检索结果-内蒙古大学图书馆

武汉大学学报(信息科学版) 2025年

作者：袁寒箫唐秋华艾松涛刘杨武汉大学中国南极测绘研究中心自然资源部第一海洋研究所

准确重建二维声速剖面以及三维海洋声速场对于众多海洋声学应用至关重要，但广阔海域中声速的时空差异和随时间变化的不确定性使其成为一项困难的任务。针对海洋声速信息重构精度受限的问题，基于经验正交函数（Empirical Orthogonal Fu... 详细信息

准确重建二维声速剖面以及三维海洋声速场对于众多海洋声学应用至关重要，但广阔海域中声速的时空差异和随时间变化的不确定性使其成为一项困难的任务。针对海洋声速信息重构精度受限的问题，基于经验正交函数（Empirical Orthogonal Function，EOF），字典学习（Dictionary Learning， DL）和张量分解（Tensor Decomposition， TD）三种主流声速稀疏表示方法研究了二维声速剖面和三维海洋声速场的稀疏表示效果和数据重构精度。研究表明，在二维声速数据的稀疏表示中，DL方法在全球范围内表现出更优的重构效果，大部分海域的重构误差仅为0.2 m·s-1。相比之下，DL方法在深度方向和时间维度上比EOF方法表现出更高的稳定性，更适合用于二维声速数据的稀疏表示。对于三维声速场，张量分解方法通过多个因子矩阵有效捕捉声速的三维空间变化特点，适用于三维声速数据的稀疏表示。在大幅减少参数数量的同时，张量分解方法实现了更加稳定且精度更高的重构结果，整体重构误差为0.21 m·s-1。本文的研究结果有助于为多维声速信息的压缩和特征提取提供实际指导意义，进而提高海洋声速的重构精度乃至反演精度。

关键词：海洋声速稀疏表示经验正交函数字典学习张量分解

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船舶表面三维信息获取方法与实现

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海洋科学进展 2025年

作者：徐文学张凡董浩李杰李梦昊郭亚栋刘焱雄吴永亭自然资源部第一海洋研究所广东省海洋发展规划研究中心

船舶表面三维信息可全方位展示船舶的形状、结构，便于搭载设备的设计、安装及船舶维护。倾斜摄影测量和三维激光扫描技术虽均可获取目标表面三维信息，但单一数据获取技术尚存在表面信息覆盖不全的缺陷。为实现技术互补，提出了一种机... 详细信息

船舶表面三维信息可全方位展示船舶的形状、结构，便于搭载设备的设计、安装及船舶维护。倾斜摄影测量和三维激光扫描技术虽均可获取目标表面三维信息，但单一数据获取技术尚存在表面信息覆盖不全的缺陷。为实现技术互补，提出了一种机载和地面基站多视角协同的船舶表面三维信息综合测量方案。船舶顶部信息可采用无人机倾斜摄影测量或无人机载激光扫描方式获取，船舶侧面及底部信息采用地面基站三维激光扫描方式获取。各站点之间数据通过标靶控制点进行配准。以“向阳红18”船为例开展了试验，结果表明：倾斜摄影测量点云坐标的平均偏差和标准差分别为0.133 m和0.127 m，地面基站三维激光扫描点云坐标的平均偏差和标准差分别为0.040 m和0.018 m；船舶表面点云总体偏差和标准差分别为0.087 m和0.091 m；基于船舶表面点云数据，测量船舶的总长、型深和型宽与官方数值误差较小，分别为0.069 m、0.125 m和0.143 m。试验验证了倾斜摄影测量和激光扫描技术融合对船舶表面三维信息获取的有效性，可为其他类似目标的表面三维信息获取提供参考。

关键词：船舶三维信息获取三维激光扫描倾斜摄影测量点云配准

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深海沉积物中稀土元素浸出及LIBS光谱探测方法研究

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光谱学与光谱分析 2025年第2期45卷 469-475页

