2021年 第43卷 第12期
2021, 43(12): 1-14.
doi: 10.12284/hyxb2021163
摘要:
基于椭圆型拉格朗日拟序结构（elliptic Lagrangian Coherent Structures, eLCSs）可以提取出黑洞涡旋，它具有较强的输运能力并且随流场长时间运动后仍保持连贯，类似于海洋中的“黑洞”，故被称为黑洞涡旋。本文基于地转流速度场数据，针对西太平洋中一个典型的黑洞涡旋（Eddy A）使用eLCSs的方法提取涡旋边界，并进行分析研究。利用海表温度、海表盐度和叶绿素浓度数据分析验证Eddy A水平方向上物质输运的连贯性；使用Argo浮标得到的不同深度的温度、盐度和溶解氧数据对Eddy A垂直方向的物质相干性进行分析验证。通过分析证明，在较长的时间尺度上，黑洞涡旋边界较欧拉涡旋边界的连贯性更强，能更加客观地描述物质输运。
基于椭圆型拉格朗日拟序结构（elliptic Lagrangian Coherent Structures, eLCSs）可以提取出黑洞涡旋，它具有较强的输运能力并且随流场长时间运动后仍保持连贯，类似于海洋中的“黑洞”，故被称为黑洞涡旋。本文基于地转流速度场数据，针对西太平洋中一个典型的黑洞涡旋（Eddy A）使用eLCSs的方法提取涡旋边界，并进行分析研究。利用海表温度、海表盐度和叶绿素浓度数据分析验证Eddy A水平方向上物质输运的连贯性；使用Argo浮标得到的不同深度的温度、盐度和溶解氧数据对Eddy A垂直方向的物质相干性进行分析验证。通过分析证明，在较长的时间尺度上，黑洞涡旋边界较欧拉涡旋边界的连贯性更强，能更加客观地描述物质输运。
2021, 43(12): 15-25.
doi: 10.12284/hyxb2021173
摘要:
有效波高是描述海浪的关键参数。欧洲中期天气预报中心（ECMWF）提供的ERA-Interim再分析数据提供了全球海浪的有效波高，本文选取该数据在台湾海峡2013年3月份的有效波高结果，分别与浮标观测数据以及海浪数值模式SWAN （Simulating Waves Nearshore）的数值模拟结果相对比，来分析其预报效果。结果显示：在浮标点，ERA-Interim数据和SWAN模拟浪高数据与浮标浪高数据的时间相关系数分别为0.94和0.98，ERA-Interim数据的浪高均值约为浮标的51%，为SWAN模拟数据的70%。在台湾海峡区域，ERA-Interim数据与SWAN模拟浪高之间的空间异常相关系数（ACC）月均值为0.51，时序ACC曲线显示，一般在海峡东北口风初起时刻ACC值最小，在风吹遍海峡并增长的过程中，ACC迅速增加，在风速达到最大值之后，ACC开始下降，但ERA-Interim数据与SWAN数值模拟结果在整个海峡区域的浪高最大值与最小值分布位置基本一致。综合分析，ERA-Interim数据能够反映台湾海峡区域此时间段的有效波高的时空变化趋势，在数值上有明显低估。
有效波高是描述海浪的关键参数。欧洲中期天气预报中心（ECMWF）提供的ERA-Interim再分析数据提供了全球海浪的有效波高，本文选取该数据在台湾海峡2013年3月份的有效波高结果，分别与浮标观测数据以及海浪数值模式SWAN （Simulating Waves Nearshore）的数值模拟结果相对比，来分析其预报效果。结果显示：在浮标点，ERA-Interim数据和SWAN模拟浪高数据与浮标浪高数据的时间相关系数分别为0.94和0.98，ERA-Interim数据的浪高均值约为浮标的51%，为SWAN模拟数据的70%。在台湾海峡区域，ERA-Interim数据与SWAN模拟浪高之间的空间异常相关系数（ACC）月均值为0.51，时序ACC曲线显示，一般在海峡东北口风初起时刻ACC值最小，在风吹遍海峡并增长的过程中，ACC迅速增加，在风速达到最大值之后，ACC开始下降，但ERA-Interim数据与SWAN数值模拟结果在整个海峡区域的浪高最大值与最小值分布位置基本一致。综合分析，ERA-Interim数据能够反映台湾海峡区域此时间段的有效波高的时空变化趋势，在数值上有明显低估。
2021, 43(12): 26-37.
