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海洋环境监测数据异常及缺失处理方法研究进展
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作者 刘岩 钊煜鹏 +2 位作者 刘凤庆 孔祥峰 马然 《应用海洋学学报》 北大核心 2025年第2期388-401,共14页
海洋环境监测是指通过各类海洋环境监测仪器对海水中的叶绿素a、海水表面温度、溶解氧、营养盐(总磷、总氮等)等参数实现长期连续监测,对探究海洋规律、保护生态环境具有重要作用。然而,受到复杂的海洋环境及各类监测仪器的局限性等影响... 海洋环境监测是指通过各类海洋环境监测仪器对海水中的叶绿素a、海水表面温度、溶解氧、营养盐(总磷、总氮等)等参数实现长期连续监测,对探究海洋规律、保护生态环境具有重要作用。然而,受到复杂的海洋环境及各类监测仪器的局限性等影响,原始监测数据,尤其是实时原位采集到的连续监测数据往往存在数据异常、数据缺失等严重影响数据质量的问题。为获取高质量的海洋环境监测数据,对原始监测数据进行预处理是一种必要的手段。本文从产生数据质量问题的原因出发,对数据质量的两个典型问题(数据异常、数据缺失)展开分析,总结了近年来海洋环境监测数据异常及缺失问题的处理方法研究进展,包括数学模型分析方法、统计学分析方法、频域方法和时域方法、机器学习方法等。通过比较各种数据预处理方法的原理、适用性、优势、缺陷等方面,对集成模型的进一步研究、检测时效性的提升、模型对数据的自适应性及现场处理能力等问题提出了建议性的展望。总体来说,传统的预处理方法大多依靠人工主观建模或总结经验规律,实现对异常数据的识别和缺失数据的填补,对于平稳性、规律性较好的数据效果明显,但对数据中的突变、连续异常等情况处理能力较差;新兴的预处理方法通过引入分解方法、机器学习、深度学习等智能算法,不仅能够掌握数据的长期规律特征,而且通过更深层次的学习对小尺度的变化特征充分挖掘,能够识别数据.长期连续异常,并通过数据预测准确识别突变数据,完成对数据缺失部分的填补。然而,智能算法的引入仍然存在许多限制,比如训练数据不足、最优参数获取较为困难、对硬件算力的高需求等。海洋环境监测数据预处理方法将随着芯片科技、智能算法等前沿科技的突破,朝着高精度、低模型复杂度、高终端部署能力等方面发展。 展开更多
关键词 海洋环境监测 数据预处理 异常检测 数据缺失填充
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基于文献计量分析的海洋观探测仪器技术发展态势研究
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作者 厉运周 王超越 +4 位作者 郑良 徐学友 王军成 漆随平 高杨 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期98-110,共13页
海洋观探测技术是海洋科学和技术的重要组成部分,对预警海洋灾害、开发海洋资源和空间、保护海洋环境、维护海洋权益、加强国防建设非常重要,海洋观探测仪器的研发是海洋观探测技术发展的重要基础和支撑。本文以Web of Science为数据统... 海洋观探测技术是海洋科学和技术的重要组成部分,对预警海洋灾害、开发海洋资源和空间、保护海洋环境、维护海洋权益、加强国防建设非常重要,海洋观探测仪器的研发是海洋观探测技术发展的重要基础和支撑。本文以Web of Science为数据统计源,基于战略咨询智能支持系统(ISS)平台和CiteSpace工具,通过文献计量和可视化分析,从发文量、涉及学科、作者、机构、关键词等方面对1998—2022年海洋观探测仪器技术论文进行了统计分析,总结了当前海洋观探测仪器技术领域的研究态势和研究热点,得出以下结论:(1)近10余年海洋观探测仪器技术研究呈快速增长趋势。虽然中国在该领域起步较晚,但发展迅速,2018年后发文量稳居世界第一,top 10高被引论文作者有3位是中国学者,中国研究学者在该领域具有较高影响力。但是发文量top 10机构多为美国研究机构,top 10高产作者中尚无中国学者,中国在该领域科研机构和研究人员的影响力和竞争力方面还需继续提高。(2)从词云聚类分析结果看,该领域全球研究热点集中在无人机、地磁仪、微波辐射计、海表温度和水色研究上。需要注意的是,ocean sensor关联词多为聚类分析关键词,表明海洋传感器是该领域的研究重点。从研究重点演变上看,中国在该领域研究虽然起步晚,但研究跟踪能力强,主题演变转移较快,有一定的热点引领作用。 展开更多
关键词 海洋观探测仪器技术 文献计量 可视化分析 研究态势
