基于改进Mask R-CNN的无人船视觉检测 被引量：1

1

作者 佟剑峰 于雨 《船海工程》 北大核心 2025年第1期6-12,共7页

针对无人船视觉检测算法准确率低及水界线检测困难的问题,构造自定义数据集并提出改进Mask R-CNN网络模型的无人船视觉检测算法。改进后的算法以Mask R-CNN网络模型为检测框架,将骨干网络由ResNet50替换成ResNeXt50并加入SENet注意力机... 针对无人船视觉检测算法准确率低及水界线检测困难的问题,构造自定义数据集并提出改进Mask R-CNN网络模型的无人船视觉检测算法。改进后的算法以Mask R-CNN网络模型为检测框架,将骨干网络由ResNet50替换成ResNeXt50并加入SENet注意力机制模块提高模型的特征提取能力;在特征金字塔网络(feature pyramid network,FPN)中加入多尺度的特征提取模块(inception模块),提高特征图的融合效果;加入多尺度锚框(anchors),提高模型对于多尺度目标的检测效果;通过直方图均衡化、调整对比度的方式对输入图像进行预处理,优化输入图像。结果表明,改进后的Mask R-CNN网络模型相比于原始的网络模型在目标检测任务中平均精度均值(mean average precision,mAP)提高了8.86%,交并比为0.5条件下的平均精度(IOU=0.5 average precision,AP 50)提高了9.39%;在实例分割任务中mAP提高了4.55%,AP 50提高了4.63%。相关改进,提高了无人船视觉检测的效率。 展开更多

关键词 无人船视觉 Mask R-CNN网络模型 骨干网络 注意力机制 特征融合

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基于海洋资料浮标的单摆式波浪能发电装置仿真模型研究 被引量：6

2

作者 柴辉 刘野 +3 位作者 张继明 郑良 刘世萱 赵强 《可再生能源》 CAS 北大核心 2018年第9期1398-1403,共6页

海洋资料浮标通常利用太阳能对其搭载的海洋监测仪器提供电能。为提高其供电能力,基于浮标的结构和运动特点,提出一种波浪能发电装置。该发电装置由将波浪能转换为机械能的单摆和将机械能定值输入到发电机的储能机构组成。基于势流理论... 海洋资料浮标通常利用太阳能对其搭载的海洋监测仪器提供电能。为提高其供电能力,基于浮标的结构和运动特点,提出一种波浪能发电装置。该发电装置由将波浪能转换为机械能的单摆和将机械能定值输入到发电机的储能机构组成。基于势流理论建立含有发电装置浮标的水动力学方程,在求解水动力学方程的基础上,分析单摆运动规律及能量转换性能。研究表明,利用该发电装置能够将波浪能高效而周期性地转换为电能,增加储能弹簧的刚度,可有效提升浮标的供电能力。该研究为海洋资料浮标利用波浪能供电提供有价值的参考。 展开更多

关键词 波浪能 海洋资料浮标 发电 单摆

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基于NaI(Tl)伽马谱仪的反演分析法在海水放射性探测中的应用 被引量：1

3

作者 毕海杰 张颖颖 +2 位作者 吴丙伟 冯现东 石岩 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期349-357,共9页

伴随着核能的快速发展和应用,海洋放射性环境安全监测受到了越来越多的关注。因具有成本低、功耗低、探测效率高等优点,NaI(Tl)伽马谱仪成为海洋放射性自动连续监测主要应用的仪器。但是,该谱仪探测分辨能力尚存在不足,导致核素甄别和... 伴随着核能的快速发展和应用,海洋放射性环境安全监测受到了越来越多的关注。因具有成本低、功耗低、探测效率高等优点,NaI(Tl)伽马谱仪成为海洋放射性自动连续监测主要应用的仪器。但是,该谱仪探测分辨能力尚存在不足,导致核素甄别和定量检测存在困难。为了解决该困难,本研究采用理论计算、仿真模拟和实验测量等技术手段,开展基于反演分析的海水伽马能谱处理分析方法研究。研究结果表明:仿真实验中经过反演分析法计算的重构谱线的分辨率得到大幅改善,与仿真能谱中核素的道址和活度的参考值相比,重构谱线的^(134)Cs、^137Cs、^(60)Co和^(40)K核素峰的道址误差在2道以内,活度计算误差在4%以内。在位于青岛的海洋科学实验站进行的海水现场实验结果表明反演分析法对_(40)K核素的活度分析结果为1.218×10^(4) Bq·m^(-3)。该方法能够有效解决NaI(Tl)伽马谱仪探测分辨能力不足的问题,实现准确的海水放射性核素分析。 展开更多

