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极地海冰快速变化及机制研究进展和挑战
1
作者
刘骥平
王绍银
+8 位作者
宋米荣
徐世明
杨清华
雷瑞波
李熙晨
丁明虎
程晓
许晓琪
林奕辰
《气象学报》
北大核心
2025年第3期676-698,共23页
极地海冰在地球系统中扮演着至关重要的角色,是气候环境变化的指示器和放大器。在全球变暖背景下,过去46年间,北极海冰持续减少,而南极海冰则先经历了增加,随后出现了骤减。目前,两极海冰都相继进入新的低值“状态”。极地海冰的变化与...
极地海冰在地球系统中扮演着至关重要的角色,是气候环境变化的指示器和放大器。在全球变暖背景下,过去46年间,北极海冰持续减少,而南极海冰则先经历了增加,随后出现了骤减。目前,两极海冰都相继进入新的低值“状态”。极地海冰的变化与人类活动引起的全球变暖和气候内部变率有关。在过去40多年中,结合现场观测、卫星遥感反演、再分析资料和数值试验,科学家在极地海冰变化及可能机理方面取得了丰硕的研究成果。然而,对影响其快速变化的确切驱动因素及其各自的贡献尚不完全清楚。总结了近几十年观测的北极和南极海冰变化特征及未来变化预估,较为系统地从极区大气和海洋相互作用及反馈过程、中高纬度主要气候模态、热带-极地遥相关等方面,阐述了北极和南极海冰快速变化机制的研究进展和挑战,并概述了极地海冰变化对区域和全球气候的可能影响。
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关键词
极地海冰
反馈过程
气候模态
热带-极地遥相关
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职称材料
远海环境低成本RTK接收机多路径效应与平滑伪距单点定位性能
被引量:
2
2
作者
彭凌智
燕兴元
+2 位作者
杨萌
冯伟
钟敏
《大地测量与地球动力学》
CSCD
北大核心
2024年第7期674-679,共6页
低成本RTK接收机抗多路径性能较弱,导致远海环境中的单点定位性能显著下降。综合分析远海环境中载波相位平滑抑径算法对低成本RTK接收机单点定位性能的影响。结果表明,远海环境中RTK接收机的多路径效应为陆地环境的2~3倍,E5频点的抗多...
低成本RTK接收机抗多路径性能较弱,导致远海环境中的单点定位性能显著下降。综合分析远海环境中载波相位平滑抑径算法对低成本RTK接收机单点定位性能的影响。结果表明,远海环境中RTK接收机的多路径效应为陆地环境的2~3倍,E5频点的抗多路径性能最强;平滑抑径效果与伪距多路径效应大小有关,采用平滑抑径算法后,RTK接收机SPP定位精度在远海环境提升62%,在陆地环境提升24%;平滑抑径后GPS/Galileo/BDS-3多系统SPP定位精度优于1 m,可满足海上较精细作业的需求。
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关键词
RTK接收机
伪距单点定位
远海环境
多路径效应
载波相位平滑伪距
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职称材料
GNSS位移时序中粗差与阶跃的自动化改正算法
3
作者
吴浩
钟敏
+1 位作者
沈迎春
田嘉翔
《导航定位学报》
北大核心
2025年第4期19-29,共11页
针对全球卫星导航系统(GNSS)位移时序中由于存在粗差和阶跃,导致很难准确提取地壳形变信号,而现有研究阶跃改正往往依赖于先验信息,须人工检验,不利于高精度与自动化处理的问题,提出一种结合长短期记忆神经网络(LSTM)和抗泄漏最小二乘...
