顾纵棋[1]（2016）在《基于数字图像处理的海冰参数识别与统计分析》文中提出海冰是一种常见自然情况,在全球气候及海洋生态系统中均扮演着十分重要的角色。在海冰存在区域,极易出现浮冰,浮冰在风和海流作用下,具有较高速度,对极区、副极区和高纬度寒区海域的海上钻井平台、渔业养殖、船舶航行和人类活动带来严重的影响。然而,随着科技发展及极区蕴含丰富的自然资源,人类对于寒区利用和开发的活动呈现出上升的趋势,例如商用或科研考察航行和寒区海岸基础建设等,尤其是近海油田的开发,更是趋于常态。为了保障寒区作业的安全,从20世纪50年代开始针对海冰的物理力学性质、海冰漂移轨迹、海冰生消等方面进行了一系列研究。现行海冰监测主要包括：沿岸基础力学实验、油气作业区现场定点监测、无人机航测和破冰船监测。其中,基于海洋平台的现场定点监测具有误差小、范围广、连续性好、准确性高等优点,为冰期油气平台正常运转提供了及时可靠的现场海冰数据。我国自1990年开始对渤海油气田开发以来,在JZ20-2海洋平台上逐渐发展了健全了海冰现场监测系统,主要包括：海冰数字图像监测系统、海冰雷达监测系统、卫星遥感监测系统,对该海域的海冰速度、密集度、冰厚进行了系统、长期的现场监测,同时通过振动探头、应力盒、气象仪等设备完成对油气平台结构的冰激振动、冰荷载及该海域的气象、水文要素进行同步监测。为了更好的分析海冰在JZ20-2海域的漂移轨迹,本文在2012-2013年冬季,对JZ20-2海域的海冰漂移轨迹采用了全冰期雷达定点监测。通过海冰雷达图像处理系统进行处理,得到了该海域每隔10 min的海冰冰速与冰流向,共采集有效数据样本6883组。在此监测数据基础上,可对该海域冰速的概率分布进行统计分析,并确定不同天气条件下的海冰漂移轨迹,为合理的通过现场监测数据预测该海域海冰漂移行为提供了依据。本文通过对海冰卫星遥感图像研究,从中可以准确的提取出卫星遥感图像中的海冰浮冰位置、尺寸、密集度等信息,该系统采用去噪、腐蚀、图像二值化等算法,可以为渤海海冰的数值计算提供相应的海冰信息,通过数据库完成对海冰边界的提取工作。为了更好提取海冰参数,同时与雷达提取海冰数据对应,本文针对JZ20-2海域海冰现场图像监测的10年数据,得到该海域近十年的总冰期、有效冰期、各年的海冰情况,对JZ20-2平台附近海冰参数概率密度统计,得到该海域历年的海冰工况。同时,专门统计了2009-2010年海冰参数与平台振动之间关系,为该海域冬季采油平台安全作业提供相应的参考。除此之外,本文针对第32次南极科考的机会,在“雪龙”号安装了图像采集装置,对沿途的海冰信息进行记录。通过海冰图像密集度提取软件对沿途的海冰密集度信息进行提取,得到了沿途海冰密集度信息,为南极科考积累的大量信息。
王安良[2]（2014）在《基于强度试验和立体监测的海冰离散元模型及工程应用》文中认为作为一种自然现象,海冰在大气和海洋作用下呈现出复杂的热力-动力过程,并约占全球海洋表面的10%。在海冰覆盖区域,冰盖往往处于不稳定状态,并容易破碎形成浮冰块。浮冰在风和海流的作用下可以达到快速的漂移速度,并且漂移方向不断转换。这增加了海冰监测和数值预报的难度,给寒区海上油气作业、船舶航行、渔业养殖和科学研究等带来很大的威胁。然而,随着全球气候的变暖与能源供应的紧张,人们在寒区的活动呈现不断增加的趋势。海冰无疑增加了人们在该区域活动的工程复杂性。如何应对不利的海冰环境进而保证人们活动的安全性与经济性,将是拓展寒区开发空间需要面对的新挑战。本文以海冰物理力学性质试验与不同尺度上海冰要素（厚度、密集度与速度）的立体监测为基础,分析工程海冰的力学性质,研究海冰要素的动力特性。利用符合蓄能方式的海冰热力学数值方法与反映海冰非连续分布特性的离散单元方法,建立了海冰数值预测的高精度数值模型。在以上研究的基础上,本文进一步研发了用于油气作业区海冰管理的工程海冰数值模拟和预报系统。本文工作主要包括以下研究内容：首先,通过环渤海沿岸海冰的物理力学性质试验分析了海冰弯曲强度、单轴压缩强度与侧限压缩强度的影响因素,并重点确立了海冰强度在多因素影响下的基本特性；在此基础上,给出了海冰强度在应力速率与卤水体积（为冰温和盐度的函数）影响下的分布规律。此外,利用外包络线方法给出了极限条件下压缩强度的分布函数,并分析了侧限应力对海冰压缩强度的影响；最后分析了海冰单轴压缩、弯曲和剪切强度在卤水体积和应力速率影响下的统一表征形式。其次,针对渤海海冰的动力学特性,以海洋油气平台为依托建立了海冰现场监测和雷达图像采集分析系统,并与卫星遥感图像相结合实现了对海冰动力要素的立体监测。以此为基础,分析了局地海冰密集度、浮冰面积、海冰流速和海冰断裂等海冰要素及其动力学行为的演化规律,增强了对海冰动力学行为的深入理解。通过对辽东湾JZ20-2海域的冰速统计分析,发现该海域的冰速概率密度符合瑞利分布,而海冰漂移方向则符合双峰正态概率密度分布,且海冰速大小与方向相关性较小。