关键词 海水放射性监测 NaI(Tl)伽马谱仪 反演分析 响应矩阵

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三锚式浮标综合观测平台的研究和应用 被引量：9

4

作者 刘长华 张曙伟 +8 位作者 王旭 万晓正 贾思洋 赵环宇 王春晓 刘野 齐勇 范秀涛 刘世萱 《海洋科学》 CAS 北大核心 2020年第1期148-156,共9页

在我国近海海域渔业活动频繁的情况下,为实现具有实时、连续、长期和稳定特征的近海海洋水体剖面观测,满足海洋科学研究对剖面水体数据的需求,通过借鉴目前我国近海广泛使用的10 m大型综合观测浮标的优点,在结构和稳性方面进一步优化,... 在我国近海海域渔业活动频繁的情况下,为实现具有实时、连续、长期和稳定特征的近海海洋水体剖面观测,满足海洋科学研究对剖面水体数据的需求,通过借鉴目前我国近海广泛使用的10 m大型综合观测浮标的优点,在结构和稳性方面进一步优化,设计完成直径15 m的三锚式浮标综合观测平台,该平台通过在浮标中间预留中央透水井,使用绞车上下驱动多参数观测设备实现水体剖面的实时、连续、长期和稳定观测,并通过三锚式锚泊方式有效避免了剖面观测设备与固定锚系的缠绕问题,同时还具有智能判断、远程监控等功能,是一种新型的近海水体剖面观测平台。经过在我国东海海域一年的试验性观测表明,三锚式浮标综合观测平台整体运行效果良好,取得大量的水体剖面观测数据,在我国近海具有广泛的适用性。 展开更多

关键词 水体剖面观测 三锚式 浮标观测 近海

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基于双目立体视觉的波浪参数遥测方法研究 被引量：15

5

作者 石磊 朱洪海 +6 位作者 于雨 崔晓 惠力 初士博 杨立 杨书凯 周扬 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期99-104,共6页

为了减少测量仪器本身对测量结果的影响并且提高海洋波浪测量仪器的安全性与可维护性,提出了一种将双目立体视觉技术和数字图像处理技术结合起来应用于目标海域海洋波浪参数测量的方法。该方法采用双目立体视觉系统作为采集平台,包含视... 为了减少测量仪器本身对测量结果的影响并且提高海洋波浪测量仪器的安全性与可维护性,提出了一种将双目立体视觉技术和数字图像处理技术结合起来应用于目标海域海洋波浪参数测量的方法。该方法采用双目立体视觉系统作为采集平台,包含视频获取、视频图像处理、波浪参数反演等主要模块,反演间隔为0.5 s、共2 048帧的波浪变化视频得到目标海域海洋波浪的波高、波周期与波向参数,参数测量精度满足波高量程为0～20 m、测量波高最大误差为10%、周期精确度0.5 s、波向±10°的要求,依据该方法的测量系统可无接触式测量目标海域的波浪参数,系统布放与维护安全方便。 展开更多

