检索结果-内蒙古大学图书馆

海洋科学进展 2022年第1期40卷 145-153页

作者：段德鑫姜莹刘宗伟杨春梅吕连港自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237

鲸豚类海洋哺乳动物发出的回声定位信号是一种频率较高的短时脉冲信号,研究回声定位信号检测方法有助于快速、准确地检测海洋哺乳动物发声,进而更好地保护海洋哺乳动物。本文提出了一种基于图像处理的鲸豚类动物回声定位信号检测方法。... 详细信息

鲸豚类海洋哺乳动物发出的回声定位信号是一种频率较高的短时脉冲信号,研究回声定位信号检测方法有助于快速、准确地检测海洋哺乳动物发声,进而更好地保护海洋哺乳动物。本文提出了一种基于图像处理的鲸豚类动物回声定位信号检测方法。该方法首先对收集到的数据进行分帧,计算每帧信号的时频图;使用Frangi滤波器对时频图进行滤波,以降低背景噪声并凸显线条状信号;然后根据鲸豚类海洋哺乳动物回声定位信号在时频图中类似直线的特点,使用直线检测获得时频图像中检出线条状信号的精确位置,进而提取出其图像特征;最后根据信号特征训练随机森林分类器生成检测模型以检测区分出回声定位信号。使用柏氏中喙鲸、领航鲸、露脊鲸和伊洛瓦底海豚四种动物的声数据进行了实验,结果表明,与传统能量算子方法相比,本文提出的方法在低信噪比条件下有着更高的召回率且具有较高的准确率,可取得更好的检测效果。本文方法能够为鲸豚类海洋哺乳动物的声学研究提供一定的技术支持。

关键词：图像处理 Frangi滤波直线检测随机森林分类器回声定位信号

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泰国海域儒艮发声分类及特征

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海洋科学进展 2022年第2期40卷 320-326页

作者：王晓燕姜莹刘宗伟杨春梅段德鑫吕连港自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237

声音在儒艮的生命活动中起着重要的作用。为了研究儒艮发声的类型和特征,2019年3月20日至28日,在泰国立邦岛附近海域(99°25′E,7°13′N)对儒艮进行了被动声学监测。本文对泰国海域儒艮发声信号进行了细致分类,并统计了每种类... 详细信息

声音在儒艮的生命活动中起着重要的作用。为了研究儒艮发声的类型和特征,2019年3月20日至28日,在泰国立邦岛附近海域(99°25′E,7°13′N)对儒艮进行了被动声学监测。本文对泰国海域儒艮发声信号进行了细致分类,并统计了每种类型声信号的特征。将在立邦岛海域获取的野生儒艮发声信号划分为4种类型:chirp、trill、bark和whistle。统计每种类型中高信噪比、轮廓清晰且无重叠的信号特征,结果表明:chirp为简单的窄带调频信号,持续时间大约为0.09 s,基频介于0.99~12.84 kHz,谐波数量为1~5;trill为调频信号,持续时间较长,一般大于0.90 s,基频介于0.97~9.89 kHz,有1~5次谐波;bark持续时间约0.20 s,带宽范围为0.20~4.00 kHz,whistle被定义为chirp和trill之间的一种过渡信号,其持续时间为0.05~0.89 s,基频为1.11~7.69 kHz,有1~5次谐波。这4种类型声信号所占比例各不相同,其中chirp信号占最高(比超过86%),trill和whistle信号占比较低(分别约为7%和6%),bark信号占比最小(不到1%)。研究儒艮声信号类型和特征有利于分析儒艮的声行为,对野生儒艮的声学监测具有重要指导意义。

关键词：儒艮发声分类发声特征泰国海域

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基于传输函数的二/三维全时空连续海洋中尺度涡旋流场实时可视化

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海洋科学 2023年第9期47卷 12-27页

作者：田丰林王昊刘巍马颖陈戈中国海洋大学海洋技术学院深海圈层与地球系统前沿中心山东青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237 青岛市计量技术研究院山东青岛266000

海洋中尺度涡旋可视化可以将海洋中尺度涡旋的运动规律以图形图像等直观的方式加以展现,是研究海洋中尺度涡旋强有力的工具。然而,现有的可视化方法存在一些不足,如时空连续可视化框架中的流线不能表现全时空连续的运动过程,应用到海洋... 详细信息

海洋中尺度涡旋可视化可以将海洋中尺度涡旋的运动规律以图形图像等直观的方式加以展现,是研究海洋中尺度涡旋强有力的工具。然而,现有的可视化方法存在一些不足,如时空连续可视化框架中的流线不能表现全时空连续的运动过程,应用到海洋涡旋提取的特征值受阈值影响严重,交互式传输函数依赖用户经验等。为解决已有的不足,本文首次提出了全时空连续框架和传输函数标准形态模式,将基于区域的涡旋提取技术(Ω准则)应用到海洋中尺度涡旋可视化中,并提出了全时空连续可视化框架二维及三维的GPU实现方案。实验结果表明,本文的可视化方案达到了实时可交互的级别,对于海洋中尺度涡旋交互式可视化具有重要意义。

