Information about vegetation water content (VWC) has widespread utility in agriculture, forestry, and hydrology. It is also useful in retrieving soil moisture from microwave remote sensing observations. Providing a VWC estimate allows us to control a degree of freedom in the soil moisture retrieval process. However, these must be available in a timely fashion in order to be of value to routine applications, especially soil moisture retrieval. As part of the Soil Moisture Experiments 2002 (SMEX02), the potential of using satellite spectral reflectance measurements to map and monitor VWC for corn and soybean canopies was evaluated. Landsat Thematic Mapper and Enhanced Thematic Mapper Plus data and ground-based VWC measurements were used to establish relationships based on remotely sensed indices. The two indices studied were the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and the Normalized Difference Water Index (NDWI). The NDVI saturated during the study period while the NDWI continued to reflect changes in VWC. NDWI was found to be superior based upon a quantitative analysis of bias and standard error. The method developed was used to map daily VWC for the watershed over the 1-month experiment period. It was also extended to a larger regional domain. In order to develop more robust and operational methods, we need to look at how we can utilize the MODIS instruments on the Terra and Aqua platforms, which can provide daily temporal coverage.

The estimation of vegetation water content (VWC) over a crop-growing period was performed using the near-infrared (NIR) and short-wave infrared (SWIR) bands of the Terra-MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer (Terra-MODIS). The study was conducted in Iowa, USA as part of the Soil Moisture Experiments 2002 (SMEX02). Due to the moderate resolution of MODIS data, the removal of mixed pixels was important in order to meet accuracy estimation requirements of potential applications. MODIS-derived reflectance for the NIR and SWIR bands over corn and soybeans fields was validated using atmospherically corrected Landsat Thematic Mapper (TM)/Enhanced Thematic Mapper (ETM) data. All possible combinations of the 7 MODIS bands were used to construct VIs. The performance of each combination was evaluated by computing their correlations with corn VWC. The Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and the Normalized Difference Water Index (NDWI) were found to be the best candidates. In this study, it was observed that the MODIS SWIR-based VI for corn saturated at a later date than NDVI. A similar late saturation was observed for soybeans with a lag of about 10 days. Linear relationships between the SWIR-based VI and VWC were developed using the MODIS data and ground measured VWC. MODIS-derived Normalized Difference Water Indices (NDWI) using SWIR (1640 nm) or SWIR (2130 nm), namely NDWI1640 or NDWI2130, all showed potential in estimating VWC. Additional testing of this approach could result in a robust technique for estimating VWC for specific crops.

The formation of gas hydrates within pipelines can lead to safety hazards and economic losses. Present researches mainly focus on enhancing the performance of kinetic hydrate inhibitors (KHIs), particularly regarding the synergistic impacts of improved synergists. This study investigated the nucleation and growth process of gas hydrate in the presence of KHI and each of the 20 alcohol-ether synergists, and the 'molecular chain's length effect' was proposed to summarize the synergistic effect of alcohol-ether synergists on the inhibition performance of KHI. The molecular chain's length effect refers to (i) the synergistic effect of the alcohol/ether on KHI was enhanced and then weakened with the increase of the carbon chain's length, because the hydrophobicity of the alcohol/ether increases with its carbon chain's length, which further influence the stretching of the KHI's polymer chain and contribute to the improved overall inhibition performance. (ii) For the alcohol or ether with the same the length of the carbon chain, the synergistic effect for KHI was enhanced with using binary alcohol/ethers than mono alcohol/ethers. This might be due to the stronger hydrogen bonding adsorption for binary alcohols than for mono alcohols based on the Raman spectroscopy analysis. On the other hand, Zeta potential analysis suggested that KHI and binary ethers possess better neutralization and aggregation. Furthermore, the best-compounded solution of KHI and alcohol-ether synergist exhibited significant inhibition performance on hydrate formation, since the hydrate volume fraction after 12-h hydrate formation was below 0.1 % at a subcooling degree of 15 K and maintained below 4.8 % at the ultra-high subcooling degree of 18 K, respectively. Overall results highlighted the 'molecular chain's length effect' to interpret the interactions between KHI and alcohol-ether synergists, which can provide theoretical support for the deep understanding of KHIs' inhibition mechanism, and optimization method for the KHI-synergist into real application.

Existing research in the shipbuilding field tends to focus on isolated single aspects of Industry 4.0 (I4.0) without a full picture. To address this gap, this paper seeks to offer a thorough and in-depth examination of the concepts and technologies necessary to integrate I4.0 into the design, construction, maintenance, and other stages throughout the entire life cycle of a ship. This paper will firstly examine the recent developments and identify the gaps in I4.0 application within shipbuilding. By conducting a systematic literature review on 68 publications through an appropriate review methodology, we synthesize the current state of I4.0 research in the shipbuilding industry, propose a framework for the application of I4.0 in shipbuilding to analyze the progression and research agenda of I4.0 in the shipbuilding sector, and discuss its implications. The Shipbuilding 4.0 framework proposed comprises five main components: concepts, value chain, smart factory, smart manufacturing, infrastructure, and technologies. The proposed framework aims to enhance the understanding of both academics and practitioners regarding the specific needs of the shipbuilding industry and the role I4.0 can and should play in its advancement.

Pore-invasive gas hydrates represent a dominant reservoir type that has garnered increasing global attention. However, the current understanding of their formation evolution in sediments remains superficial, impeding efforts toward recovery assessment. In contrast to predominantly qualitative approaches found in current literature, a novel method for a more quantitative understanding of this dynamic process is presented. Leveraging granular medium contact theory and Gassmann's equation, we develop an elastic model that accounts for hydrate pore morphologies within sediment pores. Our elastic model calculations unveil the significant impact of initial porosity and hydrate saturation on P- and S-wave velocities, highlighting the non-uniqueness of discriminating hydrate morphology based on these velocities alone. To address the variability in hydrate electrical properties, we refine Archie's law by introducing an empirical parameter, the ion concentration exponent, which better accounts for the distribution of hydrates and the associated effect on the conductivity of pores. Although our experimental method may lead to a ring-shaped distribution of hydrate saturation within the sample, the modeling results suggest that a uniform distribution of hydrates within the pore framework is more plausible to experimental measurements. Recognizing the shortcomings of prevalent models, we propose an innovative elastic inversion approach that simulates the hydrate accumulation process, reflecting the progressive solidification impact of increasing hydrate saturation. Employing a synergistic elastic and electrical rock physics framework, we analyze experimental geophysical data to trace the hydrate formation trajectory. Our interpretations illustrate an initial dominance of grain-supporting hydrates, transitioning to contact-cementing and pore-filling morphologies at advanced saturation levels. This joint models provide valuable insights into the quantitative assessment of gas hydrate reservoirs, offering a comprehensive understanding of the intricate interplay between elastic and electrical properties during hydrate growth.