ICESat-2激光测高卫星应用研究进展

ICESat-2作为当今最先进的测高卫星之一,相比ICESat卫星,在荷载设备、算法模型和测距精度等诸多方面有了很大的提升。整体性能的完善使得ICESat-2在极地冰盖和海冰的监测、内陆水文变化和森林树冠高以及生物量预估等领域的科学研究和实际生产应用中具有广阔前景。重点从ICESat-2荷载仪器、改进技术、数据产品进行了详细介绍。分析和总结了ICESat-2在冰盖、海冰、地形与树冠高、内陆水等诸多领域的最新应用研究进展以及初步验证的观测精度和可靠性,并对ICESat-2未来应用进行了展望。     

基于改进DBSCAN算法的ICESat-2海面点数据去噪处理及精度评估

ICESat-2卫星搭载先进的光子计数式激光雷达ATLAS,使用全新的测量方式获取海量的光子点云数据.光子计数激光点云由于受海洋表面噪声以及水中穿透性较强等因素影响,现有的去噪算法在浅海区域海面去噪上存在一定的局限性.针对上述问题,本文提出了一种基于改进DBSCAN参数的去噪算法,通过利用点云数据集自身分布特性生成候选...     

一种高精度海岸带DSM构建方法研究

为提升海岸带区域遥感影像无控定位能力,构建高精度海岸带数字表面模型(digital surface model, DSM),提出使用ICESat-2星载激光测高数据精化提取控制点,辅助自主可控高分遥感卫星影像立体区域网平差,从而提高影像定位精度。最后利用某海岸带区域高分七号卫星影像和提取制作的ICESat-2激光控制点进行海岸带数字表面模型构建试验,结果表明：使用上述方法构建的海岸带数字表面模型高程精度已满足1∶1万比例尺成图高程精度优于1.5 m的要求。本文方法对在海岸带或境外等地区开展遥感测绘具有借鉴意义。     

基于激光测高数据的Amery冰架高程变化监测研究

针对传统的花杆测量法、GPS实测法在南极冰架高程变化监测上的覆盖范围小、操作难度大和安全成本高以及基于SAR差分干涉冰雪表面高程测量易失相干等问题。基于亚米级卫星激光测高数据ICESat/GLAS与ICESat-2/ATLAS重叠点法和克里金插值法,对Amery冰架近15年高程变化进行监测。为了纵向比较,本文以2003～2018年、2004～2019年和2005～2020年3组15年周期数据进行高程变化监测。实验结果表明：在近15年里Amery冰架冰雪物质积累区域大于减少区域,高程变化主要分布在0～±2 m之间,在冰架与大洋接壤区域高程显著升高近40 m。从3组数据纵向对比分析发现,Amery冰架中部区域高程变化相对稳定,边缘区域受接壤冰盖影响年际波动相对较大。     

多波束海底地形图的制作方法探讨

提出了采用高斯距离函数加权平均算法,对离散多波束数据进行网格化,该算法的优点是权函数收敛较快,能较好地保留细小的地形特征,而且运算速度较快。对于图形制作方面,提出了2D等深线图叠加3D阴影图模式的海底地形图的绘制思路及实现方法,最终成果图立体感强,可以更好地表现出地形细节。最后就如何改进海底地形图的配色方案进行了探讨。     

基于多传感器融合的波浪谱数据获取与传输方法研究

波浪谱分析是研究随机波浪、构建波浪模型、计算海浪要素的主要方法,也是海洋工程设计、波浪能应用研究等的重要依据。目前对于现场波浪数据的获取仅局限于波浪特征参数和部分频段数据,为了获取准确有效的波浪谱信息,提出微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)和全球定位系统(Global Positioning System,GPS)测波传感器相结合的波浪谱数据获取方法以及利用北斗短报文数据传输的通信方式。综合考虑波浪谱数据特点和北斗短报文通信能力,波浪谱数据选用半精度数据类型编码并设计了相应的数据传输格式。现场海试结果表明该方法对于全波谱数据计算和传输较为准确,有效波高、峰值周期、平均波向和方向扩展的准确率相比于单独GPS传感器计算结果分别提升了12.5%(0.1m)、5%(0.2s)、8%(13°)和13%(8°),为海浪观测资料获取提供了新方法和新思路,可以进一步满足海洋多要素研究和对完整频谱分析的实际应用需求。     

海量多波束数据抽稀方法的比对分析

针对构建海底DEM高效率、高精确度的要求,对比分析了海量多波束水深数据的抽稀方法。利用格网分块结构高效组织海量多波束水深数据,分别采用三种数学模型内插网格节点水深值,实现了不同网格尺度下的数据抽稀。实验证明:所提分块索引策略能提高多波束数据抽稀效率;距离加权内插模型能有效提高海底DEM模型的准确度。     