利用局地海域平均速度的概念,给出了在潮流、风等外力作用下海冰漂移轨迹的变化规律,为合理地利用监测数据短期预测海冰漂移行为提供了依据。通过对海冰卫星图像的数字化分析,提取了离散分布冰块的尺寸参数,统计发现冰块的有效直径符合Gamma分布。然后,在对渤海海冰热力学与动力学方程参数化的基础上,利用符合蓄能方式的热力学数值方法对底面与表层的海冰生消过程进行计算,并建立了考虑海冰辐散与积聚过程的海冰离散单元动力学模型。在对海冰热传导方程进行数值离散时,利用能量原理来换算因海冰的生消变化而引起的网格变动,进一步讨论了海冰热力与动力要素耦合作用过程中的动态网格。利用经典的旋风场数值试验、规则边界条件下海冰运动行为和海冰稳定状态下的厚度解析解,论证了离散单元方法在海冰动力学模拟中的适用性与数值精度。在采用FVCOM模型计算得到渤海水动力要素的基础上,对渤海海冰动力过程进行了离散单元方法的数值模拟,并通过辽东湾JZ20-2海域实测海冰数据验证了离散元模型的可靠性。在辽东湾JZ20-2海域海冰现场监测的基础上,对冰激锥体海洋平台结构的振动响应与海冰参数进行了统计分析。将其与海洋平台结构的有限元模型、简化动力学方法进行了对比,为分析海洋平台结构的冰振响应提供了参考依据。在集成海冰物理力学性质、海冰立体监测、海冰热力学与动力学、海冰离散元模型和冰激结构响应分析等研究成果的基础上,研发了工程海冰数值模拟和预报系统。将该系统在渤海辽东湾冬季油气作业区的海冰管理中进行了初步应用,并通过海洋平台结构的冰振响应现场测量数据进行了验证。该工程海冰数值模拟和预报系统将有助于对油气作业区海冰条件的精确预报,有助于提升冰期海洋平台结构的冰害预警能力。最后,对本论文的主要研究内容进行了总结,并对后续研究的主要问题进行了讨论和展望。
季顺迎,陈晓东,刘煜,唐茂宁,刘宗勋,王宇新[3]（2013）在《基于油气平台的海冰雷达监测图像处理及冰速测量》文中认为对海冰的运动规律进行精确、连续和长周期的实时监测有助于海冰热力学和动力学的研究,也可保障冰区生产活动的安全进行。针对辽东湾海冰的运动特点和工程需求,在JZ20-2油气平台上建立了海冰雷达监测系统。采用数字图像处理技术对海冰雷达监测图像进行了分析和软件开发,可对海冰密集度、速度和冰块面积等海冰参数进行提取。采用该海冰雷达监测系统和数字图像处理软件,在2011-2012年冬季对该海域的海冰运动规律进行了全冰期的连续监测,在此基础上重点对海冰速度的雷达图像监测结果进行了分析,讨论了海冰速度场分布以及连续48h的变化过程。以上结果为海冰的生消运移规律研究和油气作业区的海冰管理工作提供了可靠的现场监测数据。对海冰雷达现场监测及数字图像处理中的问题及改进方法进行了讨论。
沈丽兰[4]（2010）在《冰区溢油雷达监测技术研究》文中认为随着对海洋全球性地开发以及近年来频繁的海冰灾害,冰区溢油的防治已经引起了全球的关注。在我国,渤海海域每年冬季发生的海冰灾害对该海域的海上石油工程、船舶运输、沿岸人民群众的生活以及该海域的环境都带来了不同程度的影响。它不仅能够封冻港口、堵塞航道、中断交通运输,而且还能破坏港工设施,撞毁海上过往船只及海上结构物。海冰灾害同样加大了发生冰区溢油事故的可能,而冰区溢油的防治比开阔海域溢油的防治更加困难。因此,开展冰区溢油的监测及漂移动态预报工作,对于保护海洋环境和保障航运安全都具有重要的现实意义。本论文主要通过对航海雷达采集的冰区溢油海面图像的一系列分析和处理,获取海冰及溢油的相关信息,从而实现对冰区溢油的远距离监测。通过采用小波变换建立低通滤波器去除原始图像中的有害噪声,再通过计算机编程技术对图像作分类处理,从而获取海冰及溢油的面积、分布状况、漂移速度与方向等重要参数,为冰区溢油的实时监测及进一步的漂移动态预报工作提供技术支持。主要的工作如下：（1）对采集的雷达图像作三层小波变换,去除原始图像中的噪声。同时也采用中值滤波方法对原始图像作滤波处理,二者比较发现,小波变换去噪效果更佳,对于后续的处理与分析更为有利。（2）应用图像处理技术,根据海冰雷达指纹库和油膜雷达指纹库数据,获取海冰及溢油的的分布状况,并分析每种海冰在一定时间间隔内分布状况的变化。（3）通过编制程序,分析计算每种海冰及油膜的面积、相对于监测位置的最远及最近的距离以及平均漂移速度及方向等重要数据,为冰区溢油的实时监测及进一步的漂移动态预报工作提供技术支持。（4）用VC语言设计实现程序执行及数据显示界面,使操作更加直观、便捷。
