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文献检索:
  • 基于归一化遥感反射比反演水中石油含量模式研究
  • 自然水体中石油污染含量的时空间分布是数字地球领域水体环境研究的一个重要参数,利用遥感技术提取水中石油含量也是数字地球研究领域的一个热点问题。基于2009—2013年进行的六次石油类污水野外配比实验数据,结合2013年6月—2014年4月晴天获取的中国辽宁盘锦辽河油田Landsat 8/OLI遥感数据,在对配比实验测定值、Landsat 8/OLI传感器模拟值和Landsat 8/OLI传感器过境值等三类遥感反射比数据进行归一化处理的基础上,通过对波段特征进行分析,发现含油水样与无油水样在绿色、红色和近红外波段的遥感反射比存在明显的差异,由此提出了水体石油污染归一化遥感反射比指数NDPRI(Normalized Difference Petroleum Remote Sensing Reflectance Index),该指数可用来判断水体是否存在油污染,进一步建立利用NDPRI来反演水中石油含量遥感模式。结果表明:(1)含油水样和无油水样在蓝色波段的归一化遥感反射比差别不大;(2)含油水样在绿色和红色波段的归一化遥感反射比明显低于无油水样;(3)无油水样在近红外波段的归一化遥感反射比呈现下降趋势,而含油水样的归一化遥感反射比随着石油类浓度含量的增加而明显抬升,呈现出较好的线性关系;(4)含油水样,其NDPRI小于0.45,此阈值作为是否有油污染的判断值。最后,利用2014年4—8月污水厂获取的现场实测数据对模式进行验证,相对误差为13.5%,表明所建立的模式具有良好的石油含量反演精度。
  • 基于遥感图像分析的极区海冰漂移研究
  • 对极区的海冰运动进行观测具有重要的意义,卫星遥感技术是目前极区海冰监测的重要手段。星载多光谱仪器和合成孔径雷达(SAR)能够生产高分辨率、宽刈幅、连续的遥感图像,是开展海冰遥感监测的优选载荷。通过对极区遥感图像的分析,可以获取极区海冰漂移运动的资料信息。文中提供了可用于极区海冰漂移研究的遥感资料源,详细介绍了两种基于遥感图像的海冰运动分析方法:相关匹配法与光流算法,以及两种方法的对比;利用文中介绍的遥感资料和分析方法,在两极海区发现了明显的海冰中尺度运动特征。
  • MODIS和GOCI卫星遥感反射率产品在浑浊海区交叉检验分析
  • 对Geostationary Ocean Color Imager(GOCI)和Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)传感器在中国渤海辽东湾海区的卫星大气校正算法开展评估工作。主要对比了GOCI和MODIS的412 nm,443 nm,488 nm,547 nm,678 nm波段的遥感反射率(Remote Sensing Reflectance:Rrs)。结果表明:GOCI的去云算法较严格,在卫星有效数据覆盖率方面差于MODIS;遥感反射率产品比对结果表明:GOCI和MODIS的遥感反射率产品有较好的线性相关,且GOCI反演值大于MODIS反演值;分区域的对比结果表明,MODIS和GOCI的遥感反射率差异随着水体的浑浊度增加而增大,GOCI需要开发适用于近岸水体的大气校正算法。
  • 机械式海流计的电子电路设计与研发
  • 目前业内普遍使用的机械式海流计功耗大,连续工作时间短,姿态测量精度较低,体积较大,存储容量较小,维护复杂,在需要长时间进行海洋观测使用时十分不便。针对这一实际问题,为提高海流计的性能,设计以STM32f103ZE处理器为核心,运用现代锂离子电池技术,存储技术,传感器技术,无线充电技术,无线通信技术,对机械式海流计电子电路进行了重新设计。样机测试结果表明:该设计功耗低,流向精度高,维护简单且可长时间在水下稳定工作,完全满足各种海洋作业中海流测量需求,具有很大的实用价值。
  • 基于形状特征的XBT探头检测与识别研究