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我国海洋观测仪器设备体系化发展研究 被引量:6
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作者 彭伟 厉运周 +2 位作者 高艳波 薛彩霞 王军成 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期88-100,共13页
海洋观测仪器设备是国家海洋综合实力的重要体现,是确保业务化海洋观测网有效运行的重要手段。虽然近年来我国海洋观测仪器设备在海洋观测网建设中发挥了重要作用,但与世界先进海洋国家相比仍存在一定差距。本文以海洋发展需求为牵引,... 海洋观测仪器设备是国家海洋综合实力的重要体现,是确保业务化海洋观测网有效运行的重要手段。虽然近年来我国海洋观测仪器设备在海洋观测网建设中发挥了重要作用,但与世界先进海洋国家相比仍存在一定差距。本文以海洋发展需求为牵引,建立了天空基、岸基、海基、海底基的多层级海洋观测仪器设备体系框架;梳理了我国各类海洋观测仪器设备的发展现状,阐述了我国海洋观测仪器设备发展在体系建设、传感器建设、测试验证平台、标准等方面存在的问题,提出了加大装备国产化研发力度、建立评价标准和方法、开展现场比测及加强高技术成果应用建议,为我国业务化海洋观测网建设发展提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 海洋观测 仪器设备 体系建设 观测网 建设策略
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海流探测仪器与技术研究现状及展望
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作者 康文慧 徐东昕 +3 位作者 赵强 曲轶 张文 谢栋樑 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期68-77,共10页
精准、实时的海流数据是海洋资源开发与利用、海洋科学研究等方面的重要输入参数之一。海流探测仪器按照测量原理主要分为机械式、电磁式、声学多普勒式和声学时差式4类传统海流计,以及当前结合了光纤传感等技术的新型海流计。在本文中... 精准、实时的海流数据是海洋资源开发与利用、海洋科学研究等方面的重要输入参数之一。海流探测仪器按照测量原理主要分为机械式、电磁式、声学多普勒式和声学时差式4类传统海流计,以及当前结合了光纤传感等技术的新型海流计。在本文中,作者从探测原理、优缺点、应用领域、发展现状等方面对传统海流计与光纤类海流计进行了梳理与总结,展望了未来海流探测仪器的发展趋势,并提出了一种基于连续时差法的光致超声测流方法。旨在对海流计的开发与研究提供借鉴与参考,在增进海洋探测技术的发展、加快实施海洋强国战略中具有一定的意义。 展开更多
关键词 海流探测 机械式海流计 电磁式海流计 声学式海流计 光纤类海流计
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基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器
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作者 刘兆坤 杜大伟 +5 位作者 赵强 陈东营 惠力 张文 孙鹏 郭风祥 《光子学报》 北大核心 2025年第4期150-161,共12页
波浪的实测数据对海浪模型校准、海上生产实践以及海洋灾害预防具有重要作用。提出了一种基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器,实现对海洋波浪高度的实时测量。采用有限元分析对传感器结构进行优化设计,并对传感器的测量原理... 波浪的实测数据对海浪模型校准、海上生产实践以及海洋灾害预防具有重要作用。提出了一种基于光纤布拉格光栅的压力式海洋波浪高度传感器,实现对海洋波浪高度的实时测量。采用有限元分析对传感器结构进行优化设计,并对传感器的测量原理进行理论分析。通过标定实验可知该波浪高度传感器的压力灵敏度为-9.486 nm/MPa,有效测量量程为0~0.3 MPa。针对传统零线提取方法存在的零点遗漏问题,提出了基于平滑先验方法的波浪零线选取方法,实现零点动态选择,该方法在复杂海洋条件下表现出更好的适用性。外场实验结果表明,该波浪高度传感器各波高特征值的变化趋势与SBF3-2型波浪浮标的测量结果一致,两者相关系数均高于0.85,验证了光纤布拉格光栅海洋波浪高度传感器的可行性。该传感器具有水下无源、抗电磁干扰、信号传输速度快的特点,可为近岸波高测量提供一种新的光学测量方法,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 波高传感器 压力测量 海岸监测 海洋波浪