作者：韩焱杜增丰田野卢渊石学法栾振东于淼张鑫中国科学院海洋研究所中国科学院海洋地质与环境重点实验室&深海极端环境与生命过程研究中心山东青岛266071 崂山实验室山东青岛266061 中国海洋大学信息科学与工程学部物理与光电工程学院山东青岛266100 自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 中国科学院大学北京100049

深海稀土,是指深海盆地中富含稀土元素的沉积物,是继多金属结核、富钴结壳及多金属硫化物之后被发现的第四种深海金属矿产,具有巨大的资源潜力。目前,我国针对深海稀土资源的调查和探测技术研究十分薄弱,缺乏完备的能够实时探测深海沉... 详细信息

深海稀土,是指深海盆地中富含稀土元素的沉积物,是继多金属结核、富钴结壳及多金属硫化物之后被发现的第四种深海金属矿产,具有巨大的资源潜力。目前,我国针对深海稀土资源的调查和探测技术研究十分薄弱,缺乏完备的能够实时探测深海沉积物中稀土元素(REY)的技术手段,无法从深海沉积物中准确探测到稀土元素。激光诱导击穿光谱(LIBS)具有原位、实时、连续、非接触等独特优势,近年逐渐应用到水下元素分析中。由此,提出了一种深海稀土探测新方法,即将深海沉积物中的稀土元素通过无机酸浸出,而后利用LIBS的水下分析能力对深海沉积物浸出液中的离子态稀土元素进行探测。深海沉积物经预处理后,进行了不同无机酸种类和浓度、固液比及时间条件的浸出实验,研究了各个条件对稀土元素浸出过程的影响。通过对比各浸出液中稀土元素的浸出率获得最佳浸出条件,即HNO3浓度1.5 mol·L^(-1)、液固比2∶1、浸出时间5 min。利用LIBS对浸出液中稀土元素(Y、La、Nd)进行分析,光谱经平均处理、波长位移差分算法(WASS)校正后,进行单变量回归(UVR)和偏最小二乘法(PLS)分析。UVR分析获得稀土元素(Y、La、Nd)最佳线性回归结果的回归系数分别为0.87、0.83、0.80,对应检测限为3.55、4.09和5.71μg·g^(-1);PLS获得了显著优于UVR的回归结果,且获得更好的回归系数,分别为0.97、0.99、0.97。分析结果表明,PLS较UVR更适合深海沉积物的定量分析,同时证明了LIBS具有深海原位稀土元素探测的潜能,证实了利用LIBS结合多变量回归分析对深海沉积物中稀土元素进行检测和评价是可行的,为实现LIBS深海稀土探测提供数据支持。

关键词：深海沉积物稀土元素酸浸激光诱导击穿光谱

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犀丽湾海滩演化分析及修复方案比选研究

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海洋环境科学 2025年第2期44卷 276-283页

作者：宋伟龙孙永根张志卫陈超豪自然资源部第一海洋研究所海岸带科学与海洋发展战略研究中心山东青岛266061 自然资源部海岸带科学与综合管理重点实验室山东青岛266061 钦州市海洋环境监测预报中心广西钦州535000

为提升犀丽湾海滩的稳定性、优化其亲海空间,本文基于犀丽湾海滩不同年份的水深测量数据及历史资料,分析了犀丽湾海滩的冲淤演变特征,并采用MIKE21软件的Litline模块探究了不同修复方案的海滩演变趋势。结果表明,犀丽湾海滩存在明显的... 详细信息