曲俊生[5]（2009）在《海冰数值模拟预报及工程应用》文中提出渤海处于北半球中纬度地带,是中国重要的油气能源基地。随着经济的发展,渤海在我国国民经济中的地位和作用日益增大。但渤海海域每年都发生不同程度的冰情,冰情直接影响着海上石油平台、船舶航行、港口海岸工程正常作业。因此为保证冰区油田稳定生产和油轮外输作业的安全,开展海冰预报和监测是十分必要的。本论文通过查阅国内外相关文献,围绕渤海结冰区海洋石油开采、船舶运输、钻井平台建设等港口工程建设过程中的海冰问题,探索了海冰监测方法与海冰预报技术,对局部的工程作业点海冰的分布及其变化、海冰漂移方向预测、速度的变化等内容进行了研究,为冰区工程点海冰预报技术提供了科学依据。根据本人连续两年冬季在渤海辽东湾JZ9-3石油平台（冰区工程作业点）海域进行雷达海冰监测及预报技术的服务,结合石油平台油轮外输作业的实际需求,本论文对海冰数值模拟预报及工程应用进行研究,工作如下:1)利用雷达图像分析技术,识别了冰区工程点海冰类型及其冰厚、密集度、分布面积等参数。2)通过实测海流资料,建立了雷达冰漂移数值跟踪预报模型,对JZ9-3石油平台结冰海区进行雷达冰漂移数值跟踪预报。3)应用PIV技术、雷达海冰技术和计算机编程技术相结合,快速进行雷达海冰漂流速度与方向的实况分析。
赵宝刚[6]（2008）在《渤海辽东湾冰区工程点雷达海冰监测和预报技术研究》文中提出由于地理环境的特点,特别是受气候的影响,渤海海域每年冬季都会发生不同程度的结冰现象。海上石油生产置身于海洋环境之中,海上开采石油的设施无时不受到海洋环境的影响和制约。海冰是冰区海洋工程的主要荷载之一,直接影响着海上油（气）田的勘探、开发和生产运营,威胁着海上工程设施以及航运的安全。从国内外大量的海冰灾害事实和我国海上石油平台被海冰推倒的海洋灾害事故当中,可以看到海冰的破坏力之大,危害之严重,同时也可以看出加强对局地海域大气—海冰—海洋相互作用机理的研究的意义之重大。随着海洋石油勘探开发事业的发展,特别是环渤海冰区油气资源的开采,对渤海油气田冬季生产过程中的海冰管理技术提出了更高的要求。为了保障冬季冰区工程点的作业和生产安全,必须对冰区工程点海冰监测和预报,为加强海洋防灾和减灾的管理、科学决策提供依据。海冰监测是认识海洋环境特征的基本手段,是冰区工程点海洋环境综合管理和预报技术业务化的基础。海冰监测与预报是一项随冰区油田开发和油气集输工程需要而发展起来的综合性生产和技术管理项目,它主要是利用各种现代科学技术手段对海冰进行监测,对冰情变化进行预测,对来自各方面的海冰数据进行处理,分析危险冰情,发布预警信息和提出应急措施,以达到冰区油田冬季安全生产和防冰减灾的目的。海洋冰区工程点冰情的监测和预报技术也是海洋学者们一直探讨研究的热点课题。本论文着重围绕渤海结冰区海洋石油开采、船舶运输、钻井平台建设等港口工程建设过程中的海冰问题,分析了海冰变化过程及海冰生消运动规律,探索了海冰监测方法与海冰预报技术,尤其是对局部的工程作业点海冰的分布及其变化、海冰厚度测量、海冰漂移方向预测、速度的变化等内容进行了深入的研究,建立了一套可以监测、预报冰情的技术方法,为冰区工程点海冰管理项目提供了重要的科学依据。根据本人冬季在渤海辽东湾JZ9-3石油平台（冰区工程作业点）海域进行雷达遥感海冰监测及预报技术的研究,该论文取得了新的突破与创新,研究成果内容如下:1)分析了冰区工程点不同类型海冰外貌及海冰运动的回波特征,采取雷达观测海冰分类、雷达测量海冰厚度、雷达测量海冰漂移技术参数,并研发了应用技术。2)通过实测海流资料,建立了雷达海冰漂移数值预报技术,实现了冰区海域的JZ9-3石油平台雷达监测海冰数值跟踪预报技术系统,提供了雷达遥感动态监测海冰实时数值图像和预报技术。3)探索了雷达从垂直方向对空气—冰表界面、冰层、冰底—海水界面微波回波特征,提取参数,研制了雷达冰厚测量仪。实现开发应用软件与计算机联机,采用实测冰厚进行标定和检验,准确率达97%以上,通过了专家评审,同时申报了获国家专利,专利号为:CN 101105395A。4)应用PIV技术、雷达监测海冰技术和计算机编程技术3种技术相结合,实现了快速雷达遥感观测海冰漂流矢量场预报业务化技术系统,在辽东湾冰区工程点海冰预报中首次应用（在国内也是首次）,达到了全天候预报流冰变化动态信息的要求。综上所述,本课题在2005～2007年度的中海海洋石油公司的渤海冬季海冰项目管理工作中,实现了冰区工程点外输油轮作业的雷达监测海冰数值分析及流冰动态信息预报,完成了海冰管理网站的建立等一系列与海冰监测相关的工作,为冬季海上冰区油田的连续生产和安全作业提供了技术支持,也为实现我国岸站固定冰观测与预报创建了新的管理系统,实现了航天卫星、飞机航测和岸站雷达三位一体相结合的立体实时监测体系,为海冰图像、数据和工程点冰情预报提供了科学技术支撑。
肖井坤,邵秘华,张勐[7]（2006）在《船载雷达海冰监测及预报技术在辽东湾冰区油轮外输作业中的应用》文中提出渤海的辽东湾是世界上典型的海湾结冰区,位于冰区中的石油平台油轮外输作业中,流冰连续不断地漂移、聚集形成堆积冰,给海上油轮的外输作业安全带来严重危害。本文概述了在国内首次利用船载雷达,在该湾冰区石油平台上,现场采用雷达海冰监测预报技术系统,进行遥感海冰数据源的获取,图像的解译和数值化处理,得到流冰类型、冰厚度、流冰密集度、流冰速度、方向、流冰漂移轨迹等要素。同时首次现场实时计算出雷达冰漂流场矢量图,并开展了雷达海冰数值跟踪预报,在冰区油轮外输作业中得到很好应用,为雷达技术对水体和海冰监测和预报、遥感应用新领域提供科学依据。