关键词 双目立体视觉 波高与波周期 尺度不变特征变换 跨零法

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基于链轮链条传动的振荡浮子运动性能仿真研究 被引量：2

6

作者 宋文杰 刘鹏 +4 位作者 温京亚 蒋庆林 刘巧君 史宏达 王磊 《可再生能源》 CAS 北大核心 2019年第9期1415-1422,共8页

文章提出了一种基于链轮链条传动的振荡浮子式波浪能转换装置,该装置可提高二级能量转换过程的效率。文章首先介绍了链轮链条传动的工作原理,并对浮子在链轮链条作用下的受力情况进行了分析;然后以链轮链条传动的振荡浮子运动性能为主... 文章提出了一种基于链轮链条传动的振荡浮子式波浪能转换装置,该装置可提高二级能量转换过程的效率。文章首先介绍了链轮链条传动的工作原理,并对浮子在链轮链条作用下的受力情况进行了分析;然后以链轮链条传动的振荡浮子运动性能为主要研究内容,利用Matlab/Simulink软件仿真分析了浮子在不同波高及加载条件下的运动位移和速度变化情况,并通过水工物理模型试验进行了对比验证。仿真与试验结果表明:链轮链条传动方案具有高效性及可行性,可为该类装置的设计优化提供参考依据。 展开更多

关键词 波浪能 振荡浮子 链轮链条 运动性能 仿真研究

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一种用于海水DOC微弱信号去噪处理的小波多阈值算法研究 被引量：9

7

作者 李敏 刘岩 +1 位作者 马然 王昭玉 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期75-79,共5页

针对目前国内尚无海水溶解性有机碳(DOC)现场自动化分析仪器的现状,本文基于臭氧氧化有机物发光的原理,针对光电检测过程中噪声信号的影响,提出一种基于小波多尺度多阈值的微弱信号去噪处理算法。该算法采用一种改进型的阈值函数,通过... 针对目前国内尚无海水溶解性有机碳(DOC)现场自动化分析仪器的现状,本文基于臭氧氧化有机物发光的原理,针对光电检测过程中噪声信号的影响,提出一种基于小波多尺度多阈值的微弱信号去噪处理算法。该算法采用一种改进型的阈值函数,通过选择合适的小波基,灵活设置软硬阈值进行信号去噪。经过分析测试系统长期海试数据表明,该方法测量数据与实验室测量数据的相关性可达78.5%,证明了该方法稳定可靠、具备在线分析的能力,具有良好的推广价值。 展开更多

关键词 微弱信号检测 海水DOC 化学发光 小波基 小波阈值去噪

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基于蓄能器的波浪能发电系统工作特性试验研究 被引量：1

8

作者 宋文杰 史宏达 +2 位作者 刘鹏 蒋庆林 于慧彬 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期164-170,共7页

针对基于蓄能器的波浪能发电系统中液压能到电能转换环节的效率问题,设计一种蓄能与电力系统的物理试验模型,该模型将波浪不规则往复运动能量收集存储,通过对蓄能器的释放进行控制,将波浪能转换成稳定、连续的旋转机械能,转化为电能输... 针对基于蓄能器的波浪能发电系统中液压能到电能转换环节的效率问题,设计一种蓄能与电力系统的物理试验模型,该模型将波浪不规则往复运动能量收集存储,通过对蓄能器的释放进行控制,将波浪能转换成稳定、连续的旋转机械能,转化为电能输出。通过试验研究的方式,对基于蓄能器的液压蓄能式发电系统的发电特性、蓄能器工作特性、系统压力分布特性展开试验研究,发现降低蓄能器的初始压力、提高发电系统的释放压力可提高发电效率;蓄能器出现压力不能完全释放的现象,并且充气压力、负载电阻越大现象越明显;提出蓄能器充气压力、释放压力的选择方法,得到提高蓄能器工作效率的有效手段,探讨蓄能发电系统的控制方案,为基于蓄能器的发电系统的资源配置、控制策略的设计提供参考依据,具有一定的应用价值。 展开更多

关键词 波浪能 波浪能转换 液压传动 试验研究 蓄能器

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扫描式气溶胶激光雷达研制与观测研究 被引量：12

9

作者 陈超 王章军 +8 位作者 宋小全 张涛 杜立彬 孟祥谦 刘兴涛 李先欣 李辉 庄全风 王秀芬 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期132-138,共7页

