断层蠕变的分维变化及其与地震之关系

据鲜水河断裂带连续蠕变观测资料,利用重建动力学方法,分别计算了各测点原始观测值、趋势形变值和消去趋势值后的残差值的关联维ｄ２。结果显示：蠕变观测时间序列不同成分的关联维变化,反映出不同的构造运动信息;关联维的大小与断层不同部位的活动有关,反映出断层的分段活动特性;各点关联维变化与测点周围的地震活动有关,降维变化是一种地震前兆现象     

断层形变短临丛集性前兆研究

断层形变短临前兆表现形变是多样的，丛集性高频波动是其一种重要表现形式。探索了这种前兆信息的提取思路和方法，认为信息丛集度是描述这种前兆信息较理想的特征量     

大震前小震活动的时空分形特征

应用分形理论与方法，计算了唐山、海城、澜沧－耿马地震前小震活动能量分布的信息维及其在空间上的差异和时间上的变化，结果表明：（１）局域空间分数维可以反映大震前小震活动能量分布的空间变化特征，大震发生在信息维中等值区；（２）局域时间分数维显示大震前小震活动存在降维过程，且大震发生在降维之后的升维过程中或发生在降维过程结束之时     

面向高光谱矿物填图的多特征结合降维方法研究

高光谱影像具有图谱合一的特点,图像空间信息是遥感影像的重要信息,但以往基于最佳波段选择的降维方法中只考虑基于灰度统计的特征空间信息,忽视了图像空间信息,而且计算量大。综合高光谱遥感影像的特征空间与图像空间信息,提出了一种多特征结合的高光谱影像降维方法并应用于矿物填图中。统计分析波段相关性并划分不同特征子空间;计算各波段的分形维数,在各子空间选择分形维数较小的波段作为候选波段;在候选波段中,计算待识别地物光谱间的相关系数,并快速选择出最佳波段组合。经实验,应用该方法选出的最佳波段组合影像清晰、不同蚀变矿物对比明显,根据特征选择提取出的矿物蚀变信息与应用成熟的光谱角制图(SAM)提取结果大致相同,表明结合图像空间和特征空间的降维方法能够选择出理想的波段组合,有效降低高光谱数据的维数,信息提取效果好。      

1981年道孚6.9级地震的地壳形变

本文对1981年道孚6.9级地震的地面形变进行了分析。结果表明:震中区并未发生明显的、前兆性的连续形变,前兆信息在震中外围,以非连续形变——破裂面蠕动的方式表现出来,呈中、短期前兆蠕动图象。 震时形变表明,这次地震是鲜水河断裂上又一次继承性的水平剪切破裂活动。它与道孚宽谷盆地有成因上的联系。     

强震短临前兆动态群体标志探索

强震短临前兆信息的判别是个难题。作者把震源区、孕震区及其周围的构造网络作为一个有机联系的“大系统”,对地形变、地下水、水氛、地磁、宏观等大量资料进行了动态统计分析,发现了一些过去尚未认识的新特征。从而提出了一套判别短临信息的动态群体标志,包括:在震源区内、外呼应地出现短临趋势前兆和源外突变前兆等新的前兆类型、前兆时间准同步、临震回复、向震中迁移、不同类型时空叠加等群体特征,以及回复比、范围比、速率比、迁移视速度、时间变异系数、时间震级方程等统计关系。这套标志——群体动态图象,在近年中国大陆历次强震中重现,说明在一定程度上具有共性与相对稳定性。 文中还提出了短临前兆的实质是在震源内、外力场复合作用下能量的传递、加速累积与预释放的观点。它能在时空域内统一地解释迄今为止所观测到的各种短临前兆现象。     

岩石破裂的前兆变形率、前兆应力降及临震前兆

本文运用测定岩石应力-应变全过程曲线的新方法,进行了非稳态加载情况下岩石破裂过程的试验研究,并通过对试验机与岩样组成的共同作用系统的稳定性分析,从实验和理论上探讨了胞性岩石破裂的前兆应力降和前兆变形规律,定量地阐述了产生这些前兆现象的原因及其与地震前兆的联系。分析表明,前兆变形率比前兆变形更能反映主破裂前兆现象的强烈程度。     