doi: 10.12284/hyxb2021105
摘要:
本文采用SODA3.4.2再分析数据和POP2海洋模式研究了季风转换期间（春季和秋季）热带印度洋经向热输运异常（Meridional Heat Transport Anomaly, MHTA）的年际变异特征。春季MHTA存在两个主要模态，即一致模态和辐合辐散模态：一致模态表现为热带印度洋上层一致的向北输运，受热带印度洋海温一致模相关的赤道反对称风场（赤道以北/南为东北风/西北风异常）调控；辐合辐散模态则呈现关于赤道对称的表层辐散次表层辐合特征，受控于赤道以南的热带西南印度洋和副热带东南印度洋海温偶极子。然而，秋季MHTA仅表现为辐合辐散模态，受到印度洋偶极子期间赤道东风和赤道外反气旋式风应力异常影响。此外，POP2敏感性试验也验证了印度洋海温模态影响下异常风场对MHTA的调控作用，即反对称的风引起一致向北的MHTA，赤道东风异常引起MHTA表层辐散、次表层辐合现象。因此，热带印度洋海气耦合模态年际变化对印度洋上层热量再分配有着重要的意义。
本文采用SODA3.4.2再分析数据和POP2海洋模式研究了季风转换期间（春季和秋季）热带印度洋经向热输运异常（Meridional Heat Transport Anomaly, MHTA）的年际变异特征。春季MHTA存在两个主要模态，即一致模态和辐合辐散模态：一致模态表现为热带印度洋上层一致的向北输运，受热带印度洋海温一致模相关的赤道反对称风场（赤道以北/南为东北风/西北风异常）调控；辐合辐散模态则呈现关于赤道对称的表层辐散次表层辐合特征，受控于赤道以南的热带西南印度洋和副热带东南印度洋海温偶极子。然而，秋季MHTA仅表现为辐合辐散模态，受到印度洋偶极子期间赤道东风和赤道外反气旋式风应力异常影响。此外，POP2敏感性试验也验证了印度洋海温模态影响下异常风场对MHTA的调控作用，即反对称的风引起一致向北的MHTA，赤道东风异常引起MHTA表层辐散、次表层辐合现象。因此，热带印度洋海气耦合模态年际变化对印度洋上层热量再分配有着重要的意义。
2021, 43(12): 38-49.