关键词：涡旋可视化传输函数时空连续迹线流线

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基于地球系统模式FIO-ESM v2.0对1850~2014年大西洋经向翻转环流变化的研究

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海洋与湖沼 2022年第3期53卷 538-556页

作者：曹茜董昌明夏长水南京信息工程大学海洋科学学院江苏南京210044 南方海洋科学与工程广东省实验室广东珠海519000 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237

大西洋经向翻转环流(Atlantic meridional overturning circulation,AMOC)作为全球大洋的极向热量输送带,对大西洋附近区域的天气及全球气候变化都存在至关重要的影响。采用自然资源部第一海洋研究所研发的地球系统模式FIO-ESM v2.0(Fir... 详细信息

大西洋经向翻转环流(Atlantic meridional overturning circulation,AMOC)作为全球大洋的极向热量输送带,对大西洋附近区域的天气及全球气候变化都存在至关重要的影响。采用自然资源部第一海洋研究所研发的地球系统模式FIO-ESM v2.0(First Institute of Oceanography-earth system model version 2.0)分析了1850~2014年AMOC的空间分布特征及时间变化规律,并进一步讨论造成该变化的可能因素。研究结果表明:1850~2014年AMOC最大值出现在40°N、1000 m深度附近,其时间序列总体呈现-0.0791×10^(6)m^(3)/(s·a)的减弱趋势,该期间伴随着Labrador、Irminger海域冬季混合层深度的变浅。通过将模式计算的AMOC强度与RAPID(rapid climate change programme)和OSNAP(overturning in the subpolar North Atlantic program)观测资料进行对比,结合模式间并行比较结果显示该模式能较好地再现观测数据期间的AMOC变化规律。FIO-ESM v2.0模式模拟的AMOC具有55 a左右的年代际周期,Labrador、Irminger海域冬季混合层深度变化揭示的对流变化以及Labrador、GIN海域表层海水密度变化造成的海水下沉对AMOC强度的周期性振荡贡献较明显,其周期性变化与海表盐度(sea surface salinity,SSS)、海表温度(sea surface temperature,SST)、蒸发与降水的差值、北大西洋涛动(North Atlantic oscillation,NAO)等要素的变化密切相关。

关键词：大西洋经向翻转环流(Atlantic meridional overturning circulation,AMOC) FIO-ESM v2.0模式 AMOC指数

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基于CALIOP双波长数据的海面测风信号筛选方法研究

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大气与环境光学学报 2024年第3期19卷 371-380页

作者：罗敦艺吴东贺岩中国海洋大学信息科学与工程学部海洋技术学院山东青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237 中国科学院上海光学精密机械研究所中国科学院空间激光信息传输与探测技术重点实验室上海201800

基于海面后向散射模型,提出了一种利用CALIOP双波长海面信号进行数据质量控制的星载激光雷达数据筛选方法。选取CALIOP 2018年1―9月Version 4.1.0 level 1数据进行全球海面风速反演,为提高数据可利用率,在无云海域探测海面风速的条件... 详细信息

基于海面后向散射模型,提出了一种利用CALIOP双波长海面信号进行数据质量控制的星载激光雷达数据筛选方法。选取CALIOP 2018年1―9月Version 4.1.0 level 1数据进行全球海面风速反演,为提高数据可利用率,在无云海域探测海面风速的条件下增加了可穿透云CALIOP数据,经过大气校正和双波长信号质量控制后进行风速反演,以准同步AMSR-2风速数据作为参考值进行检验。分别采用Cox-Munk和Hu模型的经验关系反演风速,对于1―3月数据,前者标准偏差分别为1.14、1.18、1.16 m/s,相关系数分别为0.90、0.91、0.91;后者标准偏差分别为1.17、1.19、1.17 m/s,相关系数分别为0.91、0.91、0.91。而相较于无云海域的反演研究,可利用数据量提高约45.5%,表明利用该方法既能保证反演精度同时又能有效提高数据可利用率,可为海面风场研究提供更多的数据源。

关键词：遥感星载激光雷达海面后向散射海面风速信号提取

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基于YOLOv5s模型的北极气旋目标检测方法

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极地研究 2025年第1期37卷 1-10页

作者：王钰坤谢涛向儒萱毅张雪红白淑英南京信息工程大学遥感与测绘工程学院青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室自然资源部遥感导航一体化应用工程技术创新中心江苏省协同精密导航定位与智能应用工程研究中心