气溶胶在大气光学、大气辐射、大气化学、大气污染和云物理学等领域具有重要研究意义,是大气监测的重要要素。为了更好地研究大气气溶胶光学特性及其时空变化特征,山东省科学院海洋仪器仪表研究所研制了基于532 nm波长、单脉冲能量60μ... 气溶胶在大气光学、大气辐射、大气化学、大气污染和云物理学等领域具有重要研究意义,是大气监测的重要要素。为了更好地研究大气气溶胶光学特性及其时空变化特征,山东省科学院海洋仪器仪表研究所研制了基于532 nm波长、单脉冲能量60μJ、可进行三维扫描测量的气溶胶激光雷达。主要介绍了激光雷达的结构设计、技术指标、探测原理、探测模式、观测实验与数据分析。通过激光雷达在青岛小麦岛海洋环境监测站的观测实验数据,分析了不同天气条件下的大气水平能见度,验证了时间-高度显示、距离-高度显示与平面-位置显示测量模式的有效性。通过多种观测模式的数据,利用Fernald方法反演了不同时刻的气溶胶消光系数,并分析了气溶胶与云光学特性的时空变化特征。探测结果表明:扫描式气溶胶激光雷达可以有效测量大气水平能见度,通过扫描系统可以获取不同方向的气溶胶性质分布特征从而扩展了其探测范围。多种探测模式相结合可以获取云、气溶胶和边界层时空变化特征。 展开更多

关键词 激光雷达 扫描式 气溶胶 能见度 边界层

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Sentinel-2的胶州湾水体透明度遥感反演 被引量：6

10

作者 杨雷 禹定峰 +6 位作者 高皜 卞晓东 刘晓燕 盖颖颖 安德玉 周燕 唐世林 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期505-511,共7页

针对目前透明度遥感反演研究多以较低空间分辨率卫星数据为主的现状,采用分辨率高达10 m的Sentinel-2卫星数据进行了胶州湾海域水体透明度的遥感反演研究。构建了基于实测数据的反演模型。结果表明:模型具有较高的精度,反演值与实测值... 针对目前透明度遥感反演研究多以较低空间分辨率卫星数据为主的现状,采用分辨率高达10 m的Sentinel-2卫星数据进行了胶州湾海域水体透明度的遥感反演研究。构建了基于实测数据的反演模型。结果表明:模型具有较高的精度,反演值与实测值的平均相对误差为9.86%,均方根误差为0.22 m。依据构建的反演模型与卫星影像数据反演了胶州湾水体的透明度,绘制了水体的透明度分布图,分析了胶州湾海域水体透明度的空间分布规律和局部的细微变化特征。研究发现,胶州湾海域水体透明度呈现由近岸向外海逐渐升高的趋势,径流量大的河流会造成汇入海域透明度明显降低的变化,潮汐会引起透明度出现沿垂直于岸边方向的纹理变化特征,大型船只的通航会造成透明度短时降低的变化。 展开更多

关键词 透明度 哨兵2号 遥感反演 胶州湾

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基于响应面分析的聚甲基丙烯酸甲酯表面微观生物污损超声防除研究 被引量：2

11

作者 郑良 李越凡 +1 位作者 赵强 郑靖 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期319-327,共9页