  • 为改进国产投弃式温深仪(XBT)的下降速率公式,拟采用基于图像处理的方法测量其下落过程中的运动参数并分析,为此要实现XBT探头的自动提取。为实现视频图像中XBT探头的自动检测识别,提出了一种基于形状特征的目标检测识别算法。首先通过背景差分法去除背景噪声并阈值分割,采用连通区域的标记算子将二值图像标记为互不连通的待识别区域。然后提取连通区域的偏心率、致密性以及标记图构造描述目标的特征向量,通过计算各连通区域的特征评价函数,利用模糊综合评价方法识别XBT探头。最后对研究方法进行了物理实验验证。实验结果表明:用模糊综合评价方法能较好地在复杂背景下实现目标的识别,能够有效地在序列图像中准确的检测识别出XBT探头目标,为XBT运动参数的测量打下了基础。
  • 载人潜器耐压球壳参数化设计与稳定性分析
  • 载人潜器耐压球壳设计的关键是稳定性分析,在针对CATIA进行了二次开发的基础上,实现了CATIA软件参数化模型与有限元分析软件ABAQUS之间的通信,采用ABAQUS中的python语言编程实现了对变参数模型的自动分网,采用惯性释放进行了边界设置,在研究了基于弧长法的稳定性求解方法的基础上,选取MT-1模型进行了稳定性求解方法的有效性验证,最后将参数化设计及稳定性求解方法应用到实际设计中,提高了耐压球壳设计效率。
  • 深海原位取芯钻机作业机理分析及实验研究
  • 针对深海运载器海底岩芯原位取样作业需求,对基于水下运载器的深海原位取芯钻机在深海低温、高压、底层流速多变等特点条件下的作业机理及受力进行分析,并选取硬质合金钻头和PDC钻头进行了取芯钻头的轴向力、切向力和切削功率的数学力学对比计算,确定了单环四齿周向均布的金刚石复合片(PDC)钻头设计方案。在理论分析基础上,针对深海钴结壳设计了台架试验,开展钻进试验研究。通过理论计算和实验研究,探寻了一种基于深海运载器的钴结壳小型钻机设计方法,确定了钻机功率、转速、钻进正向压力和取芯率等基本参数选取范围,对开展海底岩芯原位取样作业具有重要的指导意义。
  • 海底沉积物声学特征定量分析及其智能分类研究
  • 海底底质特性描述及分类是当今浅海声学的研究热点,海底沉积物的物理结构特性与其声学响应特征密切相关。在分析海底沉积物声传播特性的基础上,应用现代计算机信号分析技术手段,对海底沉积物声学响应波形提取了4个特征参数:声速、波幅指数、波形关联维分形指数和声波频谱的频率矩。以这4个特征参数作为输入向量,海底沉积物的结构类型作为输出向量,建立径向基概率神经网络模型。研究表明建立的神经网络模型具有较强的海底沉积物分类预报能力。
  • 水下自主机器人水动力预报方法研究
  • 针对水下机器人操纵性优化设计中水动力系数预报问题,在水下机器人水动力预报中引入艇体肥瘦指数概念,确定了水下机器人艇体几何描述的五参数模型。提出采用小波神经网络方法预报水下机器人水动力,确定了神经网络的结构,利用均匀试验设计方法,设计了神经网络的学习样本。研究结果表明,只要确定适当的输入参数,选择适当的学习样本和网络结构,利用小波神经网络方法对水下机器人水动力进行预报可以达到较好的精度。
  • 海洋温度场稳定性与可预报性研究
  • 海洋温度场具有强烈的时空易变性,带有典型的混沌特征,研究其稳定性对改善温度场可预报性具有重要意义。以混沌理论为支撑,改进最大Lyapunov指数算法,基于POM数值模式预报的温度时序为试验样本,研究了东中国海范围内的海洋温度场混沌稳定性分区和特征,并在此基础上针对混沌强弱区做添加观测试验,研究了基于稳定性分区的温度场可预报性。仿真结果表明,在混沌强烈区添加观测相比较弱区对改进预报效果更显著,对混沌强烈区添加观测整体上可以降低预报温度均方根误差0.2~0.7℃左右,证实了在该区域加强观测能在一定程度上改善温度场的可预报性。
  • 广西钦州湾大型底栖动物生态特征及其与沉积物环境的相关性研究