doi: 10.12284/hyxb2021179
摘要:
基于1982–2019年美国国家海洋和大气管理局最优插值海表温度资料，运用多种统计方法分析了渤、黄海海洋热浪（频次、持续时间、强度）的时空分布特征及与之相关的环流背景。结果表明：（1）海洋热浪具有一定的区域性差异，更强、更持久和更多的海洋热浪多集中在渤海和北黄海海区；（2）近38年来，渤、黄海海洋热浪变化趋势也具有明显的区域性差异，频次、年平均持续时间、年平均平均强度和最大强度总体呈增多、增强趋势，但朝鲜半岛沿岸海域没有显著变化，这与该地区的平均海温变化密切相关；（3）根据日平均海表面温度将海洋热浪分为中等、强、严重和极端4种等级，结果表明，除极端海洋热浪外，其他3种不同等级海洋热浪发生频次和增长趋势均存在显著的地理差异，中等强度海洋热浪在渤、黄海所有区域均频次偏多且有显著的增加趋势，而强和严重海洋热浪主要集中在我国的渤海海域，但渤、黄海区域极端海洋热浪几乎没有发生；（4）就渤、黄海区域平均而言，38年间，共发生83次海洋热浪，平均每年2.2次；海洋热浪具有明显的季节差异，不同等级强度的海洋热浪的多发季节均在夏季；（5）合成分析结果表明，夏季渤、黄海海洋热浪与大气环流密切相关，当从高层到低层贝加尔湖区域上空表现为大范围的相当正压结构的暖性高压异常时，盛行的下沉运动和高空西北气流，带来了晴朗的天气和更多的地面净太阳短波辐射，有利于渤、黄海海洋热浪的形成和维持。
基于1982–2019年美国国家海洋和大气管理局最优插值海表温度资料，运用多种统计方法分析了渤、黄海海洋热浪（频次、持续时间、强度）的时空分布特征及与之相关的环流背景。结果表明：（1）海洋热浪具有一定的区域性差异，更强、更持久和更多的海洋热浪多集中在渤海和北黄海海区；（2）近38年来，渤、黄海海洋热浪变化趋势也具有明显的区域性差异，频次、年平均持续时间、年平均平均强度和最大强度总体呈增多、增强趋势，但朝鲜半岛沿岸海域没有显著变化，这与该地区的平均海温变化密切相关；（3）根据日平均海表面温度将海洋热浪分为中等、强、严重和极端4种等级，结果表明，除极端海洋热浪外，其他3种不同等级海洋热浪发生频次和增长趋势均存在显著的地理差异，中等强度海洋热浪在渤、黄海所有区域均频次偏多且有显著的增加趋势，而强和严重海洋热浪主要集中在我国的渤海海域，但渤、黄海区域极端海洋热浪几乎没有发生；（4）就渤、黄海区域平均而言，38年间，共发生83次海洋热浪，平均每年2.2次；海洋热浪具有明显的季节差异，不同等级强度的海洋热浪的多发季节均在夏季；（5）合成分析结果表明，夏季渤、黄海海洋热浪与大气环流密切相关，当从高层到低层贝加尔湖区域上空表现为大范围的相当正压结构的暖性高压异常时，盛行的下沉运动和高空西北气流，带来了晴朗的天气和更多的地面净太阳短波辐射，有利于渤、黄海海洋热浪的形成和维持。
2021, 43(12): 50-59.
doi: 10.12284/hyxb2021003
摘要:
随着北半球冰盖的发育，全球气候环境发生了显著变化。太平洋经向翻转流（PMOC）对全球海洋热量分配和大气CO2在深海的封存起举足轻重的作用，但是关于PMOC与北半球冰盖的形成之间的关系还欠缺研究。本文收集了太平洋海山富钴结壳的Nd同位素记录，通过对比不同区域Nd同位素记录的演化特征，分析风尘输入、水团演化等因素对Nd同位素记录的影响，探讨了太平洋经向翻转流演化及其与全球气候变化之间的关系，认为北太平洋深层水下沉的停滞和亚洲风尘输入增加可能是导致深层水Nd同位素从距今3～4 Ma开始降低的原因。同时，因北太平洋深层水下沉停滞，PMOC改组，使得更多的CO2在深水封存，从而对全球气候变冷和北半球冰盖形成产生了积极的贡献。
随着北半球冰盖的发育，全球气候环境发生了显著变化。太平洋经向翻转流（PMOC）对全球海洋热量分配和大气CO2在深海的封存起举足轻重的作用，但是关于PMOC与北半球冰盖的形成之间的关系还欠缺研究。本文收集了太平洋海山富钴结壳的Nd同位素记录，通过对比不同区域Nd同位素记录的演化特征，分析风尘输入、水团演化等因素对Nd同位素记录的影响，探讨了太平洋经向翻转流演化及其与全球气候变化之间的关系，认为北太平洋深层水下沉的停滞和亚洲风尘输入增加可能是导致深层水Nd同位素从距今3～4 Ma开始降低的原因。同时，因北太平洋深层水下沉停滞，PMOC改组，使得更多的CO2在深水封存，从而对全球气候变冷和北半球冰盖形成产生了积极的贡献。
2021, 43(12): 60-69.