为提升犀丽湾海滩的稳定性、优化其亲海空间,本文基于犀丽湾海滩不同年份的水深测量数据及历史资料,分析了犀丽湾海滩的冲淤演变特征,并采用MIKE21软件的Litline模块探究了不同修复方案的海滩演变趋势。结果表明,犀丽湾海滩存在明显的东侧侵蚀和西侧淤积现象,东侧侵蚀热点区的海滩滩肩下蚀幅度超过2.6 m,其他岸段基本处于冲淤平衡状态,仅局部偶见小范围侵蚀。此外,水下岸坡总体呈“东侧侵蚀、中部淤积和西侧稳定”的特征,局部区域伴有大幅度下蚀;各海滩养护方案的岸线模拟结果对比显示,渐进式人工补沙与拦沙堤相结合的生态修复方案在防治犀丽湾海滩侵蚀和泥沙流失上具有突出效果,有助于优化海滩稳定性和海岸景观,并进一步提升犀丽湾海滩的防灾减灾能力、生态环境质量和亲海空间品质。

关键词：海岸侵蚀数值模拟海滩养护犀丽湾

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南极煤系地层特征及其对冈瓦纳大陆裂解的启示

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岩石矿物学杂志 2025年第2期44卷 438-450页

作者：张浩崔迎春宗师陈绍聪马立杰王伟轩王雪娇李升贵刘晨光中国极地研究中心(中国极地研究所) 上海200136 中国科学院海洋研究所中国科学院海洋地质与环境重点实验室山东青岛266071 自然资源部第一海洋研究所海洋沉积与环境地质国家重点实验室山东青岛266061

南极的煤系地层资源潜力巨大但研究十分有限。目前已发现的煤系地层主要为二叠纪地层,少量中、新生代地层,基本分布于横贯南极山脉及东南极查尔斯王子山脉地区,部分见于西南极。横贯南极山脉富煤地层主要为贝肯超群的二叠纪-三叠纪维多... 详细信息

南极的煤系地层资源潜力巨大但研究十分有限。目前已发现的煤系地层主要为二叠纪地层,少量中、新生代地层,基本分布于横贯南极山脉及东南极查尔斯王子山脉地区,部分见于西南极。横贯南极山脉富煤地层主要为贝肯超群的二叠纪-三叠纪维多利亚群,查尔斯王子山脉富煤地层主要为埃默里群的二叠纪贝恩梅达特煤系。南极的煤具有高热阶特征,多为热变质煤。横贯南极山脉区域的煤多为无烟煤、超无烟煤或天然焦炭,具有高蚀变特征;查尔斯王子山脉区域的煤具有高挥发分低硫特征,贝恩梅达特煤系地层内随地层时代由老到新,代表煤系地层成熟度的镜质体反射率呈逐步降低至相对稳定趋势。南极主要煤系地层的发育揭示晚古生代-早中生代时期,南极温暖湿润、植被繁茂,沉积环境与如今存在巨大差异,现存煤系地层多发育于河、湖相沉积交错处。煤系地层发育热演化史揭示,南极热变质煤系地层的形成与冈瓦纳大陆裂解有关,弗拉尔大火山岩省沿横贯南极山脉的线性分布特征与典型二叠纪煤系地层分布特征耦合,侏罗纪短期集中热事件形成的岩脉侵入可以作为煤系地层热蚀变开始的信号,白垩纪末的冈瓦纳大陆进一步裂解形成的热升温,可能是导致南极煤系地层呈现高煤阶、高成熟度的主因。

关键词：南极二叠纪煤系地层岩相古地理热演化史冈瓦纳裂解

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无参数输入的星载激光雷达测深数据去噪方法

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遥感信息 2025年第1期40卷 95-103页

作者：陶俊霖刘焱雄董志鹏李杰丁一南京大学地理与海洋科学学院南京210023 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋测绘重点实验室山东青岛266059 自然资源部北海预报减灾中心山东青岛266061 山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室山东青岛266061

针对先进地形激光测高系统(advanced topographic laser altimeter system,ATLAS)数据信噪比低、噪声点分布复杂的问题,提出了一种无参数输入的星载激光雷达数据去噪方法。首先,对ALT03数据进行标准化,降低ICESat-2数据在沿轨方向和垂... 详细信息