  • 为研究钦州湾大型底栖动物的生态特征,探讨影响大型底栖动物分布的主要因素,于2011年5月在钦州湾进行大型底栖动物调查,并同步采集沉积物样品,进行理化性质分析。使用Surfer软件绘制各群落特征指数的平面分布图,用SPSS软件分析群落特征指数与沉积物环境因子之间的关联性。共采集到大型底栖动物种类55种。平均生物量为105.48 g/m2,平均密度为50ind/m2。香农-维纳指数(H')、种类均匀度指数(J')和丰富度指数(D)的平均值分别为1.44,0.63和0.64。群落特征指数与沉积物环境因子之间的相关性分析结果显示,密度与Cu,Pb,Zn,Cd,Cr,Hg以及有机碳呈显著负相关;种类数与所分析的10项沉积物环境因子之间均呈显著负相关;均匀度指数与Hg和有机碳呈显著负相关;丰富度指数与硫化物呈显著负相关;生物量和香农-威纳指数与沉积物各环境因子之间均没有显著的相关性。
  • 河北省近海有害藻华灾害分级、时空分布和优势藻华生物变化特征
  • 为研究1989—2013年河北省近海有害藻华灾害分级、时空分布和优势肇事生物变化特征,对河北省近海累计58次有害藻华记录的发生时间、位置与范围、面积和优势有害藻华生物种类进行了统计分析。结果表明:小型(面积0~100 km2)、中型(100~1 000 km2)、大型(≥1 000 km2)和面积不详的有害藻华中,小型藻华为多发性藻华,发生次数占全省海域累计发生次数的60.35%;5-8月份是藻华多发期,发生次数占累计发生次数的86.21%;2000年后藻华发生频率大增,由原来年均发生1次演变为年均发生4次;秦皇岛海域发生藻华次数最多,占全省海域累计发生次数的57.14%,沧州海域次之,唐山海域最少;秦皇岛海域发生藻华累计面积最大,占全省海域累计发生面积的64.25%,沧州海域次之,唐山海域最小。河北省优势海洋有害藻华生物共计15种,易发性藻华生物夜光藻Noctiluca scintillans引发藻华次数最多,占全省海域累计发生次数的44.83%,2009年前是河北省近海最主要的藻华肇事生物;高发性藻华生物抑食金球藻Aureococcus anophagefferens引发有害藻华累计面积最大,占全省海域累计发生面积的55.57%,2009年后该藻和夜光藻共同成为河北省近海优势藻华肇事生物。
  • 新型伞状锚拉拔破坏机制与承载力数值分析
  • 锚泊基础的承载性能直接影响着海洋浮式结构物的稳定性,因而研究新型有效的锚泊基础已成为海洋工程结构设计中的关键问题之一。文中提出了一种基于海洋软土液化特性的伞状锚,充分利用桩端土体增强抗拔承载能力。应用二维颗粒流分析程序,对该新型伞状锚的安装、抗拔承载能力进行了数值模拟,并与普通锚桩进行比较分析,验证其有效性。针对伞状锚与普通锚桩在拉拔过程中的土体破坏机制,从细观角度分析了其抗拔承载能力的提高机制。研究结果表明,对于相同抗拔锚泊设计竖向承载要求,伞状锚所需材料可大为减少,安装难度明显减低,是值得推广应用的新型锚泊基础形式。
  • 波浪发电装置浮筒的动力特性及参数研究
  • 针对我国波浪发电的发展现状,介绍了"海蛇"波浪发电装置的发电原理,并应用Orca Flex软件建立了装置的水动力数值模型,研究了"海蛇"装置浮筒的水动力特性。根据"海蛇"装置的结构特点,通过对活塞运动的时程曲线进行傅里叶变换,给出此装置一级转化总势能计算的简易方法。另外,通过改变浮筒的直径和长度,以装置的效率/体积比作为衡量系统经济性的指标,研究浮筒几何参数对装置一级能量转化效率的影响。结果表明,装置一级能量转化效率随浮筒长度和直径增加而变大,进一步分析表明,适当增加浮筒长度比增大直径更具经济效益。装置的效率/体积比随着浮筒直径增加存在先增加后减少的拐点,这可以为"海蛇"的初始设计提供一定的理论依据。
  • 基于实密度的卧式浪流轮机水槽实验研究分析
  • 实密度是影响轮机获能特性的关键因素之一。文中以卧式轮机实密度为基变量,以其获能系数为主要考察点,对3种实密度卧式轮机进行水槽实验方案设计和水动力性能研究。实验分别对水流流速、轮机旋转角速度、主轴转矩以及功率进行测量,并对其对主轴的扭矩、轮机的获能系数以及叶片的旋转特性进行定量分析,最终证实了该卧式轮机的单一运行特性。通过绘制基于实密度的轮机转矩—转角曲线、获能系数—尖速比曲线和轮机功率—尖速比曲线,阐明了实密度影响卧式轮机获能水动力性能的规律,即其获能系数和发电功率都随着工况速比呈先增后降趋势。实密度较低轮机因浪流流失而获得能量小,但实密度过高轮机会导致叶片间湍流涌动,加速叶片失速特性而影响轮机获能。这为卧式浪流轮机结构优化提供了可靠依据和借鉴。