青岛岩礁海藻附植动物的区系组成和季节动态

于2007年11月～2008年10月对青岛太平角岩石潮间带鼠尾藻附植动物进行了连续12个月的逐月采样调查,并根据蜈蚣藻、角叉菜、扇形叉枝藻、海蒿子和叉节藻等海藻生长期的不同而在不同月份对其分别进行了采样,研究了附植动物的类群组成、丰度、生物量及其季节动态。所有海藻样品共鉴定出附植动物16个类群。鼠尾藻附植动物的年平均丰度为606ind/gdwtalgae,优势类群为线虫和桡足类,其次是腹足类和多毛类。鼠尾藻附植动物的平均丰度最高值出现在4月,最低值出现在7月。鼠尾藻附植动物的年平均生物量为282×103μg/g dwt algae,最高值出现在6月,最低值为2月。其他海藻附植动物的类群数、丰度、生物量均低于鼠尾藻。海藻附植动物的优势类群及其丰度和生物量在不同月份和不同海藻之间均显著不同。相对于海水理化因子季节变化的影响,不同海藻生长型形态的复杂性及同一种海藻随生长周期而发生的形态变化对附植动物的区系组成和季节动态的影响可能占居更主要地位。     

青岛岩礁海藻附植动物的区系组成和季节动态

于 2007年11 月～20008年10月对青岛太平角岩石潮间带鼠尾藻附植动物进行了连续12个月的逐月采样调查,并根据蜈蚣藻、角叉菜、扇形叉枝藻、海蒿子和叉节藻等海藻生长期的不同而在不同月份对其分别进行了采样,研究了附植动物的类群组成、丰度、生物量及其季节动态.所有海藻样品共鉴定出附植动物16个类群.鼠尾藻附植动物的年平均丰度为606 ind/g dwt algae,优势类群为线虫和桡足类,其次是腹足类和多毛类.鼠尾藻附植动物的平均丰度最高值出现在4月,最低值出现在7 月 .鼠尾藻附植动物的年平均生物量为282× 103 μg/g dwt algae,最高值出现在6月,最低值为2月.其他海藻附植动物的类群数、丰度、生物量均低于鼠尾藻.海藻附植动物的优势类群及其丰度和生物量在不同月份和不同海藻之间均显著不同.相对于海水理化因 子季节变化的影响,不同海藻生长型形态的复杂性及同一种海藻随生长周期而发生的形态变化对附植动物的区系组成和季节动态的影响能占居更主要地位.     

基于T/P和Jason-1/2卫星高度计海面高度数据获取南海同潮图的研究

随着卫星高度计资料的不断丰富,通过对卫星高度计所得潮汐调和常数进行插值或拟合得到潮汐同潮图成为可能。本文拟对T/P(TOPEX/POSEIDON)、Jason-1和Jason-2卫星高度计数据进行分析,得到南海区域星下观测点处四个主要分潮(M2、S2、K1和O1分潮)的调和常数,进而利用双调和样条插值方法对其进行插值,获取南海同潮图。首先,以1992～2016年T/P和Jason卫星高度计所得海面高度数据为基础,利用调和分析方法计算了南海星下观测点处M2、S2、K1和O1四个主要分潮的调和常数,并与40个验潮站数据进行了对比,最大矢量均差为4.99cm,说明分析所得调和常数与利用验潮站资料提取的调和常数的误差较小。进而采用双调和样条插值方法对星下点调和常数进行插值,得到了南海四个主要分潮的同潮图,所得结果与全球潮汐模型TPXO7.2模式结果的矢量均差分别为4.69、2.46、3.13和2.42 cm,与141个验潮站处观测结果的矢量均差分别为22.59、10.26、10.24和8.51 cm。此外,插值所得四个主要分潮的无潮点位置与前人研究结果相近。上述实验结果表明:利用双调和样条插值方法对卫星高度计所得调和常数进行插值能够获取较为准确的同潮图。     

海岸带地貌调查与制图

海岸带是内、外和陆、海动力共同作用的产物,地貌类型复杂多样.介绍了岩石质、沙砾质、粉砂淤泥质和生物海岸的各种地貌特征、动力机理、演化趋势和主要辨认标志;在总结数十年实际调查经验的基础上,结合历次调查规程提出了海岸带野外地貌调查的主要内容和要领,并解释了地貌成果图的编制过程.     