邵若莉,孙鹤泉,孙延维,王平让[8]（2003）在《全场冰漂流测量技术研究》文中进行了进一步梳理结合国内先进的航海雷达测冰技术,介绍了全场冰漂流测量技术的互相关分析原理及其Fouri er实现方法,以及冰漂流场中部分错误矢量的修正方法.利用全场冰漂流测量技术,通过对一些实测的雷达海冰图像进行互相关分析处理,获得的二维海冰漂流场的矢量分布图,充分验证了全场冰漂流测量技术的实用性和可靠性.
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 我国冰情概况 |
| 1.3 海冰监测方法 |
| 1.3.1 海冰数字图像监测系统 |
| 1.3.2 海冰雷达图像监测系统 |
| 1.3.3 海冰卫星遥感图像处理系统 |
| 1.4 本文主要工作内容 |
| 1.4.1 海冰雷达图像监测系统 |
| 1.4.2 海冰卫星遥感图像监测系统 |
| 1.4.3 基于JZ20-2海冰参数的统计分析 |
| 1.4.4 南极海冰密集度统计 |
| 2 基于辽东湾海洋平台雷达监测的海冰速度分布特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于海洋油气平台的海冰雷达监测及数字图像处理系统 |
| 2.2.1 辽东湾JZ20-2油气平台上的海冰雷达监测系统 |
| 2.2.2 海冰雷达监测的数字图像处理系统 |
| 2.3 辽东湾JZ20-2油气作业区的海冰漂移轨迹分析 |
| 2.3.1 全冰期海冰雷达连续测量 |
| 2.3.2 海冰漂移速度及流向的概率分布 |
| 2.3.3 海冰漂移速度和冰向的联合概率分布 |
| 2.3.4 不同天气条件下海冰的漂移轨迹 |
| 2.4 小结 |
| 3 基于渤海海冰卫星图像尺寸分析边界提取 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 海冰卫星遥感图像的数字图像处理方法 |
| 3.2.1 卫星遥感图像预处理 |
| 3.2.2 兴趣区域的选择 |
| 3.2.3 海冰卫星遥感图像的二值图 |
| 3.3 卫星遥感图像海冰冰块尺寸识别 |
| 3.3.1 算法介绍 |
| 3.3.2 冰块尺寸信息提取结果 |
| 3.4 小结 |
| 4 基于现场监测数据的海冰参数统计分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 JZ20-2定点监测技术 |
| 4.2.1 JZ20-2海域海冰冰厚监测方法 |
| 4.2.2 JZ20-2海域海冰冰速监测方法 |
| 4.2.3 JZ20-2海域油气平台振动监测 |
| 4.3 海冰参数统计分析 |
| 4.3.1 JZ20-2冰期分布统计 |
| 4.3.2 JZ20-2海域冰速分布特点 |
| 4.3.3 JZ20-2海域冰向分布特点 |
| 4.4 海冰参量与平台冰激振动的影响 |
| 4.4.1 JZ20-2海域冰厚对平台结构振动影响 |
| 4.4.2 JZ20-2海域冰速对平台结构振动影响 |
| 4.4.3 JZ20-2海域海冰强度对平台结构振动影响 |
| 4.4.4 JZ20-2海域海冰参数与平台结构振动之间的关系 |
| 4.5 小结 |
| 5 雪龙号南极海冰密集度 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 雪龙号第32次南极科考 |
| 5.3 海冰图像处理软件 |
| 5.4 “雪龙号”航线海域海冰密集度 |
| 5.5 小结 |
| 6 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| CONTENTS |
| 图目录 |
| 表目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 海冰动力学研究 |
| 1.2.1 海冰动力学方程 |
| 1.2.2 海冰动力学本构模型 |
| 1.3 海冰动力学数值方法 |
| 1.3.1 有限差分法 |
| 1.3.2 光滑质点流体动力学法 |
| 1.3.3 离散元方法 |
| 1.3.4 其它数值方法 |
| 1.4 海冰热力学研究 |
| 1.4.1 海冰热力学传统模型 |
| 1.4.2 海冰热力学模型的发展 |
| 1.5 海冰物理力学性质 |
| 1.5.1 海冰物理性质 |