北极气旋是影响北极环境的主要天气系统之一,对其准确识别对北极航海保障具有至关重要的意义。本文基于欧洲中期天气预报中心推出的第五代大气再分析产品（ERA5）平均海平面气压数据,构建北极气旋目标检测的数据集,训练北极气旋识别的... 详细信息

北极气旋是影响北极环境的主要天气系统之一,对其准确识别对北极航海保障具有至关重要的意义。本文基于欧洲中期天气预报中心推出的第五代大气再分析产品（ERA5）平均海平面气压数据,构建北极气旋目标检测的数据集,训练北极气旋识别的深度学习目标检测You Only Look Once version5（YOLOv5s）模型,并与其他深度学习目标检测模型Single Shot Multibox Detector（SSD）、Faster R-CNN、YOLOv4进行性能的验证与比较。试验结果表明,YOLOv5s的检测精确率、平均准确率和刷新频率分别为95.26%、98.09%和64.85 s-1,刷新频率较其余4种模型中效果最好的SSD模型提高了15.65 s-1。YOLOv5s模型检测速度快、精度高且具有更好的识别能力,能够有效识别北极气旋目标,对北极气旋的识别具有较好的应用前景。因此,本文选取2021年冬季、夏季的北极气旋进行个例分析。结果显示,冬季3月8日12时产生的北极气旋生命周期为48 h,平均强度为54.62,夏季9月21日6时的气旋生命周期为84 h,平均强度为42.82,符合北极气旋生命周期夏长冬短,气旋强度冬强夏弱的特点。YOLOv5s模型为北极气旋的检测识别提供了新方法和新思路。

关键词：北极北极气旋识别 ERA5 深度学习 YOLOv5s模型

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基于海流的水下滑翔机出水位置预测研究

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舰船科学技术 2023年第3期45卷 66-73,181页

作者：门腾飞王岩峰官晟丁军航青岛大学自动化学院山东青岛266071 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 山东省海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237 山东省工业控制技术重点实验室山东青岛266071 康复大学康复科学与工程学院山东青岛266113

水下滑翔机具有低成本、长航程、自主性强、可重复使用等优点,广泛应用于各种海洋现象观测。为使水下滑翔机观测达到对海洋现象进行立体化、多维化和精确化的描述,在操控中提高水下滑翔机出水位置的预测精度尤其重要,而海流是影响运动... 详细信息

水下滑翔机具有低成本、长航程、自主性强、可重复使用等优点,广泛应用于各种海洋现象观测。为使水下滑翔机观测达到对海洋现象进行立体化、多维化和精确化的描述,在操控中提高水下滑翔机出水位置的预测精度尤其重要,而海流是影响运动轨迹的重要环境因素。本文以“海燕-Ⅱ”为研究对象,首先建立考虑海流与浮力损失的数学模型,之后利用海试数据验证数学模型的可靠性。通过Simulink仿真分析浮力损失与海流对水下滑翔机出水位置预测的影响,进而引入深平均流算法并实现了算法在螺旋桨推进模式下的应用。最后通过海试运动周期验证了加入深平均流后,对于水下滑翔机出水点的预测精度显著提高。

关键词：水下滑翔机出水位置预测深平均流运动仿真

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基于CALIOP和MODIS的北极地区海雾检测研究

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大气与环境光学学报 2022年第2期17卷 267-278页

作者：陈标吴东中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266100 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266200

极地地区的海雾给极地科考和海冰研究带来了挑战,但由于相关监测数据较少,因此对极地地区海雾的研究还相对匮乏。基于CALIOP传感器可以观测垂直方向上云雾信息的特性,使用准同步观测的MODIS中分辨率成像光谱仪对北极地区的云雾信息进行... 详细信息

极地地区的海雾给极地科考和海冰研究带来了挑战,但由于相关监测数据较少,因此对极地地区海雾的研究还相对匮乏。基于CALIOP传感器可以观测垂直方向上云雾信息的特性,使用准同步观测的MODIS中分辨率成像光谱仪对北极地区的云雾信息进行分析。首先使用深度神经网络模型反演云顶高度,再根据云高确定是否为海雾。并且就不同波段对反演结果的影响进行了分析。结果显示使用深度神经网络反演的云顶高度平均绝对误差要比传统方法的结果低1774.280 m,可以更好地对云顶高度进行反演,提高了海雾检测精度。

关键词：正交偏振云-气溶胶激光雷达中分辨率成像光谱仪海雾检测云顶高度深度学习

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南海内波研究前沿与热点

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海洋科学进展 2022年第4期40卷 564-580页

作者：郑全安陈亮熊学军胡筱敏杨光兵马里兰大学大气海洋科学系美国马里兰州学院市20742 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237 自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室山东青岛266061