目的基于Box-Behnken设计和响应面分析,借助表面形貌表征和污损面积占比分析,通过方程拟合和试验验证,探究了超声时间、功率和频率对光学材料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表面海洋微观生物污损防除的影响,为超声防污技术在海洋光学仪器水下... 目的基于Box-Behnken设计和响应面分析,借助表面形貌表征和污损面积占比分析,通过方程拟合和试验验证,探究了超声时间、功率和频率对光学材料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表面海洋微观生物污损防除的影响,为超声防污技术在海洋光学仪器水下窗口微观生物污损防除的应用上提供一定的理论依据和数据支撑。方法以天然海水为介质,采用动态培养的方法构建PMMA表面微观污损,借助激光共聚焦显微镜(CLSM),综合单因素实验和三因素三水平Box-Behnken设计,考察超声时间、超声功率、超声频率对超声防除PMMA表面微观污损的影响规律,通过响应面分析获取超声频率、超声时间、超声功率之间的超声防污交互作用,建立超声参数对防污效果的回归方程,最后结合实际工况给出具有最佳污损防除效果的超声工作参数。结果防污效果随超声频率的增加而降低,随超声功率和超声时间的增加而提高。相对超声功率和超声时间,超声频率对PMMA表面微观污损防除的影响更显著。回归方程能够很好地预测不同超声参数下的防污效果,可用于不同污损情况下超声工况的选择设计。当超声时间为5 min、超声功率为40 W、超声频率为40 kHz时,海水动态培养96 h后,PMMA表面的微观污损超声防污效果可达到98.63%以上。结论基于响应面分析技术,建立超声参数对超声防污效果的回归方程,有助于选择合适的超声工况,从而使超声防污技术应用于海洋光学仪器水下窗口表面的微观生物污损防除。 展开更多

关键词 聚甲基丙烯酸甲酯 水下窗口 微观生物污损 超声防污 BOX-BEHNKEN设计 响应面分析

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原位海水叶绿素a传感器的电路设计 被引量：1

12

作者 吴宁 王昭玉 +3 位作者 曹煊 马海宽 褚东志 张婷 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2019年第1期9-11,共3页

为提取LED激发海水叶绿素a产生的痕量荧光信号,实现海水叶绿素a原位检测,基于荧光诱导检测原理结合正交同步检波电路,设计了荧光叶绿素a传感器。通过对激发光源的调制,输入电流信号的转换与放大,荧光信号的正交同步解调以及数字混合低... 为提取LED激发海水叶绿素a产生的痕量荧光信号,实现海水叶绿素a原位检测,基于荧光诱导检测原理结合正交同步检波电路,设计了荧光叶绿素a传感器。通过对激发光源的调制,输入电流信号的转换与放大,荧光信号的正交同步解调以及数字混合低通滤波算法实现海水叶绿素a浓度的原位检测。实验证明该海水叶绿素a传感器具有精度高、抗环境光干扰能力强、小型化、功耗低等优点,分辨率可达到0. 01μg/L。 展开更多

关键词 叶绿素A 调制解调 微弱信号 正交同步检波 传感器

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基于单波束测深资料的海底冷泉动力学特征反演方法研究 被引量：1

13

作者 华志励 刘波 《海洋科学》 CAS 北大核心 2019年第9期94-103,共10页

为了准确理解冷泉水体中甲烷气体的分布规律,综合运用单波束测深数据和冷泉水体流场数据,建立了冷泉气泡上升、溶解速率的定量反演方法,利用现场海试资料对反演方法进行了验证,并对海试区域的冷泉气体溢出、溶解通量以及冷泉水体的甲烷... 为了准确理解冷泉水体中甲烷气体的分布规律,综合运用单波束测深数据和冷泉水体流场数据,建立了冷泉气泡上升、溶解速率的定量反演方法,利用现场海试资料对反演方法进行了验证,并对海试区域的冷泉气体溢出、溶解通量以及冷泉水体的甲烷浓度进行了估算。计算结果表明,考察船航向与冷泉水体流向的差异会对声学探测结果产生影响,当航向与流向的夹角大于±60°时,声学成像中冷泉倾角的误差将超过50%。同时,冷泉气泡上升速率的衰减与溢出口水深显著相关,相关系数可达0.9,并且冷泉上升流对上升速率的提升效果明显。水合物稳定带的分布对冷泉气泡的收缩速率影响显著,稳定带内、外收缩速率的差异可达3~4倍。冷泉气体通量的计算结果表明,调查区域内冷泉的溢出强度整体较大,同时溶解通量与水深之间呈现明显的分段效应。根据冷泉气体溶解通量估算的冷泉水体甲烷浓度与色谱分析结果具有较好的一致性。相关研究有助于实现对冷泉水体中甲烷气体分布的定量评估,为潜在海底冷泉区的圈划和海域天然气水合物的调查提供技术支撑。 展开更多