| 1.5.2 海冰力学性质 |
| 1.6 海冰监测系统 |
| 1.6.1 极区海冰监测 |
| 1.6.2 渤海海冰监测 |
| 1.7 本文研究内容及结构 |
| 2 渤海海冰物理力学性质试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 海冰温度、盐度与卤水体积的关系 |
| 2.3 海冰单轴压缩强度试验 |
| 2.3.1 海冰单轴压缩强度试验方法 |
| 2.3.2 温度和卤水体积对海冰单轴压缩强度的影响 |
| 2.3.3 应力加载速率对海冰单轴压缩强度的影响 |
| 2.3.4 卤水体积和加载速率对海冰单轴压缩强度的综合影响 |
| 2.4 海冰弯曲强度试验 |
| 2.4.1 海冰弯曲强度试验方法 |
| 2.4.2 温度与卤水体积对海冰弯曲强度的影响 |
| 2.4.3 应力加载速率对海冰弯曲强度的影响 |
| 2.4.4 海冰弯曲强度的双因素影响分析 |
| 2.5 海冰侧限压缩强度试验 |
| 2.5.1 海冰侧限压缩的试验方法 |
| 2.5.2 卤水体积对侧限压缩强度的影响 |
| 2.5.3 侧向应力对侧限压缩强度的影响 |
| 2.5.4 加载速率的影响 |
| 2.6 卤水体积和加载速率影响下海冰强度的统一表征形式分析 |
| 2.6.1 卤水体积影响分析 |
| 2.6.2 应力速率影响分析 |
| 2.6.3 卤水体积和应力率对海冰强度的共同影响 |
| 2.7 小结 |
| 3 基于立体监测的渤海海冰动力学特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 油气作业区海冰现场监测及分析 |
| 3.2.1 海冰厚度计算 |
| 3.2.2 海冰密集度计算 |
| 3.2.3 海冰速度计算 |
| 3.2.4 现场海冰数字图像监测系统 |
| 3.2.5 渤海油气作业区全冰期海冰要素变化特征分析 |
| 3.3 海冰雷达监测及动力特征分析 |
| 3.3.1 基于渤海石油平台的雷达监测系统 |
| 3.3.2 雷达图像海冰速度计算 |
| 3.3.3 雷达图像海冰密集度计算 |
| 3.3.4 海冰雷达监测图像处理系统 |
| 3.3.5 渤海雷达监测海冰运动特性分析 |
| 3.4 基于卫星遥感监测的海冰尺寸分布特性分析 |
| 3.4.1 海冰尺寸参数提取 |
| 3.4.2 海冰DEM计算单元的划分 |
| 3.4.3 海冰尺寸分布函数研究 |
| 3.5 小结 |
| 4 海冰热力学生消模式 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 海冰的热力学过程 |
| 4.2.1 大气-海冰界面的热交换 |
| 4.2.2 海冰-海洋界面的热交换 |
| 4.2.3 海冰内部热力学过程 |
| 4.2.4 海冰表面的消融变化 |
| 4.2.5 海冰底面的生消变化 |
| 4.3 海冰热力学数值计算 |
| 4.3.1 海冰热传导方程的离散 |
| 4.3.2 渤海海冰盐度计算 |
| 4.3.3 海冰生消计算 |
| 4.4 海冰热-动力耦合方法 |
| 4.5 小结 |
| 5 渤海海冰动力学过程的离散单元方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 海冰动力学方程 |
| 5.3 海冰Mohr-Coulomb屈服准则 |
| 5.4 海冰离散单元方法 |
| 5.4.1 海冰单元间的接触模型 |
| 5.4.2 海冰单元的塑性变形 |
| 5.5 渤海海域水动力计算 |
| 5.5.1 水动力计算模型 |
| 5.5.2 渤海水动力计算网格划分 |
| 5.5.3 渤海水动力计算初边值条件 |
| 5.5.4 计算结果分析 |
| 5.6 海冰数值试验 |
| 5.6.1 变宽度水道内海冰的漂移和堆积过程 |
| 5.6.2 旋转风场作下海冰动力过程 |
| 5.7 渤海海冰动力过程的数值模拟 |
| 5.7.1 辽东湾海冰分布的演化 |
| 5.7.2 辽东湾JZ20-2油气海域的海冰参数演化 |
| 5.8 小结 |
| 6 面向锥体海洋平台结构冰振响应分析的工程海冰预报系统 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 锥体结构冰振响应分析 |
| 6.2.1 锥体结构的冰力计算 |
| 6.2.2 冰激海洋平台结构振动的有限元模型 |
| 6.2.3 平台结构的简化动力计算 |
| 6.2.4 锥体平台结构冰振响应的统计分析 |
| 6.2.5 不同分析方法的对比分析 |
| 6.3 工程海冰预报系统研究 |
| 6.3.1 海冰数值计算条件 |
| 6.3.2 气象与水文条件 |