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基于浮标的水下目标探测研究进展及展望
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作者 王军成 孔庆霖 +5 位作者 厉运周 郑良 杨英东 刘世萱 陈世哲 殷敬伟 《海洋学报》 北大核心 2025年第2期1-14,共14页
水下目标探测是我国“透明海洋”工程的重要组成部分。但是由于水下环境复杂多变,实现精确高效的水下目标探测依然存在很大难度。作为跨界面的海上固定平台,浮标是构建全方位立体化的综合探测网络的重要组成部分,能够同时满足海洋关键... 水下目标探测是我国“透明海洋”工程的重要组成部分。但是由于水下环境复杂多变,实现精确高效的水下目标探测依然存在很大难度。作为跨界面的海上固定平台,浮标是构建全方位立体化的综合探测网络的重要组成部分,能够同时满足海洋关键位置的全天候监控并实现实时信息传输,对更加准确实时的水下目标信息获取手段进行补充。本文在总结现有基于浮标的水下目标探测方法的基础上,对光学探测、电磁探测、通信中继等水下目标探测和信息传输技术进行了介绍,并结合浮标应用特点对相关技术进行了梳理和分析,以期对基于浮标的水下目标探测技术的研究及应用提供有益的启发和借鉴。 展开更多
关键词 海洋浮标 水下目标探测 通信中继
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海洋颗粒有机碳浓度水色遥感研究进展 被引量:9
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作者 王桂芬 曹文熙 +3 位作者 殷建平 周雯 孙兆华 杨倩 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期48-56,共9页
颗粒有机碳(POC)是海洋碳循环研究的一个重要参数,采用水色遥感技术反演颗粒有机碳浓度为大时空尺度监测海洋碳循环过程提供了重要手段。从基础数据采集入手,简要总结了当前颗粒有机碳样品采样方法及误差影响因素;针对颗粒有机碳水色遥... 颗粒有机碳(POC)是海洋碳循环研究的一个重要参数,采用水色遥感技术反演颗粒有机碳浓度为大时空尺度监测海洋碳循环过程提供了重要手段。从基础数据采集入手,简要总结了当前颗粒有机碳样品采样方法及误差影响因素;针对颗粒有机碳水色遥感的国内外研究进展进行了综述,深入分析了POC与生物光学参数之间的关系,对在此基础上建立起来的多种POC水色反演算法进行了归纳和分类比较;简要总结了POC水色反演在多时空尺度监测海洋生态环境中的应用。最后指出了我国海区POC水色遥感研究还存在的问题,对今后的研究工作进行了展望。 展开更多
关键词 颗粒有机碳 水色卫星遥感
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基于液压传动的海洋波浪换能系统功率解耦特性研究 被引量:1
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作者 崔晓 程永强 《机床与液压》 北大核心 2014年第23期55-59,64,共6页
海洋波浪能分布广、储量大、能流密度高,属于清洁可再生的优质能源,但由于波浪能输入功率不稳定且传动系统输入与输出功率的耦合等问题限制了其应用。分析了海洋波浪换能技术的特点和需求,提出一种基于液压传动的换能装置系统传动方案,... 海洋波浪能分布广、储量大、能流密度高,属于清洁可再生的优质能源,但由于波浪能输入功率不稳定且传动系统输入与输出功率的耦合等问题限制了其应用。分析了海洋波浪换能技术的特点和需求,提出一种基于液压传动的换能装置系统传动方案,该方案应用液压变压器的原理通过对变压网络到恒压网络的转换,实现了传动系统输入与输出的功率解耦,同时并联大容量蓄能器吸收系统中的压力和流量脉动,从而得到系统不同工况下的平稳、恒速输出。建立了该传动系统的数学模型并进行了仿真研究,结果表明:该系统可以为实现海洋波浪换能装置恒频、稳压的发电要求提供一种可能。 展开更多
关键词 波浪换能 功率解耦 液压传动系统
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应用于海洋时间序列沉积物捕获器控制系统方法研究
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作者 王秀芬 杜立彬 +4 位作者 吴承璇 李正宝 张浩 曲君乐 吕斌 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期90-93,共4页
