说明该水质分类图版具有良好的实际应用效果,可作为解决利用多水质指标信息综合评价海洋水质这一问题的有效方法。

超强台风“威马逊”对南海西北海域海洋环境的影响

2014年第9号超强台风"威马逊"(1409)过境南海并穿越琼州海峡进入北部湾,给海南、广东和广西造成了严重损失,并对南海西北海域海洋动力与生态环境产生了重要的影响。文章利用卫星遥感水色水温及风场数据,分析了台风前后海表温度、悬浮泥沙浓度、叶绿素浓度、初级生产力及上升流分布特征与变化。研究结果表明:超强台风"威马逊"诱发了强烈的混合夹卷和上升流,并加强了季节性上升流;海表温度最大降幅近2℃,相对台风路径呈显著的"右偏性",而台风引起的强降水却具强烈的"左偏性";台风后悬浮泥沙浓度平均升高51.4%,叶绿素浓度增幅达28%,且最大浓度有3d的延迟,初级生产力增加34%;上层水体混合加剧,混合层深度平均增长近10.4m。

广东近海水质遥感监测与灾害速报系统设计

近几年海洋环境污染问题突出,为维护海洋的生态安全和资源的可持续利用,必须加强对海域生态环境的监测。基于卫星遥感数据,建立遥感反演模型,实现水质遥感监测系统,构建广东近海水质遥感监测与灾害速报系统。对提升海洋环境监控能力,实现海洋灾害速报起到重要作用。

上海市PM(10)浓度四季遥感模型研究

通过分析2001—2012年上海市PM_(10)浓度(由API(Air Pollution Index)转化得到)的变化规律,构建了上海市PM_(10)浓度的遥感反演模型。结果表明:1)上海市PM_(10)浓度存在季节性变化,应分别建立遥感反演模型。2)分析MODIS气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)产品与PM_(10)浓度之间的相关性发现,AOD须经过垂直和湿度订正才可与PM_(10)建立较好的关系。3)结合垂直和湿度订正分别建立的上海市PM_(10)浓度春夏秋冬四季的遥感反演模型均通过了拟合度检验,其中春季模型采用指数函数、夏季和秋季模型采用二次多项式函数、冬季采用幂函数、全年采用二次多项式函数,利用此四季模型反演上海市PM_(10)浓度具有较高的可信度。

基于FY-3A的湛江湾及其邻近海域叶绿素a遥感监测研究

叶绿素a质量浓度是水体水环境一个重要指标。本文结合实测的叶绿素a质量浓度、水体的光谱数据和FY-3A中等分辨率成像光谱仪的数据,研究利用FY-3A遥感监测湛江湾及其邻近海域叶绿素a质量浓度的可行性。研究结果表明,湛江湾海域大部水体接近一类水体,二类水体主要集中在湛江港附近的狭小封闭海域;OC4算法可以用于湛江湾海域的叶绿素a质量浓度的遥感监测,实测叶绿素a质量浓度与反演的叶绿素a质量浓度具有较好的相关性,相关系数R达到0.7以上;FY-3A中等分辨率成像光谱仪的数据可以较好地反映湛江湾海域叶绿素a质量浓度的空间分布。

基于航空高光谱数据的近岸水体信息提取

近岸水体与人类生产、生活密切相关,航空高光谱遥感以其高分辨率、灵活等优点在环境监测中颇具潜力,尤其是在近岸水色、海岸带环境的实时监测中更具优势。基于与中国海监南海航空支队合作开展的航空高光谱遥感飞行实验资料,以湛江东海岛陆海区域为例,开展该海域水体遥感信息提取及分类研究。以不同地物遥感反射率信息为特征,通过光谱信息直方图进行了该海域水体信息提取方法探索。研究结果表明,湛江港及近海水体与陆地在近红外区域有较大区分度,直方图统计获得的最佳分离阈值可以很好地提取水体信息,但在水陆交界区域提取精度较低。在近红909.7 nm处,遥感反射率分割阈值为10.27%,水体提取精度为84%,kappa系数为0.686 2。

无人机低空遥感在填海工程动态监测中的应用

目前,填海工程动态监测主要采用陆域RTK测量与水下侧扫测量相结合的监测手段。文中在填海工程动态监测过程中开创性地使用无人机低空遥感监测手段,通过获取填海过程中高分辨率遥感影像,结合实测填海坡脚线数据,能更直观地展示填海过程中的界址与面积变化情况。同时也可以对已形成陆域部分进行动态监测,可以作为填海工程动态监测的有效补充手段。今后,随着机载激光测深技术的发展,将激光测深设备搭载到无人机平台上,可以对填海工程进行海陆一体化监测。