| 6.3.3 海冰数值计算模型 |
| 6.4 在JZ20-2油气作业区的应用 |
| 6.4.1 海冰要素分布场 |
| 6.4.2 海冰要素定点预测及应用 |
| 6.4.3 辽东湾JZ20-2 MUQ平台冰激响应分析及验证 |
| 6.5 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 本文结论 |
| 7.2 创新点摘要 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 引言 |
| 2 基于油气平台的海冰雷达监测系统 |
| 3 海冰现场监测的雷达数字图像处理系统及参数识别 |
| 3.1 海冰速度的雷达图像识别 |
| 3.2 海冰密集度的雷达图像识别 |
| 3.3 浮冰块面积的雷达图像识别 |
| 4 基于海冰雷达监测图像的海冰流速分析 |
| 4.1 海冰速度场分布 |
| 4.2 冰速的连续变化 |
| 5 结论 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 渤海海冰概况 |
| 1.2.1 海冰冰型分类 |
| 1.2.2 渤海海冰冰期 |
| 1.2.3 2009-2010年冬季渤海海冰灾害概况 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 图像处理概述 |
| 1.5 小波分析概述 |
| 1.6 论文的研究内容和结构安排 |
| 第二章 小波变换理论基础 |
| 2.1 小波变换的演变过程 |
| 2.1.1 傅立叶变换 |
| 2.1.2 短时傅立叶变换 |
| 2.1.3 小波变换 |
| 2.2 连续小波变换 |
| 2.3 离散小波变换 |
| 2.4 小波变换的多分辨分析和Mallat算法 |
| 2.4.1 多分辨分析的概念 |
| 2.4.2 正交小波基的构造 |
| 2.4.3 Mallat算法 |
| 2.5 二维图像的小波变换 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 雷达图像的去噪处理 |
| 3.1 数字图像的基本概念 |
| 3.2 基于小波变换的图像去噪理论 |
| 3.2.1 小波去噪的基础理论 |
| 3.2.2 基于小波变换去噪处理的几种方法 |
| 3.3 原始雷达图像的小波去噪处理 |
| 3.3.1 图像灰度化 |
| 3.3.2 小波去噪处理 |
| 3.3.3 其他方法去噪结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 信息的获取与分析 |
| 4.1 海冰信息的获取与分析 |
| 4.1.1 分布状况 |
| 4.1.2 面积及距离 |
| 4.1.3 漂移速度 |
| 4.2 溢油信息的获取和分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究生履历 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 课题的确立 |
| 1.3 本课题主要的研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 海冰数值模拟预报方法的介绍 |
| 2.1 工程点海冰预报研究方法 |
| 2.1.1 统计学的概念与方法 |
| 2.1.2 物理海洋学的概念与方法 |
| 2.2 海冰数值模拟预报技术 |
| 2.2.1 工程作业点冰厚计算方程中海温要素的参数化 |
| 2.2.2 建立冰温预报方程 |
| 2.2.3 建立最大冰速预报方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 海冰预报数学模型及应用 |
| 3.1 海冰的水平增长—结冰范围 |
| 3.1.1 结冰范围的概念 |
| 3.1.2 结冰范围预报方程的建立 |
| 3.1.3 结冰范围预报方程的应用—计算实例 |
| 3.2 海冰的垂直增长—冰厚 |
| 3.2.1 冰厚的概念 |
| 3.2.2 冰厚预报方程的建立 |
| 3.2.3 冰厚预报方程的形式变换 |
| 3.2.4 冰厚计算方程中海温要素的参数化 |
| 3.3 海冰的季节变化—冰期 |
| 3.3.1 冰期的概念 |
| 3.3.2 结冰特征及对海洋工程的影响 |
| 3.3.3 冰期的确定与预报 |
| 3.4 海冰的运动变化—冰速 |
| 3.4.1 流冰运动所受的力 |
| 3.4.2 流冰运动的基本方程 |
| 3.4.3 流冰与潮流的关系 |
| 3.4.4 流冰与风的关系 |
| 3.4.5 流冰与潮流和风的定量关系 |