海岸带地形快速移动测量技术

为解决海岸带地形变化迅速、测量困难等现实问题,首先分析了移动测量系统的技术特点,介绍了移动测量系统的组成与涉及的关键技术,然后提出了基于移动测量技术的海空地一体海岸带机动测量方案,并根据海岸带地形测量的不同需求设计了适应作业的测量平台、作业模式及主要功能,为海岸带、海岛礁地理信息快速更新与应急保障提供了应用参考与技术支撑。     

关于海洋测绘监管的探讨

为提高我国海洋测绘管理水平和促进海洋测绘市场发展,文章基于海洋测绘的内容和分类,分析我国海洋测绘市场存在的问题、海洋测绘和陆地测绘的关系以及海洋测绘监管的必要性和依据,并提出完善海洋测绘监管的建议。研究结果表明：我国海洋测绘市场存在监管和技术薄弱等问题;随着海洋开发利用和海洋测绘活动的增多,亟须加强对海洋测绘的监管;应进一步加强顶层设计、厘清监管边界、培育业务市场、完善监管模式、提高数据服务能力和加强交流合作。     

ICESat-2激光卫星与光学遥感影像融合水深测量

针对浅海测深的数据特点和应用需求,以我国南海甘泉岛为例,研究了利用ICESat-2(Ice,Cloud,and Land Elevation Satellite-2)激光卫星数据和光学遥感影像开展主被动融合水深测量的方法。首先通过信号点提取、水面/水底识别、水下点折射改正等步骤处理ICESat-2数据,获得水深值,随后以激光点作为控制,计算光学水深反演模型参数,最后由点及面地获取大范围高精度水深。实验表明,甘泉岛区域主被动融合测深中误差优于1.30m,基于激光卫星数据的主被动融合测深方法能够为浅水水深测量提供新手段。     

无人时代的海洋测绘技术展望

针对海洋测绘面临的问题,分析了无人时代技术特征和无人海洋平台发展。讨论了无人海洋测绘新理念与发展机遇,论述了无人海洋测绘技术体系,展望了无人海洋测绘技术新的应用领域,以及在海洋经济、海洋可持续发展中的应用前景。提出了制定我国无人海洋测绘技术发展战略规划等建议。     

海洋测绘专业教育的发展现状

沿海经济建设、舰船通航安全、国土权益维护和海洋科学研究等各方面均需要海洋测绘提供保障或支撑,海洋测绘人才需求广泛。海洋测绘学科和专业主要培养海洋测绘地理信息获取、分析、处理、表达和应用服务各方面各层次人才,核心课程主要涉及海洋测量、海图制图、海洋地理信息工程等方向的内容。主要从海洋测绘需求、专业教育的意义、国内外相关专业设置及比较与分析等方面,介绍了国内外海洋测绘专业教育的发展现状,并针对当前我国面临的海洋测绘研究生层次培养的人才数量偏少、民用海洋测绘工程技术人才严重缺乏的问题,提出了加快民用海洋测绘本科教育的发展建议。     

长江南京以下深水航道应急测绘关键问题研究

长江南京以下12.5 m深水航道已于2019年竣工,海进江船舶数量大幅增加,重大海损事故频发,为做好深水航道应急测量工作,分析了航道和陆域应急测绘的不同点,总结了深水航道海损事故的特征和应急测绘需求,采用运筹学理论建立了最小化测量时间模型,得到了应对特定海损事故规模所需船舶数量,在此基础上提出了测绘力量配备方案和改进需求。本文的研究可为航道部门应急测绘力量配备提供理论依据。     

海洋测绘科技论文撰写的规范标准及常见问题刍议

结合编辑工作实践,简要介绍了科技论文撰写的相关规范标准;针对投稿到《海洋测绘》期刊论文中常见的具体问题和普遍问题,通过具体实例,进行了归纳和梳理,并剖析了产生问题的原因。提出了撰写海洋测绘学科技论文的一些注意事项和具体建议。旨在为广大测绘工作者规范地撰写科技论文提供借鉴和参考。     

海洋测绘标准体系建设需求分析与总体方案

分析了海洋测绘标准体系建设现状和新形势对海洋测绘标准体系建设的需求,在分析研究相关领域标准体系的基础上,依据《标准体系表编制原则和要求》,拟制了海洋测绘标准体系框架,并初步拟制了5大类21小类共247项各级别的标准名称、宜定级别等,可为海洋测绘领域的工作提供基础性技术支持,为海洋测绘标准的制修订工作奠定基础。     

海事测绘产品质量评定系统的设计与开发

为实现各类海事测绘产品质检及评定工作的规范化、流程化及智能化操作,结合实际工作需求及《海事测绘产品质量评定方法及要求》(JT/T 952-2014),设计并实现了质量评定系统,以实现各类海事测绘产品"两级质检,一级验收"的质量评定工作流程。该软件系统质检内容全面、可靠性高、易于扩展,已成功应用于北方海区30余项港口航道图测量项目。