湛江港海域叶绿素a浓度的高光谱遥感反演

基于表观光学法研究冬季湛江港海域高光谱遥感叶绿素a浓度的反演模型构建,结果表明,该海域单波段遥感反射率与叶绿素a浓度相关性低,波段比值和遥感反射率的一阶微分法可提高叶绿素a浓度反演精度。665nm处的遥感反射率一阶微分值与叶绿素a浓度相关性良好,相关系数可达0.84。一阶微分相关系数大于0.8的波段大部分处于叶绿素a红光强烈吸收区域,对于富营养化的湛江港海域采用一阶微分方法构建叶绿素a浓度的遥感反演模型具有合理性。

MODIS 3A遥感图像的均值融合研究与应用

利用MODIS卫星资料分析研究海洋环境的变化时,需将多幅图像或数据进行融合处理。首先介绍了Terra和AquaMODIS卫星数据均值融合算法,然后利用该算法分析了2006年热带风暴"PRAPIROON"前后海表温度的变化,结果表明,南海北部研究海域海表温度在热带风暴"PRAPIROON"前平均为27.12℃,热带风暴期间平均为25.18℃,平均下降1.94℃,区域海域个别点降幅接近10℃,且研究区域海表温度的变化具有非均匀性。该方法不仅可利用多源MOIDS卫星遥感资料反应一定时期研究海域海温的变化程度,还可分析不同区域变化的差异性,对于研究其它海洋或陆地环境参量变化具有一定的应用价值。

基于主成分分析的近海水质评价模型及其应用研究——以雷州半岛海域为例

为建立适用于近岸海域水质的评价模型,依照《国家海水水质标准》构建了1个包含13种水质指标信息、共计400个假设采样站位的数据样本。通过计算其KMO统计量、球形检验及相关矩阵发现,各水质指标间存在较大相关性,故可利用主成分分析方法进行分析。针对13个水质指标,仅前2个特征根大于1的主成分是有效的,且它们可以代表原假设数据81.25%的信息。利用前2个主成分建立了可完全区分四类水质的自动分类图版,即水质评价模型。根据上述水质评价模型绘制了2010年雷州半岛近岸海域的水质类型专题图。分析表明,雷州半岛的湛江港湾、鉴江口海域及铁山港区为第四类水质,东海岛西南、鉴江口外海、徐闻东北角海域、流沙湾及江洪港海域为三类水质,其它区域为一、二类水质。本研究较好地反应了雷州半岛近岸海域水质分布状况,可为该海域海洋环境综合治理及利用提供一定参考。

基于改进伪中值滤波器的道路图像滤波算法

针对已有的细胞神经网中值滤波器滤波时,收敛速度慢、稳定性不好以及滤波图像比较模糊的缺点,设计一种差值控制细胞神经网的改进伪中值滤波器。提出了改变取值空间、引入随机扰动、扩大中值滤波窗口尺度和引入Mask掩图的改进方法。实验结果表明,该算法具有去除各种强度脉冲随机噪声能力,又能保护图像细节信息,而且具有良好的实时性。

多种岩性分类方法在火山岩岩性识别中的应用

基于对松辽盆地火山岩近5年的测井响应研究,探讨按照松辽盆地火山岩分类原则的二级分类类型,实现利用常规测井资料识别岩性的方法。建立了一个具有准确薄片定名信息的火山岩测井样本,通过交会图分析、聚类分析、判别分析、主成分分析、因子分析、BP神经网络、SOM神经网络及支持向量机等8种方法对样本进行处理,得出各种方法针对岩性分类这一问题的参数选取方式。对比各种方法的识别效果,最终确定了一个适合松辽盆地火山岩测井岩性识别的通用方案。

松辽盆地火山岩岩性识别中测井数据的选择及判别方法

依照松辽盆地深层火山岩岩性分类方案中的二级分类类型,对32口有准确岩心薄片定名资料的火山岩井段测井响应特征进行了总结,根据各测井响应区间值建立一个假设随机样本,应用逐步判别分析方法,在多个测井参数中按其对岩性分类判别能力的大小进行筛选,最终选取钾、铀、光电吸收截面指数、中子及自然伽马5个具有显著判别能力的参数,并在Bayers准则下建立判别函数,选择分类效果明显的两个判别函数建立岩性识别图版,克服了测井参数引入过多对岩性识别模型的不利影响。利用上述方法对松辽盆地徐家围子断陷火山岩井段的50个资料点的实测数据进行了处理,其回判数点正确率为88%。