| 3.4.6 一般和最大流速的确定与预报 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 雷达海冰数值化及模拟预报 |
| 4.1 雷达海冰图像数值化分析 |
| 4.1.1 图像数值化 |
| 4.1.2 雷达图像数值化分析 |
| 4.2 海冰漂移数值模拟预报 |
| 4.2.1 冰区工程点海域海流测量 |
| 4.2.2 工程点潮流场的数值模拟 |
| 4.2.3 工程点流冰漂移数学模型 |
| 4.2.4 计算方法 |
| 4.3 工程点流冰漂移的数值预报 |
| 4.3.1 辽东湾JZ9-3油田海域工程点流冰漂移数值预报 |
| 4.3.2 结果验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 论文主要工作 |
| 5.2 今后研究方向展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间公开发表论文 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.1.1 问题的研究背景 |
| 1.1.2 问题的研究意义 |
| 1.2 国内外海冰监测、预报的发展趋势 |
| 1.2.1 国外 |
| 1.2.2 国内 |
| 1.3 论文的研究路线 |
| 1.3.1 论文结构 |
| 1.3.1.1 研究思路 |
| 1.3.1.2 论文内容 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.2.1 定性分析与定量分析相结合 |
| 1.3.2.2 结合实例分析 |
| 1.4 小结 |
| 第2章 遥感海冰观测技术介绍 |
| 2.1 海冰厚度测量原理与方法 |
| 2.1.1 目视方法 |
| 2.1.2 遥感方法 |
| 2.1.2.1 卫星遥感法 |
| 2.1.2.2 航空遥感法 |
| 2.1.2.3 声纳测量法 |
| 2.2 雷达海冰厚测量仪工作原理与系统组成 |
| 2.2.1 技术原理 |
| 2.2.2 系统组成 |
| 2.2.3 性能指标 |
| 2.2.3.1 雷达指标 |
| 2.2.3.2 参数设定 |
| 2.2.4 A显示器的选取 |
| 2.2.4.1 工作指标 |
| 2.2.4.2 参数的设定 |
| 2.2.5 通讯接口转换器的选取 |
| 2.2.5.1 通讯接口转换器指标 |
| 2.2.5.2 喇叭口的选取 |
| 2.3 小结 |
| 第3章 雷达观测海冰分类研究 |
| 3.1 测试系统 |
| 3.1.1 测量设备 |
| 3.1.2 系统框图 |
| 3.1.3 系统工作模式 |
| 3.2 雷达海冰分类数据处理 |
| 3.2.1 海冰冰型及散射特性 |
| 3.2.2 海冰冰型分类统计 |
| 3.2.3 海冰冰型分类主要功能模块 |
| 3.2.4 数据处理结果 |
| 3.3 雷达海冰图像数值化处理 |
| 3.3.1 海冰雷达图像录取 |
| 3.3.2 系统框图 |
| 3.3.3 系统工作模式 |
| 3.3.4 雷达海冰图像处理结果 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 雷达海冰厚度测量与数据分析 |
| 4.1 雷达海冰厚度测量 |
| 4.1.1 现场位置的选取与架设 |
| 4.1.2 雷达冰厚度测量的工作流程 |
| 4.2 雷达采集数据分析 |
| 4.2.1 A显示冰厚图像的识别与分析 |
| 4.2.2 计算机显示图像冰厚的识别与分析 |
| 4.2.3 流冰厚度试验数据的标定 |
| 4.2.4 比例系数的确定 |
| 4.2.4.1 A显比例系数x的确定 |
| 4.2.4.2 计算机显示比例系数y的确定 |
| 4.2.5 现场雷达海冰厚度测量 |
| 4.2.6 海冰厚度测量的准确率分析 |
| 4.2.6.1 A显准确率 |
| 4.2.6.2 计算机显示准确率 |
| 4.3 小结 |
| 第5章 雷达海冰漂移矢量场测量技术研究 |
| 5.1 冰漂移场测量技术 |
| 5.1.1 流场速度测量技术简介 |
| 5.1.2 PIV技术的分类 |
| 5.1.3 PIV技术发展概况 |
| 5.1.3.1 国内PIV技术发展概况 |
| 5.1.3.2 国外PIV技术发展概况 |
| 5.2 冰漂流场测量技术的互相关分析 |
| 5.2.1 冰漂流测量技术的互相关分析原理 |
| 5.2.1.1 互相关分析原理 |
| 5.2.1.2 全场冰漂测量技术的Fourier实现 |
| 5.2.1.3 冰漂流矢量场修正 |
| 5.2.2 冰漂移场测量技术的互相关分析 |
| 5.2.2.1 拉格朗日质点计算 |