doi: 10.12284/hyxb2021077
摘要:
大陆岛入海沉积物通量（Qs）信息对于精确解译大陆架沉积记录的研究是个重要补充。针对如何估算大陆岛Qs的科学问题，本文以中国东南部海域的8 227个大陆岛为例，提出了一种基于邻近大陆中小型河流Qs的经验公式计算大陆岛Qs的解决方案。该方案在实施时需设置两个假定，即大陆岛的Qs法则遵循邻近大陆中小河流的Qs法则和可将1个大陆岛当作1个河流流域计算其Qs。结果表明：（1）经验公式计算的大陆岛Qs为其最小估计值；如考虑大陆岛流域的具体情况，实际的Qs值会稍微增加，但其增幅不超过n0.13（n为流域数量）；（2）经验公式能获取大陆岛Qs的大致数量级信息；大陆岛的总面积为4 418.49 km2，对应Qs的数量级为106 t/a，与邻近大陆中型河流入海通量的数量级相当；（3）在大河河口湾充填阶段完成以前，大陆岛沉积物是内陆架泥质沉积体的主要物源之一。因此，大陆岛入海沉积物会对大陆架沉积体系的形成和演化造成一定程度的影响，需引起研究人员的高度重视。
大陆岛入海沉积物通量（Qs）信息对于精确解译大陆架沉积记录的研究是个重要补充。针对如何估算大陆岛Qs的科学问题，本文以中国东南部海域的8 227个大陆岛为例，提出了一种基于邻近大陆中小型河流Qs的经验公式计算大陆岛Qs的解决方案。该方案在实施时需设置两个假定，即大陆岛的Qs法则遵循邻近大陆中小河流的Qs法则和可将1个大陆岛当作1个河流流域计算其Qs。结果表明：（1）经验公式计算的大陆岛Qs为其最小估计值；如考虑大陆岛流域的具体情况，实际的Qs值会稍微增加，但其增幅不超过n0.13（n为流域数量）；（2）经验公式能获取大陆岛Qs的大致数量级信息；大陆岛的总面积为4 418.49 km2，对应Qs的数量级为106 t/a，与邻近大陆中型河流入海通量的数量级相当；（3）在大河河口湾充填阶段完成以前，大陆岛沉积物是内陆架泥质沉积体的主要物源之一。因此，大陆岛入海沉积物会对大陆架沉积体系的形成和演化造成一定程度的影响，需引起研究人员的高度重视。
2021, 43(12): 70-81.
doi: 10.12284/hyxb2021171
摘要:
基于崖州湾海域141个表层沉积物粒度分析数据，研究表层沉积物的粒级组分、粒度参数及其沉积动力环境特征。结果表明，研究区底质类型主要有泥质砂质砾、砾质泥质砂、砂、粉砂质砂、砂质粉砂和粉砂6种，砂质粉砂分布最为广泛；粒径总体趋势表现为自北向南由细变粗再变细的NEE条带状分布特征，分选系数总体偏高，反映了该区复杂的物源和水动力条件。运用Flemming三角图式，结合粒度象、研究区物源、水动力条件及地形特征，将研究区划分为3个沉积环境：近岸主要受控于波浪掀沙和搬运作用，粒径较细，表现为波控沉积特征；中部主要受控于径流、波浪和潮流共同作用，粒径粗，分选差，表现为河口沉积特征；南部主要受控于潮流输沙作用，波浪作用减弱，粒径细，分选相对较好，表现为相对低能的沉积环境。沉积物输移趋势分析显示研究区中西部为一沉积物汇聚中心，近岸侵蚀物质、宁远河输运物质以及外海潮流输运物质均向该处运移。
基于崖州湾海域141个表层沉积物粒度分析数据，研究表层沉积物的粒级组分、粒度参数及其沉积动力环境特征。结果表明，研究区底质类型主要有泥质砂质砾、砾质泥质砂、砂、粉砂质砂、砂质粉砂和粉砂6种，砂质粉砂分布最为广泛；粒径总体趋势表现为自北向南由细变粗再变细的NEE条带状分布特征，分选系数总体偏高，反映了该区复杂的物源和水动力条件。运用Flemming三角图式，结合粒度象、研究区物源、水动力条件及地形特征，将研究区划分为3个沉积环境：近岸主要受控于波浪掀沙和搬运作用，粒径较细，表现为波控沉积特征；中部主要受控于径流、波浪和潮流共同作用，粒径粗，分选差，表现为河口沉积特征；南部主要受控于潮流输沙作用，波浪作用减弱，粒径细，分选相对较好，表现为相对低能的沉积环境。沉积物输移趋势分析显示研究区中西部为一沉积物汇聚中心，近岸侵蚀物质、宁远河输运物质以及外海潮流输运物质均向该处运移。
2021, 43(12): 82-91.