针对先进地形激光测高系统(advanced topographic laser altimeter system,ATLAS)数据信噪比低、噪声点分布复杂的问题,提出了一种无参数输入的星载激光雷达数据去噪方法。首先,对ALT03数据进行标准化,降低ICESat-2数据在沿轨方向和垂直方向上的不一致性;其次,基于标准化后的数据构建Delaunay三角网,采用一定的边长准则进行聚类,实现初次去噪;最后,基于箱形图离群点检测算法完成二次去噪。实验结果表明,该方法的总体精度优于传统聚类算法,且在不同噪声密度和不同地形的ICESat-2数据中均能取得较好效果。

关键词： ICESat-2 光子去噪 Delaunay三角网无输入参数箱形图

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东阿拉伯海更新世冰期-间冰期物源变化的Sr-Nd同位素证据

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第四纪研究 2025年第2期 491-504页

作者：陈周昱鹿化煜冯晗罗凯南京大学地理与海洋科学学院中国科学院生态环境研究中心区域与城市生态安全重点实验室自然资源部第一海洋研究所

南亚地貌受到季风降水的强烈侵蚀作用，喜马拉雅山和青藏高原的碎屑物质经河流和浊流搬运沉积到东阿拉伯海，这些沉积物可以揭示西喜马拉雅地区的地表风化和侵蚀过程。本研究基于东阿拉伯海拉克希米海盆（Laxmi Basin）U1456钻孔（深度1... 详细信息

南亚地貌受到季风降水的强烈侵蚀作用，喜马拉雅山和青藏高原的碎屑物质经河流和浊流搬运沉积到东阿拉伯海，这些沉积物可以揭示西喜马拉雅地区的地表风化和侵蚀过程。本研究基于东阿拉伯海拉克希米海盆（Laxmi Basin）U1456钻孔（深度1109.4 m）UnitⅠ段的21个样品（深度分布0.06～99.56 m,年龄范围0.07～81.99 ka）、分粒级（17个样品，深度分布为0.46～85.76 m）进行Sr-Nd同位素测试，探索东阿拉伯海沉积物更新世冰期-间冰期的物源变化。得到以下结论：1)陆源碎屑物的87Sr/86Sr值受粒度效应影响较小，而143Nd/144Nd值受到碎屑粒径的控制，原因在于不同粒级的沉积物来源的碎屑占比存在差异。由于沉积物源区基岩性质、流域范围、海平面、季风降水等变化，侵蚀强度以及水动力强弱随之改变，粒度分选作用使得U1456点位接受的不同粒级沉积物来源变化；由于不同粒径沉积物矿物组成的差异使Sr-Nd同位素组成发生分异。2)Sr-Nd同位素组成揭示东阿拉伯海的沉积物主要由印度河流域和印度大陆西侧的德干高原供给，碎屑沉积物来源的比例随时间而变化。风尘物质对东阿拉伯海的沉积物贡献很小；孟加拉湾的洋流可能会带来一定量的碎屑物质，但其量远小于印度河和德干高原的输入；来自印度河的陆源输入物在约500 ka时显著增加，可能是由于喜马拉雅地区的侵蚀加剧造成的。3)冰期与间冰期的样品之间不存在显著的Sr-Nd同位素组成差异，东阿拉伯海沉积物的87Sr/86Sr和εNd并未呈现冰期-间冰期的变化，冰期旋回没有改变东阿拉伯海地区的物源供应过程。

关键词：东阿拉伯海物源变化 Sr-Nd同位素粒度更新世

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联合卫星测高和GNSS观测的天津沿海近25年相对海平面变化分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第5期49卷 775-784页

作者：周东旭冯义楷张化疑付延光唐秋华自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋测绘重点实验室山东青岛266590

针对现有验潮公开数据因时间范围及潮位沉降修正等影响,难以真实反映天津沿海相对海平面变化的问题,基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)与验潮并置观测,设计了联合卫星测高和GNSS观测的天津沿海相对海平面... 详细信息