提出了一种海洋沉积物捕获器控制系统的软/硬件设计方案。该方案采用低功耗的硬件结构,多种冗余技术的软件设计,满足了沉积物捕获器在海底可长达1 a的低功耗、自动定时采集沉积物样品的要求。经过实验,该控制系统运行可靠,采样瓶切换控... 提出了一种海洋沉积物捕获器控制系统的软/硬件设计方案。该方案采用低功耗的硬件结构,多种冗余技术的软件设计,满足了沉积物捕获器在海底可长达1 a的低功耗、自动定时采集沉积物样品的要求。经过实验,该控制系统运行可靠,采样瓶切换控制准确,运行数据记录完整,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 沉积物捕获器 低功耗 自动控制
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全球变暖停滞期间海洋次表层增温机制研究 被引量:1
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作者 许卓弈 刘浩 +1 位作者 林霄沛 吴德星 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-8,共8页
全球变暖停滞期间,海洋表层升温速度减缓,同时次表层出现增温现象。针对变暖停滞期的海洋热含量垂向再分配机制,本研究基于海洋再分析产品ECCO4以及Ishii次表层温度数据集、NCEP2、卫星高度计数据等观测资料,采用新的诊断方法评估绝热... 全球变暖停滞期间,海洋表层升温速度减缓,同时次表层出现增温现象。针对变暖停滞期的海洋热含量垂向再分配机制,本研究基于海洋再分析产品ECCO4以及Ishii次表层温度数据集、NCEP2、卫星高度计数据等观测资料,采用新的诊断方法评估绝热和非绝热过程对海洋热含量变化率垂向结构与水平空间分布的影响。结果显示,2002—2011年期间,沿等密面、跨等密面非绝热垂向热通量的变化主要发生在热带外海域,且呈现正负相抵的状态。相反,风驱动的绝热调整对垂向净热通量的改变起主导作用。因此,在全球变暖停滞期间,海洋热含量的垂向再分配主要归因于风驱动而非扩散过程。1993—2011年北大西洋副极地海盆区风应力旋度变化率主要为负值,一方面不利于正风应力旋度引起的向上热输送,另一方面加强了负风应力旋度导致的向下热输运,这一现象解释了该海域次表层内海洋热含量的增加和温度的升高。 展开更多
关键词 全球变暖停滞 海洋热含量 垂向热输运 风应力旋度
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我国海洋生态灾害应急管理机制建设的对策研究 被引量:2
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作者 梁军 吕婧 刘岩 《绿色科技》 2017年第18期14-17,共4页
指出了海洋生态环境灾害在一定区域范围内破坏了海洋生态环境,对海洋经济的健康发展造成了影响。但由于我国海洋灾害应急保障机制不够健全,应急预案系统不完善,导致海洋生态灾害在预报、预警、处置和救援等环节存在问题,因此,优化完善... 指出了海洋生态环境灾害在一定区域范围内破坏了海洋生态环境,对海洋经济的健康发展造成了影响。但由于我国海洋灾害应急保障机制不够健全,应急预案系统不完善,导致海洋生态灾害在预报、预警、处置和救援等环节存在问题,因此,优化完善海洋生态灾害应急管理体制已成为我国海洋生态环境管理工作中亟需解决的问题之一。分析了当前我国海洋生态灾害应急管理机制的现状及存在的问题,介绍了国外发达国家先进的应急管理体系建设经验,并结合我国海洋生态灾害应急管理工作的实际,提出了现阶段我国海洋生态灾害应急管理机制建设的对策建议。 展开更多
关键词 海洋生态灾害 应急管理机制 监测预报 应急救援
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我国海洋监测仪器装备发展分析及展望 被引量:23
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作者 王军成 孙继昌 +9 位作者 刘岩 刘世萱 张颖颖 陈世哲 漆随平 王波 厉运周 曹煊 高杨 郑良 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2023年第3期42-52,共11页