  • 基于插件技术的双船实时状态观测系统设计与实现
  • 在双船地震勘探中,双船间距控制及电缆形态实时显示是十分重要的。文中详细介绍了双船实时状态观测系统的方法基础和实现过程。在研究了大椭圆航法的大地主题反解模型的基础上,建立了双船距离控制预警模型。系统采用插件技术进行框架设计,基于.NET Framework、Arc GIS Engine SDK平台,并通过插件接口定制、插件动态加载及插件消息传递等机制实现了工程管理、设备管理、测线管理、双船监控、设置、常用工具、模式、视图8个功能模块。视图部分可设置正常视图、偏移视图、电缆视图、距离监控视图、主副船监控视图、主副船文本视图6个显示视图。海试表明系统能够对双船间距进行有效控制和对电缆形态进行实时显示,并能够长时间稳定运行,极大提高了地震勘探数据采集的质量和精度。
  • 基于表层温盐传感器的标定分析
  • 感应式温盐传感器基于电导率法测盐,可以实现现场测量与实时测量。测量盐度时需要首先计算海水温度、海水电导率和海水压力,表层感应式温盐传感器对压力量不予考虑,温度、电导率的精度却直接关系到盐度测量结果的准确度,因此使用传感器前必须进行温度和盐度的标定。分析了温盐传感器的工作原理,设计温度、电导率的标定校准步骤,包括回归曲线的选择和回归方程系数的计算,其中温度、电导率和温度补偿的标定回归曲线采用多项式形式,用实验室高精度盐度计和铂电阻温度仪测得5~7组数据,然后对多项式最小二乘法回归,电导率回归过程中由温度和盐度求电导率用到了二分法,最后论述了标定回归方程的误差范围。
  • 圆柱涡激振动研究进展与展望
  • 圆柱涡激振动广泛存在于机械工程、海洋工程等诸多领域,研究者们取得了许多研究成果,而系统综述圆柱涡激振动的论文距今已近10 a,因此,有必要对近10 a的研究进展进行系统分析。文中系统地总结了近10 a圆柱涡激振动研究成果,阐述了圆柱涡激振动的尾流模态和其对应的响应分支之间的因果关系,分析了影响圆柱涡激振动的关键因素(如质量比、阻尼比和雷诺数)对涡激振动响应的影响,介绍了圆柱涡激振动最大响应振幅的曲线拟合公式及其局限性,最后对圆柱涡激振动的研究方向提出建议。
  • [研究论文]
    基于归一化遥感反射比反演水中石油含量模式研究(黄妙芬;宋庆君;陈利搏;张连龙;孙圳;王伟轩;王忠林)
    基于遥感图像分析的极区海冰漂移研究(孙鹤泉;李春花;张志刚)
    MODIS和GOCI卫星遥感反射率产品在浑浊海区交叉检验分析(李军;朱建华;高飞;杨安安;陈春涛)
    机械式海流计的电子电路设计与研发(张旭光;张凯临)
    基于形状特征的XBT探头检测与识别研究(赵江涛;张锁平;张东亮;刘宁;党超群;董涛)
    载人潜器耐压球壳参数化设计与稳定性分析(刘峰;王力丰;韩端锋;姚军)
    深海原位取芯钻机作业机理分析及实验研究(杨磊;丁忠军;李德威;李宝钢;杨雷;任玉刚;刘庆亮;刘敬喜)
    海底沉积物声学特征定量分析及其智能分类研究(罗忠辉[1,2];曾新红[3,4];杜灿谊;刘杨华)
    水下自主机器人水动力预报方法研究(江新;刘汉明;钟后阳)
    海洋温度场稳定性与可预报性研究(笪良龙;熊张浩;过武宏)
    广西钦州湾大型底栖动物生态特征及其与沉积物环境的相关性研究(许铭本;姜发军;赖俊翔;张荣灿;雷富)
    河北省近海有害藻华灾害分级、时空分布和优势藻华生物变化特征(安鑫龙;李雪梅;李志霞)
    新型伞状锚拉拔破坏机制与承载力数值分析(谢立全;张毅;郑永来;梁鑫)
    波浪发电装置浮筒的动力特性及参数研究(程阳;李英;陈柏全)
    基于实密度的卧式浪流轮机水槽实验研究分析(王世明;任万超;田卡;吕超)
    基于插件技术的双船实时状态观测系统设计与实现(郑贵洲;董文观;胡家赋;曾凡祥)
    基于表层温盐传感器的标定分析(孙成龙;魏玉超;冯林强;徐俊臣)
    [综述]
    圆柱涡激振动研究进展与展望(及春宁;李非凡;陈威霖;宋晓阳)
    《海洋技术》封面

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