针对现有验潮公开数据因时间范围及潮位沉降修正等影响,难以真实反映天津沿海相对海平面变化的问题,基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)与验潮并置观测,设计了联合卫星测高和GNSS观测的天津沿海相对海平面变化分析方法。分析结果显示,1993—2018年期间,塘沽验潮站点的相对海平面上升速率约为13.45±0.45 mm/a;联合4个虚拟并置观测站,得到天津沿海不同区域的相对海平面上升速率在11.15~19.17 mm/a,平均上升速率15.09±0.45 mm/a。沿海地面沉降是天津相对海平面上升速率偏高的主要因素(贡献率大于70%),受地面沉降非均匀空间分布的影响,海平面上升速率存在区域差异,塘沽验潮站难以代表整个天津沿海的相对海平面变化。

关键词：天津沿海相对海平面地面沉降并置观测 GNSS 卫星测高

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海洋通导一体化系统的发展与趋势

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哈尔滨工程大学学报 2023年第11期44卷 1869-1882页

作者：陈冠旭刘经南刘焱雄刘杨李梦昊自然资源部第一海洋研究所海洋测绘研究中心山东青岛266061 自然资源部海洋测绘重点实验室山东青岛266061 武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079

随着万物互联智能时代的到来,需对通信与导航进行相互赋能,构建通导一体化的泛在网。面对水下通导技术分离发展的情况,本文梳理了水下通信和导航的发展脉络,发现:水声通信是水下远程通信的主要方式,但其效果远弱于陆基无线电通信,水下... 详细信息

随着万物互联智能时代的到来,需对通信与导航进行相互赋能,构建通导一体化的泛在网。面对水下通导技术分离发展的情况,本文梳理了水下通信和导航的发展脉络,发现:水声通信是水下远程通信的主要方式,但其效果远弱于陆基无线电通信,水下光学和电磁波通信能提供稳定的近程通信服务;水声导航技术是应用最广的水下导航技术,国外商业公司形成了系列化的产品,国内相关单位在关键技术指标上也实现了“并跑”。目前,中美日等国家/地区均在加速研究海洋通导一体化系统,取得了浅海试验组网成果、厘米级精度的大地测量成果、局部海域米级精度的导航成果以及中尺度海域千米级精度的定位成果,但尚未形成通导一体化的成熟体系。

关键词：水下通信水下导航北斗系统水声学通导一体电磁波声波海洋泛在网

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考虑声线弯曲和深度约束的海洋大地基准网定位仿真分析

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哈尔滨工程大学学报 2023年第11期44卷 2071-2078页

作者：刘焱雄刘杨李梦昊陈冠旭自然资源部第一海洋研究所海洋测绘研究中心山东青岛266061 自然资源部海洋测绘重点实验室山东青岛266061 河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100

为了优化海洋大地基准网性能,本文研究了附加深度约束的海洋大地基准网定位方法及其观测模型设计矩阵解法,在此基础上考虑声传播路径弯曲,仿真分析了综合声学浮标、潜标和海底基站的海洋大地基准网定位性能。结果表明,潜标深度和基站间... 详细信息

为了优化海洋大地基准网性能,本文研究了附加深度约束的海洋大地基准网定位方法及其观测模型设计矩阵解法,在此基础上考虑声传播路径弯曲,仿真分析了综合声学浮标、潜标和海底基站的海洋大地基准网定位性能。结果表明,潜标深度和基站间距均影响基准网的有效测站个数分布,且基站间距影响基准网的信号覆盖范围,适当扩大基站间距和增加潜标深度可有效提高基准网定位精度。相关结果可为海洋大地基准网的建设及应用提供参考。

关键词：海洋大地基准网网型结构声线弯曲声线跟踪深度约束设计矩阵声速误差水声定位

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