针对全球卫星导航系统(GNSS)位移时序中由于存在粗差和阶跃,导致很难准确提取地壳形变信号,而现有研究阶跃改正往往依赖于先验信息,须人工检验,不利于高精度与自动化处理的问题,提出一种结合长短期记忆神经网络(LSTM)和抗泄漏最小二乘谱分析(ALLSSA)算法的自动化改正方法:利用LSTM学习GNSS位移时序复杂特征,实现抗阶跃干扰的粗差精准检测与去除;然后通过ALLSSA算法识别并改正位移时序中的阶跃问题。实验结果表明,提出的方法应用于多个GNSS位移时序粗差和阶跃问题的改正,与轨道与永久阵列中心(SOPAC)经过后处理的位移速率的差异为0.06~0.62 mm/a,均方根误差(RMSE)平均提升19.2%,证明该方法不仅可提高GNSS位移时序的观测精度,还可减少人工干预,能够为高精度GNSS应用提供参考。
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关键词
全球卫星导航系统(GNSS)位移时序
粗差探测
阶跃探测
长短期记忆(LSTM)神经网络
抗泄漏最小二乘谱分析(ALLSSA)算法
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职称材料
基于MODIS影像的北极冰水分类方法对比研究
4
作者
孙绍哲
邝慧妍
+2 位作者
叶玉芳
于志同
惠凤鸣
《极地研究》
北大核心
2025年第1期39-54,共16页
北极海冰作为冰冻圈的重要组成部分,对全球气候变化具有重要影响。开展极地冰水分类研究可以获取精细的海冰覆盖范围变化,为船舶航行提供关键的冰况信息。本文基于25景北极地区的MODIS近红外波段光学影像,依据海冰和海水在该波段反射率...
北极海冰作为冰冻圈的重要组成部分,对全球气候变化具有重要影响。开展极地冰水分类研究可以获取精细的海冰覆盖范围变化,为船舶航行提供关键的冰况信息。本文基于25景北极地区的MODIS近红外波段光学影像,依据海冰和海水在该波段反射率差异大的特点,利用直方图动态阈值法、迭代阈值法、最大熵阈值法、大津法以及基于大津法的遗传算法5种方法开展冰水分类研究和定量化对比评估。结果表明,对于反射率直方图为双峰分布的影像(影像中无薄冰),5种方法均能得到较为准确的冰水分类结果,总体分类精度均在0.82以上。当反射率直方图为三峰分布时(影像中有薄冰),迭代阈值法、最大熵阈值法和大津法均存在错分现象,总体分类精度均在0.76以下,而直方图动态阈值法和基于大津法的遗传算法能够准确获取冰水分类阈值,其分类结果的总体精度均能达到0.94以上。总体上,迭代阈值法和最大熵阈值法在冰水分类求取阈值上存在明显的高估问题,特别是对于反射率直方图为三峰分布的影像;大津法在面对反射率直方图为双峰或三峰分布的影像时,均能识别出阈值所在的波谷位置,但在分类结果上存在一定偏差;而直方图动态阈值法和基于大津法的遗传算法在基于阈值法的冰水分类方法中具有较强的鲁棒性,更加适用于北极地区不同冰况下的冰水分类研究,其结果可为极区航行以及大尺度海冰观测与数据模拟提供重要参考。
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关键词
光学影像
冰水分类
近红外波段
直方图动态阈值法
基于大津法的遗传算法
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职称材料
题名
极地海冰快速变化及机制研究进展和挑战
1
作者
刘骥平
王绍银
宋米荣
徐世明
杨清华
雷瑞波
李熙晨
丁明虎
程晓
许晓琪
林奕辰
机构
中山大学
大气科学学院/南方海洋科学与工程广东省
实验室
(珠海)
中山大学极地环境立体观测与应用教育部重点实验室
中山大学
测绘科学与技术学院/南方海洋科学与工程广东省
实验室
(珠海)
中国科学院大气物理研究所
清华
大学
地球系统科学系
中国
极地
研究中心
灾害天气科学与技术全国
重点
实验室
极地
海-冰-气系统与天气气候
教育部
重点
实验室
出处
《气象学报》
北大核心
2025年第3期676-698,共23页
基金
国家重点研发计划(2022YFE0106300)
国家自然科学基金青年基金(42206251)。
文摘