关键词 海底冷泉 水声学 单波束测深 冷泉气泡 动力学特征

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可见-近红外光谱的潮间带沉积物有机碳含量的几种模型预测方法 被引量：9

14

作者 吕美蓉 任国兴 +4 位作者 李雪莹 范萍萍 孙中梁 侯广利 刘岩 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1082-1086,共5页

可见-近红外光谱已被证明是一种快速、有效的有机碳(TOC)含量预测方法。但是,当前利用光谱预测TOC含量的研究对象主要为土壤或湖泊沉积物,还未见潮间带海洋沉积物的研究报道。为了快速准确预测潮间带沉积物TOC含量,通过异常样本剔除、... 可见-近红外光谱已被证明是一种快速、有效的有机碳(TOC)含量预测方法。但是,当前利用光谱预测TOC含量的研究对象主要为土壤或湖泊沉积物,还未见潮间带海洋沉积物的研究报道。为了快速准确预测潮间带沉积物TOC含量,通过异常样本剔除、光谱特征变换、特征波长提取相结合,构建TOC预测模型,即,采集潮间带沉积物样品光谱,采用马氏距离、标准杠杆值和学生残差联合分析的方法剔除异常样本,利用多元散射校正(MSC)、平滑+微分进行光谱变换,利用遗传算法(GA)提取特征波长,采用偏最小二乘法(PLS)、最小二乘支持向量机(LSSVM)和BP神经网络(BPNN)对沉积物TOC含量进行建模和预测,通过决定系数(R^2)和剩余估计偏差(PRD)来评价模型精度。结果表明,剔除异常样本有助于提升模型精度, BPNN模型的检验R^2和PRD分别提升了28%和39%。MSC光谱变换效果优于平滑+微分,基于MSC光谱变换的PLS, LSSVM和BPNN模型检验R^2分别为0.81, 0.86和0.78, PRD分别为2.25, 2.59和2.07,比平滑+微分提升了9%~20%(R^2)和11%~22%(PRD),意味着MSC具有较强的TOC信息提取能力。GA不利于增加预测模型精度,基于GA特征波长的模型预测R^2降低了9%~36%, PRD降低了18%~33%,可能与GA提取的特征波长数量偏少有关。BPNN模型的预测精度最低,可能与其容易陷入局部极小点有关。PLS模型精度较高,可以很好的预测潮间带沉积物TOC含量。基于异常样本剔除和MSC光谱变换, PLS模型的建模R^2为0.98,检验R^2为0.81, RPD为2.25。LSSVM模型精度更优于PLS, LSSVM模型建模R^2为0.99,检验R^2和RPD分别为0.86和2.59,显示极好的TOC定量预测能力。总之,针对潮间带沉积物TOC含量预测,可以将剔除异常样本、 MSC光谱变换、 LSSVM建模结合起来,以获得可靠、稳定的预测模型。 展开更多