doi: 10.12284/hyxb2021183
摘要:
通过物理模型实验给出了沙坝海岸丁坝附近交叉波浪场形成的裂流沿裂流槽水深平均速度剖面中心线的垂向分布，研究了各个测量断面上横向速度、纵向速度以及速度矢量沿水深的分布特征。研究分析了沿岸方向驻波节腹点和裂流槽相对位置的影响以及规则波和不规则波结果的差异，得到了裂流速度时均值和时变值的结果。结果表明，纵向速度在不同的时间段上的平均值基本是相同的，但横向速度不是这样，其在不同时间段上的平均值在大小和正负号上都可能存在较大差别，这导致整个速度矢量在不同时间段上也表现出不同的三维分布特征。但这些不同的分布也存在着共同点，即沿水深速度矢量大部分存在着向丁坝方向偏转，这反映了丁坝存在的影响。特别是，纵向速度沿水深分布都可以采用统一的幂函数表达。
通过物理模型实验给出了沙坝海岸丁坝附近交叉波浪场形成的裂流沿裂流槽水深平均速度剖面中心线的垂向分布，研究了各个测量断面上横向速度、纵向速度以及速度矢量沿水深的分布特征。研究分析了沿岸方向驻波节腹点和裂流槽相对位置的影响以及规则波和不规则波结果的差异，得到了裂流速度时均值和时变值的结果。结果表明，纵向速度在不同的时间段上的平均值基本是相同的，但横向速度不是这样，其在不同时间段上的平均值在大小和正负号上都可能存在较大差别，这导致整个速度矢量在不同时间段上也表现出不同的三维分布特征。但这些不同的分布也存在着共同点，即沿水深速度矢量大部分存在着向丁坝方向偏转，这反映了丁坝存在的影响。特别是，纵向速度沿水深分布都可以采用统一的幂函数表达。
2021, 43(12): 92-101.
doi: 10.12284/hyxb2021175
摘要:
离岸流是近岸流的重要组成部分，当波浪受到特殊海滩地形的影响，会形成一股沿着离岸方向运动的高速水流，能够迅速将人带离海岸，对海滨安全造成威胁。为了深入探究离岸流的形成机理及水动力学特性，本文基于二阶Stokes波浪理论，采用了更为光滑的变截面沙坝模型，通过流体体积法捕捉自由液面，对离岸流进行三维数值模拟探究。本文重点分析了离岸流产生时流场的瞬时速度、时均速度、压强等不同参量的分布规律，结果显示在沙坝和海岸线之间，有一对方向相反的水循环体系；对比不同流层离岸流的速度，了解到波浪与离岸流的耦合作用；并探究了入射波波高对离岸流强度及分布区域的影响，深化了对离岸流水动力学过程的认识。
离岸流是近岸流的重要组成部分，当波浪受到特殊海滩地形的影响，会形成一股沿着离岸方向运动的高速水流，能够迅速将人带离海岸，对海滨安全造成威胁。为了深入探究离岸流的形成机理及水动力学特性，本文基于二阶Stokes波浪理论，采用了更为光滑的变截面沙坝模型，通过流体体积法捕捉自由液面，对离岸流进行三维数值模拟探究。本文重点分析了离岸流产生时流场的瞬时速度、时均速度、压强等不同参量的分布规律，结果显示在沙坝和海岸线之间，有一对方向相反的水循环体系；对比不同流层离岸流的速度，了解到波浪与离岸流的耦合作用；并探究了入射波波高对离岸流强度及分布区域的影响，深化了对离岸流水动力学过程的认识。
2021, 43(12): 102-110.