| 5.2.2.2 PIV测量匹配算法 |
| 5.3 冰漂移场测量技术的相关计算模块 |
| 5.3.1 雷达海冰PPI图像采集系统 |
| 5.3.1.1 天线参数指标 |
| 5.3.1.2 收发机参数指标 |
| 5.3.1.3 雷达图像测试记录仪 |
| 5.3.2 测速系统软件实现 |
| 5.3.2.1 文件读入及存储模块 |
| 5.3.2.2 小波降噪模块 |
| 5.3.2.3 参数设置模块 |
| 5.3.2.4 互相关分析模块 |
| 5.3.2.5 矢量场图绘制模块 |
| 5.4 快速实测雷达海冰漂移矢量场图结果 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 雷达海冰漂移与潮流数值预报技术研究 |
| 6.1 冰区工程点海域海流测量 |
| 6.1.1 海流测量区域 |
| 6.1.2 实测海流结果 |
| 6.2 工程点潮流场的数值模拟 |
| 6.2.1 潮流数学模型 |
| 6.2.2 工程点潮流场计算结果 |
| 6.3 工程点流冰漂移数学模型 |
| 6.3.1 海冰动量方程 |
| 6.3.2 计算方法 |
| 6.3.3 计算输入参数 |
| 6.4 工程点流冰漂移的数值预报 |
| 6.4.1 辽东湾JZ9-3油田海域工程点流冰漂移数值预报 |
| 6.4.2 结果验证 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 工程海冰预报方法研究 |
| 7.1 工程海冰预报基础 |
| 7.1.1 海冰经验方法 |
| 7.1.2 海冰统计方法 |
| 7.1.2.1 海冰趋势分析 |
| 7.1.2.2 海冰回归预报方程 |
| 7.1.3 海冰物理计算方法 |
| 7.1.3.1 初冰计算方程 |
| 7.1.3.2 结冰范围计算方程 |
| 7.1.3.3 冰厚计算方程 |
| 7.1.3.4 冰脊龙骨深计算方程 |
| 7.1.3.5 冰脊冻结龙骨深计算方程 |
| 7.1.3.6 海冰位移速度计算方程 |
| 7.1.4 海冰数值方法 |
| 7.1.5 冰厚计算方程研究的发展 |
| 7.1.5.1 德国建立的冰厚计算方程 |
| 7.1.5.2 前苏联建立的冰厚计算方程 |
| 7.1.5.3 美国改进的冰厚计算方程 |
| 7.1.5.4 中国建立的冰厚计算方程 |
| 7.1.6 结冰特征及对海上工程的影响 |
| 7.2 海冰水平分布与增长 |
| 7.2.1 海冰水平分布 |
| 7.2.1.1 渤海海冰水平分布 |
| 7.2.1.2 北黄海海冰水平分布 |
| 7.2.2 海冰水平增长与气温的关系 |
| 7.2.3 海冰水平增长计算方程的推导 |
| 7.2.3.1 结冰水平增长研究的发展 |
| 7.2.3.2 结冰水平增长预报方程的推导 |
| 7.2.3.3 系数η的量纲 |
| 7.2.3.4 系数η值的确定 |
| 7.2.4 结冰范围计算方程的应用 |
| 7.2.4.1 海冰预报计算 |
| 7.2.4.2 结冰范围与冰厚反演计算 |
| 7.2.4.3 计算海洋工程设计海冰参数 |
| 7.2.4.4 提供海域使用管理研究的数据和信息 |
| 7.3 小结 |
| 第8章 工程点雷达海冰漂流数值跟踪预报 |
| 8.1 工程点雷达海冰漂流场测量 |
| 8.1.1 输入雷达海冰实况图 |
| 8.1.2 输入风场计算参数 |
| 8.1.3 输入潮流场计算参数 |
| 8.2 雷达海冰漂流计算 |
| 8.3 海冰漂流轨迹计算 |
| 8.4 工程点雷达海冰漂流数值跟踪预报结果 |
| 8.5 小结 |
| 第9章 总结与展望 |
| 9.1 论文主要工作 |
| 9.2 今后研究方向展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间公开发表论文 |
| 攻读博士期间参加的项目 |
| 致谢 |
| 研究生履历 |
| 1 雷达海冰监测 |
| 1.1 雷达海冰监测技术系统 |
| 1.1.1 雷达海冰监测技术系统主要性能参数 |
| 1.1.2 雷达监测海冰现场图象采集 |
| 1.2 流冰类型、流冰密集度、流冰厚度观测结果 |
| 1.3 雷达海冰监测数值跟踪 |
| 2 流冰漂移方向和速度监测 |
| 2.1 流冰漂移轨迹数值计算 |
| 2.2 流冰漂移速度和方向计算结果比较 |
| 2.3 雷达冰漂流矢量场测量 |
| 3 结 论 |
| 1 前言 |
| 2 全场冰漂流测量技术简介 |
| 3 全场冰漂流测量技术的互相关分析原理 |
| 4 全场冰漂流测量技术的Fourier实现 |
| 5 冰漂流场错误矢量修正 |
| 6 实测雷达海冰图像分析 |
| 7 结束语 |
