基于特征注意力机制的RNN-Bi-LSTM船舶轨迹预测

【目的】为更准确预测船舶轨迹,基于RNN、Bi-LSTM和注意力机制,研究一种结合特征注意力机制的RNN-Bi-LSTM的船舶轨迹预测模型。【方法】基于AIS数据构建基于循环神经网络(RNN)与双向长短时记忆网络(Bi-LSTM)的混合神经网络模型,并在混合模型中加入特征注意力机制对数据特征进行权重分配,提升模型对船舶轨迹预测精度。【结果】使用实际运行的船舶AIS数据,对模型的有效性和实用性进行验证,测试集均方误差为2.751×10^-5、均方根误差为5.245×10^-3,在连续弯道预测中的均方误差为4.359×10^-6、均方根误差为2.088×10^-3。【结论】结合特征注意力机制的RNN-Bi-LSTM相较于传统的预测神经网络,船舶轨迹预测精度更高,尤其在弯道预测中也表现出较好的符合度。     

基于红外探测器焦平面成像的白天测星技术研究

对于大气层以下的传统可见光天文导航,存在白天日照强烈而无法观测星体,数据缺乏连续性,可观测恒星数量少,无法实现全天时天文导航等问题。文中设计并探究利用红外探测器焦平面成像技术来取代可见光CCD成像技术的短波红外天文导航方法,分析短波红外波段相对于可见光波段,在大气层内白天观星实现全天时天文导航的优势,并对其可行性进行实验分析。实验结果表明,基于红外探测器的天文导航方法,在太阳辐射较弱的清晨或黄昏等时段,可以成功拍摄到可见光CCD仪器无法观测到的短波红外波段的恒星,对于实现全天时天文导航具有一定的参考意义。夜间短波红外波段的可供观测恒星数量远远多于可见光恒星数量,这对于增加多余观测量,保证连续测量输出,提高天文导航定位定向的精度,具有实际的应用价值。     

夏季南海北部微型浮游动物群落

根据2014年8月至9月于珠江口至南海中部断面(18°00'~22°00'N,114°00'~116°00'E)的南海北部海域进行采样调查,并进行了微型浮游动物群落分析。共发现微型浮游动物142种,隶属于2门44属,其中砂壳纤毛虫28属78种,占所有发现物种数的54.93%;寡毛类纤毛虫14属59种,占所有发现物种数的41.55%。优势类群为:拟卡金斯急游虫(Strombidium paracalkinsi)、具沟急游虫(Strombidium sulcatum)、维尔伯特急游虫(Strombidium wilberti)和无节幼体(nauplii)。调查区微型浮游动物的丰度介于11.43~959.35 ind/L之间,平均值为264.99 ind/L。微型浮游动物垂直分布总体特点是密集区位于50 m水层,50 m水层之下丰度逐渐减少。表层微型浮游动物丰度高值区位于J5-I1站位之间。断面的香农-威纳指数范围在0.92~4.18之间,平均值为2.77;均匀度指数在0.63~1之间,平均值为0.87。应用典范对应分析(CCA)发现温度和盐度是影响微型浮游动物群落的重要因素。通过对连续追踪站位的调查发现,上层水体微型浮游动物群落丰度随着时间而发生一定的变化,下层水体相对较平缓。微型浮游动物昼夜的垂直丰度变化与叶绿素浓度昼夜变化大致相符。     

1981-2015年西藏全区气候季节的变化

利用1981-2015年西藏全区39个气象观测站的观测资料,采用修订气候季节划分方法,分析了39站季节起始日与季节长度,代表站的季节极端日期、极端长度、季节早晚、季节长短等级变化趋势及其对农牧业、旅游业的影响。结果表明：西藏近35年来,春、夏、秋、冬季平均起始日分别为2月25日、5月31日、9月15日和11月28日,平均长度分别为99 d、106 d、73 d和87 d,且区域差异比较明显。波密、加查、尼木、狮泉河、申扎站春季的起始日在提前,分别为-5.8、-1.2、-3.3、-2.5、-2.3 d·（10a）^-1;秋冬季的开始日在推迟,分别为1.4（1.5）、2.1（4.2）、1.9（4.4）、1.0（2.5）、1.2（4.0）d·（10a）^-1。春（夏、秋）季持续时间在延长,分别为7.0（1.3、0.1）、0.04（3.3、2.1）、1.0（4.6、2.5）、0.1（3.4、1.6）、1.7（1.8、2.8）d·（10a）^-1;冬季持续时间在缩短,分别为-8.5、-5.4、-7.8、-5.1、-6.2 d·（10a）^-1。春季的提前与季节长度的延长,使作物播种期与牧草返青期提早;秋季的推迟与季节长度的缩短使得作物复种机会大;同时对农作物的种植结构、作物品种熟性布局以及旅游业都有一定的影响。     