doi: 10.12284/hyxb2021181
摘要:
基于考虑根茎影响的近岸植物消波实验，对边界层的最大剪切力特性进行了研究。利用前人提出的规则波下含植物水流的边界层流速计算公式，探究了单独根和根茎组合两种植物模型的边界层最大剪切力特性，分析了两种模型的剪切力的沿程变化、植物对剪切力衰减特性的影响，拟合了衰减系数的公式。研究表明，波浪在通过植物带时，剪切力会出现一定幅度增大，随后逐渐降低。植物对剪切力的消减效果随入射波高的增大而增大，且茎有助于根群对边界层最大剪切力的消减作用，其消减系数的范围为0.06~0.61，拟合的公式更加适用于水深较浅的情况。
基于考虑根茎影响的近岸植物消波实验，对边界层的最大剪切力特性进行了研究。利用前人提出的规则波下含植物水流的边界层流速计算公式，探究了单独根和根茎组合两种植物模型的边界层最大剪切力特性，分析了两种模型的剪切力的沿程变化、植物对剪切力衰减特性的影响，拟合了衰减系数的公式。研究表明，波浪在通过植物带时，剪切力会出现一定幅度增大，随后逐渐降低。植物对剪切力的消减效果随入射波高的增大而增大，且茎有助于根群对边界层最大剪切力的消减作用，其消减系数的范围为0.06~0.61，拟合的公式更加适用于水深较浅的情况。
2021, 43(12): 111-121.
doi: 10.12284/hyxb2021103
摘要:
本文首先对合成孔径雷达（SAR）海浪成像中的3种调制（倾斜调制、流体力学调制与速度聚束调制）的影响进行了对比分析，结果显示：速度聚束调制对SAR图像的影响最为显著。另外，由于SAR图像中固有相干斑噪声的存在，较低波数范围的噪声难以滤除或抑制，利用经典MPI方法反演海浪谱会造成低波数范围谱值偏大。基于此，本文借鉴经典MPI海浪谱反演算法，建立了基于速度聚束调制的海浪方位向斜率谱和有效波高的反演算法。通过将经典MPI方法、同极化调制法及本文算法等3种海浪反演方法所得有效波高与浮标数据进行比较，结果显示：本文方法反演得到的海浪有效波高与浮标数据获得的有效波高之间的均方误差为0.79 m，为3种方法中最小。
本文首先对合成孔径雷达（SAR）海浪成像中的3种调制（倾斜调制、流体力学调制与速度聚束调制）的影响进行了对比分析，结果显示：速度聚束调制对SAR图像的影响最为显著。另外，由于SAR图像中固有相干斑噪声的存在，较低波数范围的噪声难以滤除或抑制，利用经典MPI方法反演海浪谱会造成低波数范围谱值偏大。基于此，本文借鉴经典MPI海浪谱反演算法，建立了基于速度聚束调制的海浪方位向斜率谱和有效波高的反演算法。通过将经典MPI方法、同极化调制法及本文算法等3种海浪反演方法所得有效波高与浮标数据进行比较，结果显示：本文方法反演得到的海浪有效波高与浮标数据获得的有效波高之间的均方误差为0.79 m，为3种方法中最小。
2021, 43(12): 122-132.