海洋监测仪器装备是关心海洋、认识海洋、经略海洋的基础保障和重要前提,虽然我国海洋监测仪器装备技术水平与业务化应用近年来进步显著,但相比海洋发达国家仍在“卡脖子”技术、关键设备研制方面存在一定差距。本文从全球海洋立体观测... 海洋监测仪器装备是关心海洋、认识海洋、经略海洋的基础保障和重要前提,虽然我国海洋监测仪器装备技术水平与业务化应用近年来进步显著,但相比海洋发达国家仍在“卡脖子”技术、关键设备研制方面存在一定差距。本文从全球海洋立体观测网、国家近海业务化观测系统、海洋环境监测探测技术与核心装备3个层面着手,辨识并剖析了我国海洋监测仪器装备的发展需求,梳理了我国海洋监测仪器装备发展现状;对标国际先进水平,阐述了我国海洋监测仪器装备在政策及机制体制、原始创新与基础科研、共性关键技术、技术标准及测试、国产化与产业化等方面存在的问题,进一步展望了相关领域的重点发展方向。提出了构建海洋监测仪器创新体系、壮大海洋监测仪器产业、建设海洋公共试验基础设施等建议,可为我国业务化海洋立体监测体系发展研究提供参考。 展开更多
关键词 海洋监测 仪器装备 全球海洋立体观测 近海业务化观测
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主成分分析和连续投影融合的海洋沉积物粒度分类研究 被引量:5
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作者 贾宗潮 王子鉴 +3 位作者 李雪莹 邱慧敏 侯广利 范萍萍 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3075-3080,共6页
海洋沉积物的粒度研究有助于了解人类活动对自然环境的影响。将主成分分析(PCA)和连续投影算法(SPA)融合能够综合利用两种光谱特征提取方法的优势,获得比单一特征提取方法更丰富的特征波长,实现无关特征和干扰信息的剔除,最大限度减少... 海洋沉积物的粒度研究有助于了解人类活动对自然环境的影响。将主成分分析(PCA)和连续投影算法(SPA)融合能够综合利用两种光谱特征提取方法的优势,获得比单一特征提取方法更丰富的特征波长,实现无关特征和干扰信息的剔除,最大限度减少特征信息的丢失,有利于沉积物粒度的分析。以青岛市东大洋村潮间带表层32份沉积物为例,将海洋沉积物划分为0.3~0.2、0.2~0.1、0.1~0.075和<0.075 mm四个不同粒径的沉积物样品,分别测定不同粒径的32份沉积物的可见-近红外反射光谱,共计128条光谱。将128条光谱数据分别以2∶1,1∶1和1∶2的比例划分建模集和检验集进行分析;采用主成分分析和连续投影融合算法(FOPAS)提取不同粒径沉积物的特征光谱,利用支持向量机算法建立粒径分类模型。结果显示,对2∶1、1∶1、1∶2比例的数据集,融合算法检验集正确率分别为83.33%、82.81%、75.29%,仅在2∶1比例下正确率低于连续投影算法检验集的正确率90.47%,其余正确率相对于单一特征提取算法均有显著的提高,表明使用融合算法提取特征光谱建立的分类模型在训练集样本量少,粒径清晰的条件下,其分类模型相较于单独使用两个特征提取算法的模型更具有优势。采用基于主成分分析和连续投影融合算法的海洋沉积物粒度分类模型,能够提高海洋沉积物粒度分类结果的正确率,建立正确率更高的粒度分类模型,对快速粒度分类提供了解决方法。 展开更多
关键词 海洋沉积物 粒度分类 主成分分析 连续投影算法 融合算法
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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
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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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海洋资料浮标姿态信息测量技术研究现状及发展趋势 被引量:4
15
作者 王军成 厉运周 +3 位作者 杨英东 刘世萱 孔庆霖 郑良 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1239-1247,共9页
海洋资料浮标在海洋环境监测、预警预报、防灾减灾、资源开发、海上交通、渔业生产、军事活动保障等方面具有重要作用,是海洋立体监测体系的重要组成部分。世界主要沿海国家和国际组织都极为重视海洋浮标技术的发展。海上观测过程中,浮... 海洋资料浮标在海洋环境监测、预警预报、防灾减灾、资源开发、海上交通、渔业生产、军事活动保障等方面具有重要作用,是海洋立体监测体系的重要组成部分。世界主要沿海国家和国际组织都极为重视海洋浮标技术的发展。海上观测过程中,浮标随风、浪、流等作用产生复杂运动。浮标复杂运动的精确观测离不开浮标姿态信息测量技术的发展。浮标姿态信息,不仅是浮标及其搭载设备工作安全性可靠性评价的重要参考,也是浮标测量数据实时精准校正的重要保障。因此,浮标姿态测量技术具有重要的研究价值和应用价值。文章从工程实际的技术需求出发,对浮标姿态信息测量技术的研究现状、技术难点以及发展趋势等方面进行了梳理和总结,以期对研发新一代智能浮标观测技术提供有益启发和借鉴。 展开更多