基于小波分析的储层流体性质识别

针对储层流体性质判别这一问题,从测井响应的物理意义出发,认为测井信号的总能量是由地层微观信息与宏观信息的能量共同构成,地层孔隙中所含流体的性质是微观信息,应与测井曲线的微小抖动相对应,即测井信号高频部分.由此,分别采用小波多分辨分析及小波包分析两种处理方式,选取db5小波基函数对深感应电阻率曲线进行不同频带和时段内的分解,提取不同尺度下油层、水层及干层段电阻率曲线高频部分能量,进而利用能量谱峰分析法划分流体类型.对比两种处理方式,小波包分析效果更佳,得到的能量谱主峰位置是区别不同流体类型的主要标志,该方法在电性差别不明显的低阻储层流体性质识别中也具有良好应用效果.

天然气水合物冷泉和气泡羽状流研究进展

近些年来,天然气水合物的调查研究及勘探开发都取得了一定进展,但针对与天然气水合物相关的海底冷泉和气泡羽状流(或羽状水体)的研究报道较少.为了更好地进行天然气水合物基础研究,本文首先简要总结了天然气水合物的发展状况;然后阐述了与天然气水合物相关的冷泉和气泡羽状流的发展状况,天然气水合物羽状流识别技术情况,以及地震识别水合物的发展现状;最后针对气泡羽状流提出天然气水合物的研究方向和科学问题,为水合物的识别和勘查提供新的线索和思路.

基于中值和多尺度的组合优化滤波器

考虑到一般机器人视觉导航滤波算法的通用性和有效性比较差的缺点,结合中值滤波器和多尺度自适应融合滤波器这两种算法的优点,提出一种基于中值和多尺度的组合优化滤波器。算法首先应用中值滤波,然后进行多尺度滤波处理,最后根据最小平均绝对误差准则,将滤波后结果进行融合处理。实验结果表明:该算法能很好地滤除机器人道路图像各种常见的噪声,从而提高算法的有效性和通用性。

南海西部海域文昌A、B油田低阻成因分析

从粒度、泥质及黏土矿物、孔隙结构、束缚水饱和度、导电矿物、薄互层等6方面对珠江口盆地琼海凸起文昌A、B油田低阻成因机理进行系统研究。通过低阻储层段与正常储层段各方面的对比分析,得出研究区岩性细、泥质重、细-微孔隙体积比例高,进而导致高束缚水饱和度是影响文昌A、B油田ZJ1段储层低阻的重要因素,为后续低阻储层的定性识别和定量解释提供依据。

基于FMI的3种火山岩储层裂缝孔隙度求取方法

针对火山岩储层裂缝孔隙度定量求取这一问题,为充分利用地层微电阻率成像测井(FMI)资料,论述了已有的软件人机交互解释求取方法和图像特征提取求取方法,并提出一种基于采集数据阵邻域搜索的求取方法。以岩心分析得到的总孔隙度值与声波得到的岩块孔隙度值之差作为标准值,分析人机交互解释、图像特性提取、基于采集数据矩阵建模等3种求取裂缝孔隙度的求取效果。对比长岭地区3口井17个深度点的裂缝孔隙度计算结果,得出第1种方法依赖解释者的主观经验,计算结果大小不定;第2种方法只对标准正弦形态裂缝有效,计算结果偏小;第3种方法将全部低电阻率响应划入,计算结果偏大。

冰蓄冷中央空调预热泵流量模糊控制

为了解决冰蓄冷中央空调存在的板换堵塞问题,提出了以制冰板换回水温度为控制变量,采用模糊控制预热变频泵流量的方法,以实现制冰快速性和可靠性的解决方案.设计了预热泵流量模糊控制器,研制了制冰板换防堵塞的预热回路;采用离线计算与在线查询相结合的方法,对基于西门子可编程逻辑控制器(PLC)的冰蓄冷中央空调系统进行了试验研究,给出了制冰板换回水温度控制结果,并对该模糊控制结果与传统的PID控制结果进行了比较.试验结果表明:在环境温度为28℃时,采用模糊控制调节制冰板换回水温度,其下降时间为90 m in,调节时间为158 min,稳态误差为0.26℃.该方案为智能化冰蓄冷中央空调稳定运行提供了依据.