基于t-SNE降维算法的区域化探数据中地质体空间分布信息可视化:以英格兰西南部为例

区域化探数据中包含了丰富的地质信息，提取出蕴含在这些数据中的地质体空间分布信息，对于区域地质研究和找矿勘查具有重要意义。区域化探数据通常包括数十个元素，属于高维数据，隐藏在这些高维数据中的地质体空间分布信息无法直接从数据中观察到。针对这个问题，构建了一个基于t分布随机近邻嵌入(t-distributed stochastic neighbor embedding，简称t-SNE)算法的高维区域化探数据降维可视化模型。t-SNE算法是一种非线性降维方法，特别适用于高维数据集的降维和可视化。选择对岩性鉴定比较稳定的元素，通过t-SNE算法将高维化探数据降维到人眼可观察的一、二、三维，把降维之后的变量表达为栅格图，通过三原色混合等方法进行可视化，从而把隐藏在高维化探数据中的地质体空间分布信息可视化表达出来。以英格兰西南部某地区水系沉积物区域化探数据为例进行研究来检验t-SNE算法在高维化探数据可视化上的实际应用效果。结果显示:①通过t-SNE算法对高维化探数据进行可视化得到的结果能够很好地反映研究区的地质体空间分布情况；②可视化的效果与t-SNE算法的目标维度和复杂度两个参数密切相关。在t-SNE算法中设定要降维到的目标维度越高，所显示的地质体信息越详细。③基于t-SNE算法的化探数据降维可视化效果比基于主成分分析(PCA)的化探数据降维可视化效果更好。本文研究表明基于t-SNE算法的化探数据降维可视化方法能够很好地将地质体空间分布信息可视化表达出来，对于推断地质体的空间分布有一定的指导意义。      

宁夏重复流动重力观测序列的分维特征

重复流动重力观测结果序列存在分维结构,不同区域测段的分维数有所不同,它与地震有密切关系。在地震的孕育和发生过程中,震中区附近的一些测点的观测序列会出现明显降维。在“目视法”分析中,如果配合观测序列分维数的分析,则可更准确地判别重力前兆异常。     

两次强震过程中垂直地形变分维特征研究

本文采用关联维的计算方法,对四川西部道孚6.9级地震和青海共和6.9级地震过程中的垂直地形变序列分维数进行了计算,得到了如下初步结论和认识:(1)上述两震区远场地形变序列分维数为0.63～0.73,而近场(震中区)序列分维数为0.12～0.49,近场出现明显的降维现象;(2)孕震期间地形变观测序列分维数为0.32～0.46,而震后时期则为0.72～0.85,孕震过程中地形变序列存在明显的降维现象。     

LCR-G型重力仪仪器参数的时变特征

采用区域适定法对LCR－G型重力仪的仪器参数进行适时标定。对标定结果的分析表明：（1）区域适定法标定结果与基线标定结果精度相当；（2）重力仪的线性项参数呈现随时间的趋势性下降和非线性。采用区域适定解校正后的线性项参数处理区域重力网的观测资料，不仅能有效地削弱系统误差，而且可提高重力仪检测地震信息的能力。     

GPS揭示的现今地壳运动与地震前兆特征

利用“中国地壳运动观测网络”产出的GPS观测资料,采用球坐标系下非连续变形算法对资源进行计算,以此为基础,对我国大陆地块及其边界带运动与形变进行了分析。对GPS基准站的连续观测序列采用小波变换进行分解变换,分析了部分震例,探讨了从GPS连续观测序列提取地震前兆的方法。初步取得两点认识：（1）7级以上的大地震主要发生在走滑运动量大的活动边界,且与高应变率地块有关,这可以作为地震中长期预测判据;（2）GPS基准站连续观测序列中的低频段,地震前6个月或稍长时段有一定的前兆异常出现,这可以作为地震中短期预测判据。     