关键词 海洋资料浮标 姿态测量 全球导航卫星系统 微惯性测量单元 数据校正
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基于可见-近红外光谱技术的海洋沉积物剖面垂直分层研究
16
作者 贾宗潮 王子鉴 +3 位作者 刘凯 李雪莹 邱慧敏 范萍萍 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期77-78,共2页
以南海沉积物剖面为研究对象,将沉积物剖面样品,按物理层次差异分为上层、中层、下层,分别测定沉积物的可见-近红外光谱与总碳、总氮含量。分别使用全局建模和分类建模的策略建立光谱分层模型,结果表明分类建模的结果比全局建模具有更... 以南海沉积物剖面为研究对象,将沉积物剖面样品,按物理层次差异分为上层、中层、下层,分别测定沉积物的可见-近红外光谱与总碳、总氮含量。分别使用全局建模和分类建模的策略建立光谱分层模型,结果表明分类建模的结果比全局建模具有更高的分层正确率。表明使用无监督聚类方法结合机器学习算法策略,建立的不同子集的分层模型能够建立更优的垂直分层模型,实现沉积物垂直方向的快速分层。 展开更多
关键词 可见-近红外光谱技术 分类建模 垂直分层模型 竞争性自适应采样 密度峰值聚类
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基于高光谱仪与光谱仪模型共享的海洋沉积物碳含量速测的研究
17
作者 王子鉴 贾宗潮 +3 位作者 李雪莹 邱慧敏 侯广利 范萍萍 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期111-112,共2页
实验室光谱仪和高光谱相机是两种获取物质光谱图像的仪器,两种仪器在实际应用方面各有优势且应用范围广泛。本文以光谱仪为主仪器,高光谱相机为从仪器,通过实验室光谱仪和高光谱相机之间的模型转移来实现对海洋沉积物碳含量快速预测。... 实验室光谱仪和高光谱相机是两种获取物质光谱图像的仪器,两种仪器在实际应用方面各有优势且应用范围广泛。本文以光谱仪为主仪器,高光谱相机为从仪器,通过实验室光谱仪和高光谱相机之间的模型转移来实现对海洋沉积物碳含量快速预测。结果显示,当使用数据标准化处理光谱数据,且校正集和检验集的比例为3∶1,使用PDS-DMP-S/B模型转移算法进行模型转移时,建模结果的R^(2)_(P)值为0.69,达到了比较理想的建模结果,为海洋沉积物碳含量从点到面的预测提供了一种新的、快捷的方法。 展开更多
关键词 可见-近红外光谱 海洋沉积物 高光谱仪 模型转移 碳含量速测
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基于蒙特卡罗效率刻度方法的海洋原位放射性监测技术研究
18
作者 任国兴 厉运周 +1 位作者 张颖颖 刘东彦 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期142-146,154,共6页
目前海洋的放射性监测受到越来越多的关注,针对海洋原位放射性监测技术中的探测器效率刻度难题,本文采用蒙特卡罗方法对NaI(Tl)探测器进行了模拟研究,建立了NaI(Tl)探测器的仿真模型,模拟了不同能量下的探测曲线,完成了对探测器的效率... 目前海洋的放射性监测受到越来越多的关注,针对海洋原位放射性监测技术中的探测器效率刻度难题,本文采用蒙特卡罗方法对NaI(Tl)探测器进行了模拟研究,建立了NaI(Tl)探测器的仿真模型,模拟了不同能量下的探测曲线,完成了对探测器的效率刻度并拟合了效率刻度曲线。在此基础上,本文给出了NaI(Tl)探测器的设计原理、构成及封装方法,并在青岛海域对研制的探测器进行了海上试验。海上试验显示,蒙特卡罗方法模拟的数据与海上试验数据有很好的一致性。研究结果表明,使用本研究的方法可有效解决放射性测量仪器的效率刻度难题,方便测量仪器的现场快速布放。 展开更多
关键词 放射性 效率刻度 蒙特卡罗 原位 海洋
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飞秒激光直写光纤光栅进展及光谱优化方法研究 被引量:1
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作者 朱玉雪 陈东营 +1 位作者 赵强 曲轶 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2101-2110,共10页