极地海冰在地球系统中扮演着至关重要的角色,是气候环境变化的指示器和放大器。在全球变暖背景下,过去46年间,北极海冰持续减少,而南极海冰则先经历了增加,随后出现了骤减。目前,两极海冰都相继进入新的低值“状态”。极地海冰的变化与人类活动引起的全球变暖和气候内部变率有关。在过去40多年中,结合现场观测、卫星遥感反演、再分析资料和数值试验,科学家在极地海冰变化及可能机理方面取得了丰硕的研究成果。然而,对影响其快速变化的确切驱动因素及其各自的贡献尚不完全清楚。总结了近几十年观测的北极和南极海冰变化特征及未来变化预估,较为系统地从极区大气和海洋相互作用及反馈过程、中高纬度主要气候模态、热带-极地遥相关等方面,阐述了北极和南极海冰快速变化机制的研究进展和挑战,并概述了极地海冰变化对区域和全球气候的可能影响。
关键词
极地海冰
反馈过程
气候模态
热带-极地遥相关
Keywords
Polar sea ice
Feedback processes
Climate modes
Tropical-polar teleconnections
分类号
P47 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
远海环境低成本RTK接收机多路径效应与平滑伪距单点定位性能
被引量:
2
2
作者
彭凌智
燕兴元
杨萌
冯伟
钟敏
机构
中山大学
测绘科学与技术学院
中山大学极地环境立体观测与应用教育部重点实验室
出处
《大地测量与地球动力学》
CSCD
北大核心
2024年第7期674-679,共6页
基金
国家自然科学基金(42304021)
中山大学高校基本科研业务费(23qnpy09,22lgqb09)。
文摘
低成本RTK接收机抗多路径性能较弱,导致远海环境中的单点定位性能显著下降。综合分析远海环境中载波相位平滑抑径算法对低成本RTK接收机单点定位性能的影响。结果表明,远海环境中RTK接收机的多路径效应为陆地环境的2~3倍,E5频点的抗多路径性能最强;平滑抑径效果与伪距多路径效应大小有关,采用平滑抑径算法后,RTK接收机SPP定位精度在远海环境提升62%,在陆地环境提升24%;平滑抑径后GPS/Galileo/BDS-3多系统SPP定位精度优于1 m,可满足海上较精细作业的需求。
关键词
RTK接收机
伪距单点定位
远海环境
多路径效应
载波相位平滑伪距
Keywords
RTK receiver
pseudorange single point positioning
remote ocean environment
multipath effect
carrier phase smoothing pseudorange
分类号
P228 [天文地球—大地测量学与测量工程]
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职称材料
题名
GNSS位移时序中粗差与阶跃的自动化改正算法
3
作者
吴浩
钟敏
沈迎春
田嘉翔
机构
中山大学
测绘科学与技术学院
中山大学极地环境立体观测与应用教育部重点实验室
中国地质
大学
(武汉)地理与信息工程学院
出处
《导航定位学报》
北大核心
2025年第4期19-29,共11页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFC2204601)
国家自然科学基金面上项目(41874095)。
文摘
针对全球卫星导航系统(GNSS)位移时序中由于存在粗差和阶跃,导致很难准确提取地壳形变信号,而现有研究阶跃改正往往依赖于先验信息,须人工检验,不利于高精度与自动化处理的问题,提出一种结合长短期记忆神经网络(LSTM)和抗泄漏最小二乘谱分析(ALLSSA)算法的自动化改正方法:利用LSTM学习GNSS位移时序复杂特征,实现抗阶跃干扰的粗差精准检测与去除;然后通过ALLSSA算法识别并改正位移时序中的阶跃问题。实验结果表明,提出的方法应用于多个GNSS位移时序粗差和阶跃问题的改正,与轨道与永久阵列中心(SOPAC)经过后处理的位移速率的差异为0.06~0.62 mm/a,均方根误差(RMSE)平均提升19.2%,证明该方法不仅可提高GNSS位移时序的观测精度,还可减少人工干预,能够为高精度GNSS应用提供参考。
关键词
全球卫星导航系统(GNSS)位移时序
粗差探测
阶跃探测
长短期记忆(LSTM)神经网络
抗泄漏最小二乘谱分析(ALLSSA)算法
Keywords
global navigation satellite systems(GNSS)displacement time series
outliers detection
offsets detection
long short term memory(LSTM)neural network