关键词 潮间带沉积物 可见-近红外光谱 预测模型 有机碳含量

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金沙滩近岸水体叶绿素a和悬浮物遥感反演研究 被引量：6

15

作者 盖颖颖 王章军 +2 位作者 杨雷 周燕 龚金龙 《国土资源遥感》 CSCD 北大核心 2020年第3期129-135,共7页

针对现有的水质要素反演模型应用于金沙滩近岸水体的水质要素反演精度低的问题,根据机载海洋高光谱仪光谱数据,借鉴已有黄海、东海二类水体水质要素的统计反演模式,建立了基于机载高光谱仪的金沙滩近岸水体叶绿素a和总悬浮物的反演模型... 针对现有的水质要素反演模型应用于金沙滩近岸水体的水质要素反演精度低的问题,根据机载海洋高光谱仪光谱数据,借鉴已有黄海、东海二类水体水质要素的统计反演模式,建立了基于机载高光谱仪的金沙滩近岸水体叶绿素a和总悬浮物的反演模型,获得了研究区叶绿素a和总悬浮物浓度空间分布,并分析了机载海洋高光谱仪增益对模型反演精度的影响。模型改进后,光谱仪测量数据反演结果与水体取样实测结果的拟合决定系数和平均相对误差分别为:叶绿素a 0.65,4.41%,总悬浮物0.80,3.55%。通过对高光谱仪在同一海域相近时间段,但不同增益下获得的光谱数据进行叶绿素a和总悬浮物的反演对比,证明增益变化后,改进模型的反演平均相对误差和均方根误差均有所增加,反演精度降低,但误差仍在可接受范围内,模型稳定性整体良好。 展开更多

关键词 机载高光谱仪 金沙滩 近岸水体 叶绿素A 总悬浮物 增益

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降雨量传感器的故障诊断方法研究 被引量：6

16

作者 程曦 漆随平 +2 位作者 李志乾 崔天刚 王尼 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期89-95,共7页

降雨量的测量对气象预报及防汛减灾具有重要作用,因此当降雨量传感器发生故障时需要能快速修复。而目前应用最广泛的翻斗式降雨量传感器其故障类型多样,致使故障诊断难度大。为此,本文提出一种基于故障树理论与灰色关联法的降雨量传感... 降雨量的测量对气象预报及防汛减灾具有重要作用,因此当降雨量传感器发生故障时需要能快速修复。而目前应用最广泛的翻斗式降雨量传感器其故障类型多样,致使故障诊断难度大。为此,本文提出一种基于故障树理论与灰色关联法的降雨量传感器故障诊断新方法,采用故障树理论及灰色关联分析法建立了专家系统,通过故障知识获取、故障树建立、灰色关联度获取、知识库构建和推理机推理设计,实现了降雨量传感器的故障诊断。试验验证表明,该方法故障诊断快速准确,实现系统自动诊断替代人工检测与排查,准确率可达到90%以上,提高了降雨量传感器的诊断与维修效率。 展开更多

关键词 翻斗式 降雨量传感器 灰色关联分析 故障树 故障诊断

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基于GOCI数据的胶州湾水体透明度遥感反演及日变化研究 被引量：4

17

作者 周燕 禹定峰 +2 位作者 刘晓燕 杨倩 盖颖颖 《国土资源遥感》 CSCD 北大核心 2021年第2期108-115,共8页

透明度是描述海洋和湖泊水体光学性质的一个重要参数。利用2017年5月16日胶州湾航次的现场实测数据和GOCI卫星影像,采用2种半分析算法Doron11和Lee15对水体透明度进行反演。研究表明,Lee15算法在胶州湾海域表现较好,透明度反演值与实测... 透明度是描述海洋和湖泊水体光学性质的一个重要参数。利用2017年5月16日胶州湾航次的现场实测数据和GOCI卫星影像,采用2种半分析算法Doron11和Lee15对水体透明度进行反演。研究表明,Lee15算法在胶州湾海域表现较好,透明度反演值与实测值之间的决定系数为0.98,均方根误差为0.02 m。选择当日8幅GOCI影像,利用Lee15算法反演获得胶州湾水体透明度日变化的时空分布特征。空间分布上,海域整体透明度较低(0~4 m),从湾内到湾外透明度呈现出逐渐增大的趋势。时间变化上,湾内水体透明度的变化受潮汐影响明显,湾外和湾口的变化由太阳天顶角主导,海域平均水体透明度的变化由太阳天顶角和潮汐共同作用。根据各采样点实测水体透明度与现场同步测量的其他环境因子的统计分析,胶州湾水体透明度的变化是多个环境因子共同作用的结果,与水深存在较强的正相关,相关系数达0.84,与其他环境因子均呈负相关关系。 展开更多