光纤光栅传统的制备方法为紫外曝光法和CO_(2)激光法。紫外曝光法具有操作简单,容易对准等优势,但通常需要对光纤进行载氢增敏处理且高温下折射率调制容易被擦除,难以在极端环境下实现应用价值。CO_(2)激光法通常用于长周期光纤光栅的制... 光纤光栅传统的制备方法为紫外曝光法和CO_(2)激光法。紫外曝光法具有操作简单,容易对准等优势,但通常需要对光纤进行载氢增敏处理且高温下折射率调制容易被擦除,难以在极端环境下实现应用价值。CO_(2)激光法通常用于长周期光纤光栅的制备,测量灵敏度容易受到高温的影响。针对传统光纤光栅制备方法存在的问题,飞秒激光刻写技术随之出现,大致被分为飞秒激光直写法、飞秒激光全息干涉法和飞秒激光相位掩模法。其中,飞秒激光直写法具备刻写效率高、脉冲能量要求低等特点,还能根据传感需求调制中心波长、光栅间距、光栅长度等。此外,飞秒激光直写法的实验装置简单,不需要相位掩膜板控制光栅周期。飞秒激光直写的光纤光栅具有折射率调制灵活、高温性能好、机械强度高等优点,已在传感器、激光器等多种光学器件中广泛应用。文章简要介绍飞秒激光直写光纤光栅的工作原理及典型写制方法,总结了飞秒激光逐点、逐线、逐面三种直写方法的国内外研究进展;从制备效率、光谱质量等方面对比分析了三种直写方法的优缺点;详细分析和讨论了光谱优化方法,包括激光脉冲能量、光栅长度、光纤类型、光束整形和光栅切趾,为获得高反射峰、窄3 dB带宽、低插入损耗的高质量光纤光栅奠定基础。最后展望了飞秒激光直写光纤光栅的发展趋势和应用前景。 展开更多
关键词 光纤光栅 飞秒激光直写法 光谱优化
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黄渤海沉积物有机碳光谱分析在不同仪器间的差异
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作者 范萍萍 李雪莹 +2 位作者 邱慧敏 侯广利 刘岩 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期52-55,共4页
光谱仪作为可见-近红外光谱分析核心工具,对于光谱分析的影响还有待深入研究。这里,以黄渤海沉积物为研究对象,利用安捷伦Cary 5000、 ASD FieldSpec 4、海洋光学QEPro三种光谱仪,研究有机碳含量的反射光谱及其光谱分析在不同光谱仪间... 光谱仪作为可见-近红外光谱分析核心工具,对于光谱分析的影响还有待深入研究。这里,以黄渤海沉积物为研究对象,利用安捷伦Cary 5000、 ASD FieldSpec 4、海洋光学QEPro三种光谱仪,研究有机碳含量的反射光谱及其光谱分析在不同光谱仪间的差异。其中,Cary 5000为室内台式光谱仪,FieldSpec 4和QEPro是便携式光谱仪;QEPro只能采集200~1 000 nm的反射率,而且反射率在三种光谱仪中最高;Cary 5000和FieldSpec 4能够采集完整的可见-近红外反射率(350~2 500 nm),光谱曲线几乎完全一致,尤其是近红外部分,但Cary 5000采集的反射率高于FieldSpec 4。三种光谱仪的光谱分析能力也存在显著差异,其中,Cary 5000的光谱分析能力最强,其光谱模型具有很强的预测能力,建模集r^(2)高达0.99,验证集r^(2)高达0.86,均方根误差(RMSE)在建模集和验证集分别为0.04、 0.11,相对分析偏差(RPD)高达2.6,显示了对黄渤海沉积物有机碳强大的预测能力。FieldSpec 4的建模集r^(2)很高,达到0.98,但验证集r^(2)仅为0.56, RMSE从建模集的0.06降为预测集的0.19, RPD仅为1.4,显示在黄渤海沉积物有机碳的预测中准确度很低。QEPro的建模集和验证集r^(2)都很低,分别为0.75、 0.59, RMSE保持稳定,均为0.18, RPD刚超出1.5(RPD=1.6),显示在黄渤海沉积物有机碳的预测上具有一定的准确度。可见,室内光谱仪比便携式光谱仪具有更强的光谱分析能力,可能是因为室内光谱仪的配置更好。同为便携式光谱仪,在黄渤海沉积物有机碳的光谱分析方面,QEPro具有和FieldSpec 4一样的光谱分析能力,甚至在稳定性上更好。由于QEPro的价格相对低廉,因此在室外沉积物/土壤碳氮光谱分析中,具有更好的性价比。该研究深入比较了不同光谱仪在相同样品的光谱分析中的差异,为不同研究的光谱分析及其模型转移提供了有效参考。 展开更多
关键词 海洋沉积物 黄渤海 光谱分析 光谱仪 海洋光学
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