doi: 10.12284/hyxb2021185
摘要:
水下移动平台行动时需要1～3个月左右海洋数值预测预报结果，但是当前数值预报技术受对应的气象驱动场预报时效的限制，难以提供10 d以上的数值预报产品。鉴于海水在动力热力上具有较大的惯性，海洋内区有其自身的演化规律，本研究设计了一种基于演化算符的统计预测方法，利用历史卫星遥感资料构建海洋状态变量中长期演化矩阵，并结合惯性预报模型，构建了最终的南海海洋中长期统计预报模型，能够提供1～60 d逐日的南海海面高度异常预测结果，开展数值试验验证了该方法的有效性，结果表明，在起报后15 d内，预报结果与卫星资料的相关系数均大于0.8，在起报60 d内，相关系数仍高于0.6。
水下移动平台行动时需要1～3个月左右海洋数值预测预报结果，但是当前数值预报技术受对应的气象驱动场预报时效的限制，难以提供10 d以上的数值预报产品。鉴于海水在动力热力上具有较大的惯性，海洋内区有其自身的演化规律，本研究设计了一种基于演化算符的统计预测方法，利用历史卫星遥感资料构建海洋状态变量中长期演化矩阵，并结合惯性预报模型，构建了最终的南海海洋中长期统计预报模型，能够提供1～60 d逐日的南海海面高度异常预测结果，开展数值试验验证了该方法的有效性，结果表明，在起报后15 d内，预报结果与卫星资料的相关系数均大于0.8，在起报60 d内，相关系数仍高于0.6。
2021, 43(12): 133-143.
doi: 10.12284/hyxb2021169
摘要:
水边线法是潮间带地形遥感反演的重要方法。针对常规水边线方法在应用于地形多变的岸外沙洲潮间带数字高程模型（DEM）构建中出现的水边线交叉和缺乏表现潮沟微地形特征的问题，本文提出了一种增强型地形遥感构建方法：首先通过潮位排序，筛选出具有正确高程变化趋势、空间分离的水边线；然后对筛选过程中水边线位置相近的影像组按像元计算改进的归一化差值水体指数并进行均值序列合成，提取出合成海陆边界线，二者共同构建出初始的潮间带DEM；进一步利用低潮期的潮沟边界线和中线生成潮沟DEM，通过潮沟镶嵌处理，最终获得可表达滩面微地形起伏的潮滩DEM。该方法在江苏岸外辐射沙洲中部核心区域的模拟应用表明，对比4条验证剖面的平均结果，高程平均绝对误差为0.43 m，均方根误差为0.54 m，相关系数（r）为0.75，模拟高程与验证高程在剖面起伏形态变化方面具有良好的一致性，同时模拟DEM的空间破碎度小，能够反映更多的细节地形特征。该方法可为利用多源遥感数据构建考虑微地形变化的高精度潮间带地形DEM提供新的思路。
水边线法是潮间带地形遥感反演的重要方法。针对常规水边线方法在应用于地形多变的岸外沙洲潮间带数字高程模型（DEM）构建中出现的水边线交叉和缺乏表现潮沟微地形特征的问题，本文提出了一种增强型地形遥感构建方法：首先通过潮位排序，筛选出具有正确高程变化趋势、空间分离的水边线；然后对筛选过程中水边线位置相近的影像组按像元计算改进的归一化差值水体指数并进行均值序列合成，提取出合成海陆边界线，二者共同构建出初始的潮间带DEM；进一步利用低潮期的潮沟边界线和中线生成潮沟DEM，通过潮沟镶嵌处理，最终获得可表达滩面微地形起伏的潮滩DEM。该方法在江苏岸外辐射沙洲中部核心区域的模拟应用表明，对比4条验证剖面的平均结果，高程平均绝对误差为0.43 m，均方根误差为0.54 m，相关系数（r）为0.75，模拟高程与验证高程在剖面起伏形态变化方面具有良好的一致性，同时模拟DEM的空间破碎度小，能够反映更多的细节地形特征。该方法可为利用多源遥感数据构建考虑微地形变化的高精度潮间带地形DEM提供新的思路。
2021, 43(12): 144-151.