anti leakage least squares spectral analysis(ALLSSA)algorithm
分类号
P228 [天文地球—大地测量学与测量工程]
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职称材料
题名
基于MODIS影像的北极冰水分类方法对比研究
4
作者
孙绍哲
邝慧妍
叶玉芳
于志同
惠凤鸣
机构
中山大学
测绘科学与技术学院
中山大学极地环境立体观测与应用教育部重点实验室
南方海洋科学与工程广东省
实验室
(珠海)
中国空间技术研究院钱学森空间技术
实验室
出处
《极地研究》
北大核心
2025年第1期39-54,共16页
基金
国家自然科学基金青年项目(42106225)
广东省自然科学基金面上项目(2022A1515011545)
+2 种基金
南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)创新团队建设项目(311021008)
风云卫星应用先行计划项目(FY-APP-2022.0201)
五院CAST创新基金资助
文摘
北极海冰作为冰冻圈的重要组成部分,对全球气候变化具有重要影响。开展极地冰水分类研究可以获取精细的海冰覆盖范围变化,为船舶航行提供关键的冰况信息。本文基于25景北极地区的MODIS近红外波段光学影像,依据海冰和海水在该波段反射率差异大的特点,利用直方图动态阈值法、迭代阈值法、最大熵阈值法、大津法以及基于大津法的遗传算法5种方法开展冰水分类研究和定量化对比评估。结果表明,对于反射率直方图为双峰分布的影像(影像中无薄冰),5种方法均能得到较为准确的冰水分类结果,总体分类精度均在0.82以上。当反射率直方图为三峰分布时(影像中有薄冰),迭代阈值法、最大熵阈值法和大津法均存在错分现象,总体分类精度均在0.76以下,而直方图动态阈值法和基于大津法的遗传算法能够准确获取冰水分类阈值,其分类结果的总体精度均能达到0.94以上。总体上,迭代阈值法和最大熵阈值法在冰水分类求取阈值上存在明显的高估问题,特别是对于反射率直方图为三峰分布的影像;大津法在面对反射率直方图为双峰或三峰分布的影像时,均能识别出阈值所在的波谷位置,但在分类结果上存在一定偏差;而直方图动态阈值法和基于大津法的遗传算法在基于阈值法的冰水分类方法中具有较强的鲁棒性,更加适用于北极地区不同冰况下的冰水分类研究,其结果可为极区航行以及大尺度海冰观测与数据模拟提供重要参考。
关键词
光学影像
冰水分类
近红外波段
直方图动态阈值法
基于大津法的遗传算法
Keywords
optical image
ice water classification
near-infrared
the dynamic thresholding method using histogram
the genetic algorithm based on OTSU’s method
分类号
P23 [天文地球—摄影测量与遥感]
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职称材料
题名
作者
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1
极地海冰快速变化及机制研究进展和挑战
刘骥平
王绍银
宋米荣
徐世明
杨清华
雷瑞波
李熙晨
丁明虎
程晓
许晓琪
林奕辰
《气象学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
远海环境低成本RTK接收机多路径效应与平滑伪距单点定位性能
彭凌智
燕兴元
杨萌
冯伟
钟敏
《大地测量与地球动力学》
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
3
GNSS位移时序中粗差与阶跃的自动化改正算法
吴浩
钟敏
沈迎春
田嘉翔
《导航定位学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
4
基于MODIS影像的北极冰水分类方法对比研究
孙绍哲
邝慧妍
叶玉芳
于志同
惠凤鸣
《极地研究》
北大核心
2025
0
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职称材料
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