结合实体词与句子语义的地理实体关系抽取

地理实体关系抽取是地理知识获取的重要组成部分。规则制定的繁琐和难以发现的隐式关系表达,使得现有规则匹配与机器学习的方法不能有效解决地理实体关系抽取中存在的中文文本语法结构复杂且地理实体关系显式与隐式表达并存的问题。因此,根据上下文反映显式或隐式地理实体关系的特征,提出利用实体词向量和句子语义向量从文本中抽取地理实体关系的方法。实验表明,利用该方法从网络文本中获取显式和隐式表达的地理实体关系具有较好的效果,在测试集中准确率和召回率可以达到75.2%和79.2%。本研究为构建地理知识图谱、地理信息检索以及地理本体学习提供方法支持。     

一种基于PS-InSAR技术的单一建筑物形变监测方法

PS-InSAR技术已广泛应用于大范围地表沉降监测中,有着高精度、高分辨率、全天候、非接触式对地观测的优势。但由于传统PS-InSAR技术对高梯度相位的解缠易产生跳变,无法监测单一建筑物形变。针对该问题,本文提出用长短基线迭代法与IPTA结合的方法提取单一建筑形变信息。通过试验证明,该方法能够准确提取建筑物形变信息,同时完整保留了建筑物结构信息,对城市建筑物的监测管理提供了技术支撑。     

基于cut-off方法刚性承台下群桩基础优化分析

针对刚性筏板下群桩基础优化设计问题进行分析,通过改变桩长分布来调整各桩的荷载分担,群桩分析采用基于弹性理论的积分方程方法,并通过cut-off方法来反映桩的弹塑性特性,实现群桩基础的弹塑性优化分析,改进了常规弹性分析方法的缺陷。算例分析表明,随着外荷载的不断增加,角桩首先达到极限荷载,对角桩超出极限荷载的部分进行重新分布,继而使得边桩逐渐达到极限承载状态,继续加载直至内桩也达到极限承载状态,从而引起桩筏基础的整体破坏。采用cut-off方法可以改进基础变刚度优化设计,使之与实际情况更为吻合。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川气溶胶可溶性离子昼夜变化研究

在2007年4月16-23日,8月5-12日,10月20-23日3个采样时段内,分昼夜采集了16个气溶胶样品,对样品中的可溶性离子(Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl+、NO3,、SO2-4)进行了分析,以研究气溶胶可溶性离子的昼夜变化特征和可能的影响因素.结果表明:天山乌鲁木齐河源1号冰川气溶胶夜间平均离子浓度高于白天浓度,7种离子中,除NO3在全年中的平均离子浓度表现为白天高于晚上外,其余离子的平均浓度均是夜间高于白天.区域风向的日变化是控制气溶胶浓度昼夜变化的主要影响因素,相比之下大气环流的影响则相对较弱.在所研究的8组昼夜变化事件中,Ca2+的昼夜变化最为明显,离子浓度的高值事件多出现在晚上,而其余离子在采样时段内的昼夜变化事件表现则不尽一致,无明显规律.     

太湖梅梁湾温室气体(CO2,CH4和N2O)浓度的昼夜变化及其控制因素

营养盐载荷增加、富营养化以及全球增温等对湖泊温室气体的影响目前认识还很有限,原因之一在于对湖泊温室气体产生的动力过程了解不够深入,缺少高时间分辨率的现场观测数据。为了解决这一问题,在富营养的太湖梅梁湾水体,每一小时收集一个样品,直接分析N2 O和CH4饱和度、CO2分压(pCO2)以及其他地球化学参数。在7月份的观测中,N2 O和CH4显示出显著的昼夜变化规律。相关性分析表明,有机质降解是调节湖泊N2 O和CH4变化的重要因素之一。虽然人为活动是控制湖泊温室气体大规模变化的主要因素,但沉积物-水界面的生物地球化学过程对温室气体浓度在短时间尺度上的变化有着重要的影响。研究结果揭示了湖泊温室气体除了受人为活动影响外,湖泊自身的生物地球化学过程也是重要的调控因素之一。     

长江口羽状锋海区浮游植物的生态研究：—昼夜分布动态

本文对长江口羽状锋海区浮游植物的昼夜变动进行了初步研究，结果表明，浮游植物数量的昼夜变化明显，潮汐作用是影响数量昼夜分布变化的主导因素，同时也与该地区浮游植物的水平分布有着密切的联系。