doi: 10.12284/hyxb2021091
摘要:
基于自适应增强算法（AdaBoost）结合极限学习机（ELM），通过迭代、调整、优化ELM分类器之间的权值，从而构建了具有强鲁棒性、高精度的ELM-AdaBoost强分类器，增强了现有的ELM分类器的稳定性。以珠江口海区侧扫声呐图像为实验数据，对礁石、砂、泥3类典型底质进行分类识别，该方法的平均分类精度超过90%，优于单一ELM分类器的平均分类精度85.95%，也优于LVQ、BP等传统分类器，且在分类所耗时间上也远少于传统分类器。实验结果表明，本文构建的ELM-AdaBoost方法可有效应用于海底声学底质分类，可满足实时底质分类的需求。
基于自适应增强算法（AdaBoost）结合极限学习机（ELM），通过迭代、调整、优化ELM分类器之间的权值，从而构建了具有强鲁棒性、高精度的ELM-AdaBoost强分类器，增强了现有的ELM分类器的稳定性。以珠江口海区侧扫声呐图像为实验数据，对礁石、砂、泥3类典型底质进行分类识别，该方法的平均分类精度超过90%，优于单一ELM分类器的平均分类精度85.95%，也优于LVQ、BP等传统分类器，且在分类所耗时间上也远少于传统分类器。实验结果表明，本文构建的ELM-AdaBoost方法可有效应用于海底声学底质分类，可满足实时底质分类的需求。
2021, 43(12): 152-160.
doi: 10.12284/hyxb2021177
摘要:
近岸海域悬浮颗粒物的分布与扩散对水体生态环境、海岸地貌演变、水产养殖以及海岸工程等有重要影响。由于刁口河流路的改道，黄河三角洲北部成为强烈侵蚀岸段，揭示该区域的悬浮物浓度变化特征和规律是防护工程安全维护的基础。利用经良好检验的模型反演近岸海域悬浮物浓度，Landsat-8和Sentinel-2卫星影像反演结果的交叉验证表明，基于两种传感器反演的悬浮物浓度具有较强的一致性，两种卫星数据可以结合使用。研究区近岸海域悬浮物浓度季节变化明显，冬季和春季悬浮物浓度较高，夏季较低，秋季是悬浮物浓度从低向高转换的季节。冬、春季该区域风浪较大，在波浪掀沙和潮流输沙的联合作用下，底床泥沙强烈再悬浮，是形成悬浮物的主要来源，丁坝群的修建也在一定程度上改变了悬浮物的时空分布。
近岸海域悬浮颗粒物的分布与扩散对水体生态环境、海岸地貌演变、水产养殖以及海岸工程等有重要影响。由于刁口河流路的改道，黄河三角洲北部成为强烈侵蚀岸段，揭示该区域的悬浮物浓度变化特征和规律是防护工程安全维护的基础。利用经良好检验的模型反演近岸海域悬浮物浓度，Landsat-8和Sentinel-2卫星影像反演结果的交叉验证表明，基于两种传感器反演的悬浮物浓度具有较强的一致性，两种卫星数据可以结合使用。研究区近岸海域悬浮物浓度季节变化明显，冬季和春季悬浮物浓度较高，夏季较低，秋季是悬浮物浓度从低向高转换的季节。冬、春季该区域风浪较大，在波浪掀沙和潮流输沙的联合作用下，底床泥沙强烈再悬浮，是形成悬浮物的主要来源，丁坝群的修建也在一定程度上改变了悬浮物的时空分布。
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