关键词 透明度 GOCI影像 半分析算法 日变化 环境因子

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基于荧光法的明场海水叶绿素传感器设计 被引量：4

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作者 景超 曹煊 吴宁 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期581-586,共6页

叶绿素是海洋生态环境监测的重要指标,是预测"赤潮"、"绿潮"的最直接参数。针对海水叶绿素信号微弱,且易受环境光干扰的难题,本文基于互相关原理设计的正交数字锁相放大器,实现了对叶绿素微弱荧光信号提取和环境光... 叶绿素是海洋生态环境监测的重要指标,是预测"赤潮"、"绿潮"的最直接参数。针对海水叶绿素信号微弱,且易受环境光干扰的难题,本文基于互相关原理设计的正交数字锁相放大器,实现了对叶绿素微弱荧光信号提取和环境光屏蔽。通过该方法设计的叶绿素原位传感器,检出限0.023μg/L,精密度1%,最大测量误差在2μg/L以内,传感器在动态范围内(0~200μg/L)线性度为0.999 6,与日本亚力克AAQ171型叶绿素传感器的长期现场对比,优于AAQ171型叶绿素传感器且具有较高的可靠性、灵敏度及分辨率等性能,可广泛应用于海洋浮标、台站等生态监测平台。 展开更多

关键词 传感器 荧光检测 锁相放大 叶绿素

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基于荧光猝灭溶解氧传感器的校准方法研究 被引量：4

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作者 张颖 张颖颖 +3 位作者 袁达 张云燕 吴丙伟 冯现东 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期88-93,共6页

溶解氧是海洋水质监测的常规关键参数,基于荧光猝灭原理研制的溶解氧传感器具有准确度高、稳定性好和可长期在线测量等优点,已经被广泛用于海水溶解氧浓度监测。针对传感器可能发生的数据漂移和显著偏差可能造成的准确度问题,本文设计... 溶解氧是海洋水质监测的常规关键参数,基于荧光猝灭原理研制的溶解氧传感器具有准确度高、稳定性好和可长期在线测量等优点,已经被广泛用于海水溶解氧浓度监测。针对传感器可能发生的数据漂移和显著偏差可能造成的准确度问题,本文设计了一套专门的校准装置和校准方法。通过严格控制校准水体的温度和溶解氧浓度,测量待校准传感器和参比传感器的相移、温度和溶解氧浓度数据,拟合获取传感器校准系数,实现对光学溶解氧传感器的单个多点校准。传感器校准值与参比值偏差在±8μmol·L^(–1)以内。实验室和海水现场比测结果显示,校准结果达到传感器性能指标要求。此校准装置及方法并不局限于光学溶解氧传感器,具有良好的推广价值。 展开更多

关键词 溶解氧传感器 荧光猝灭 校准

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原位海水总磷总氮传感器的微光信号检测电路设计 被引量：2

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作者 吴宁 马海款 +6 位作者 曹煊 褚东志 张述伟 张盈盈 张颖 张丽 张天鹏 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2019年第8期1-3,共3页

为实现海水原位总磷总氮传感器的微光信号检测,设计了基于正交同步检波功能的电路,分别对完全消解、显色后的海水样品进行不同波长条件下分光光度测量。对不同波长LED进行调制和信号的I/V转换,正交同步检波电路完成微光信号检测;经A/D转... 为实现海水原位总磷总氮传感器的微光信号检测,设计了基于正交同步检波功能的电路,分别对完全消解、显色后的海水样品进行不同波长条件下分光光度测量。对不同波长LED进行调制和信号的I/V转换,正交同步检波电路完成微光信号检测;经A/D转换,低通滤波电路后输入单片机进行处理;通过数字滤波算法进行平滑降噪处理,实现原位海水总磷总氮传感器的微光信号检测。实验表明:基于该电路的传感器具有精度高、稳定性好,抗干扰能力强、功耗低等优点。 展开更多

关键词 传感器 总磷总氮 光信号 同步检波 分光光度

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