粤闽交界地区地震形变前兆研究

采用形变速率、静压订正及固体潮调和分析等方法从多种形变资料中提取粤闽交界地区地震形变的中期前兆信息，并据此研究了形变异常的特征。最后，从形变机理、异常信息合成及信息可信度评估等方面讨论了该区地震形变前兆的可信度。认为该区震前形变速率及地壳物性等反常变化可视作地震形变的中期前兆，震兆异常具有准同步群体性、发展阶段性和空间分布密集性等异常时空分布特征，震兆可信度达０．５以上     

基于遥感和GIS的天津城市空间形态变化分析

选用分维数和紧凑度作为城市形态指数,与城市土地利用变化相结合研究城市扩展的过程和特征。以天津市为例,利用遥感提取26年内9个时相的数据进行研究,结果表明,天津市近26年内有2次快速城市扩展,但两阶段的特征不同,后期虽然扩展速率高于前期,但形态指数变化速率却低于前期,反映出后期城市扩展更趋于理性和有序。城市形态指数与土地利用变化指标有很好的互补性,两者结合可以更充分描述城市扩展的特征和过程。     

基于出租车用户出行的功能区识别

出租车数据作为城市大数据重要来源,其上车行为和下车行为直接反映城市人群出行行为特征,帮助城市规划者发现城市人群出行规律和城市功能结构。但是出租车数据隐含多维度信息,一维或者二维模型不足以表达和挖掘其蕴含的多维信息,因此本文选择可以承载多维数据的张量模型对出租车OD（上车/下车）数据进行时空模式挖掘。本文将北京六环区域划分为500 m×500 m格网,采用北京市2012年11月1-16日的出租车OD数据,分别构建O点和D点张量,利用张量分解模型从日尺度、时段尺度揭示出租车用户出行时间模式,同时获取不同时段对应的出租车用户出行空间模式,并推测空间模式包含的语义属性。本文结合城市兴趣点（Point of Interest, POI）数据,提高空间模式语义属性推测的准确性,识别出租车用户出行功能区。结果表明：出租车用户出行时间符合工作日和休息日的早高峰、日间、晚高峰以及夜间模式;对应8种时间模式,出租车用户出行包含8种空间模式,每一种空间模式都是对应时间模式下的上下车热点区域,因此空间模式的变化表明城市人群在不同的时间点,到达不同的场所,进行不同的活动,间接表达空间功能的动态变化;区域的功能不是单一静态的,而是随着时间在不断地变化,是不同时段功能的组合。本文揭示出租车OD数据中隐含的出租车用户出行模式和空间功能动态变化,对利用人类行为时空模式研究区域空间功能结构具有科学参考价值。     

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黄河源区20多年来土地覆盖/利用变化的遥感分析

通过土地专题遥感信息提取方法的研究,采用分层剔除手段和掩膜技术实现了黄河源区土地覆盖/土地利用变化的多时相信息自动提取与高精度定量化。结果表明,源区20多年来沼泽湿地急剧减少,重度荒漠化土地以6.03％的年速率递增,至2000年时已增至1976年的4.44倍,沙漠面积由1976年的约60km~2扩展至2000年的140km~2。     

图像分析计算水系分形维数的改进方法与应用

水系分形维数的计算与分析,有助于深入理解其与地貌发育、流域径流和侵蚀产沙等过程之间的关系。从分形维数的计算原理,提出了一种在MATLAB环境下,能够同时计算水系计盒维数和信息维数的方法,改进了现有通过图像分析计算分形维数的不足。采用已知分形维数的规则分形集进行验证,结果表明:该方法单独对图像载体上的目标图形(关注区域)进行处理,不受其与整幅图像的比例的限制能够自动确定最佳的对目标图形进行网格分割覆盖的递减等分条件,计算精度高利用元胞数组实现了网格的自动分割,程序紧凑,可读性增强。最后以泾河、北洛河水系为例,说明了该方法的应用过程。本研究为水系分形维数的科学计算提供了新的思路。