内波为发生在层结海洋内部的亚中尺度波动,是物理海洋学研究,特别是海洋混合及能量级串研究,不可或的缺环节。孤立内波的突发性巨大冲击能量可对水下航行和工程设施构成灾难性威胁,实现实时监测与预报海洋内波具有重大现实意义。南海是... 详细信息

内波为发生在层结海洋内部的亚中尺度波动,是物理海洋学研究,特别是海洋混合及能量级串研究,不可或的缺环节。孤立内波的突发性巨大冲击能量可对水下航行和工程设施构成灾难性威胁,实现实时监测与预报海洋内波具有重大现实意义。南海是全球海洋中超强内波多发海区之一。长期现场观测表明,吕宋海峡以西海域内孤立波振幅高达150~200 m,且终年发生。因此,南海是目前海洋内孤立波观测与研究热点海域。本文以2015年至2021年间发表的论文为依据,评述南海内波研究新进展,认为7 a来研究成果取得质的提升。第一,实现了由卫星为主要手段2D观测到以卫星与潜标同步3D观测为主要手段的提升。由此催生出振幅240 m超强内孤立波、中尺度涡对内波的调制作用、重现周期23 h内孤立波、浅海内孤立波裂变现象、深海盆内波及动能级串等创新成果。第二,研究区开始呈现向中部深海盆扩展趋势。迄今为止,南海内波观测与研究集中在吕宋海峡以西和北部陆架,现已出现向中部深海盆扩展趋势。第三,海洋探测高新技术应用于南海内波观测与研究,取得了突破性成果。由卫星高度计沿轨海面高度场二维平面波分解技术得出的南海M2内潮辐射图,解决了多年争论不休的南海北部内波生成机制和生成源地问题。人工智能技术成功应用于建立南海邻近的边缘海内波传播预报模式。模式预报的一个潮周期之后内波波峰线位置与后续卫星图像上显示的位置之间的平均相关系数达95%,平均距离均方根差为3 km。快速深潜剖面浮标技术应用于南海北部深海盆,得出0~3 500 m全水深内波波段(周期为0.1~1.8 d)波动引起的水温起伏幅度垂直分布。高分辨水下声成像技术,包括人工地震技术和回声探测仪,成功应用于南海北部陆架内波观测与研究。其中回声探测仪图像空间分辨率达10 cm,清楚显示出内孤立波波包精细结构,可精确测得水平尺度仅为2 m的孤立波特征半宽度。可以预期,大量科学研究成果的积累,特别是采用人工智能技术建立内波传播预报模式的成功实例,必将为开发南海内波精准预报模式奠定基础。

关键词：内波孤立波裂变内潮辐射图水下声成像南海

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阿拉伯海高盐水入侵孟加拉湾的季节形态及动力机制

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应用海洋学学报 2022年第1期41卷 100-108页

作者：田永青邱云林新宇自然资源部第三海洋研究所福建厦门361005 青岛海洋科学与技术国家实验室区域海洋动力学与数值模拟功能实验室山东青岛266237

本研究利用Argo温盐、Aquarius遥感盐度等资料,研究了阿拉伯海高盐水入侵孟加拉湾的主要路径及季节变化机制。分析显示阿拉伯海高盐水入侵孟加拉湾存在3种类型,即夏季型、冬季型和春季型。夏季型入侵发生在湾口西部,入侵时间为7—10月,... 详细信息

本研究利用Argo温盐、Aquarius遥感盐度等资料,研究了阿拉伯海高盐水入侵孟加拉湾的主要路径及季节变化机制。分析显示阿拉伯海高盐水入侵孟加拉湾存在3种类型,即夏季型、冬季型和春季型。夏季型入侵发生在湾口西部,入侵时间为7—10月,净体积输送达1.53 Sv。冬季型(12月至次年1月)和春季型(3—5月)阿拉伯海高盐水入侵分别发生在湾口中部和东部,净输送量相对较弱,分别为0.39 Sv和0.41 Sv。夏季西南季风漂流分支的入侵是夏季型阿拉伯海高盐水进入孟加拉湾的主因。秋季赤道Wyrtki急流向东输运并在苏门答腊岛附近海域堆积,使得湾口南部海域海面东高西低,进而产生西向水平压强梯度力,地转平衡关系使得湾口南部高盐水向北入侵孟加拉湾,这一过程是造成冬季型阿拉伯海高盐水入侵孟加拉湾的主要机制。同理,春季Wyrtki急流是引起春季型阿拉伯海高盐水入侵孟加拉湾的主要因素。

关键词：海洋水文学南亚季风 Wyrtki急流水平压强梯度力阿拉伯海高盐水孟加拉湾

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