电磁勘探数据粗大误差处理的一种新方法

由于存在各种地电干扰,电磁法勘探采集到的原始电场数据中往往包含粗大误差.电磁法勘探中信号量的测量与传统的精密测量在误差来源与特点、测量值分布等方面均存在较大差异.经试验,对电磁勘探采集到的原始电场数据采用传统的莱伊达、格拉布斯、狄克逊等准则进行粗大误差的自动判别和剔除,处理效果不好;采用Robust估计和中值滤波方法,也不能达到满意的效果;采用手工方式挑拣剔除粗大误差,处理效率太低,均不能满足电磁勘探数据预处理的要求.作者提出了一种自适应双向均方差阈值法实现电磁勘探数据粗大误差的自动判别和剔除,此方法对采集到的原始电场数据样本进行排序后,采用迭代或递归的方式,每次均以中点为界分别计算前后两部分数据的均方差,将较大的一个与预先设置的均方差阈值进行比较,若其大于阈值,则判断粗大误差存在于相应的一端,进而剔除相应端端点位置的数据点;若前后均方差值都小于阈值或样本数量小于3个时算法结束.此方法具有自适应优化、阈值参数化控制、适应小样本数据以及计算简单效率高等特点.大量实验结果表明:在选取均方差阈值在30至90范围内时(经验值),能够有效地剔除电磁勘探原始电场数据中的粗大误差,保留最可信数据.目前已在多个实际勘探生产项目中应用此方法处理粗大误差,取得了令人满意的处理效果.     

自适应变化幅度方法提取直流视电阻率中短期异常

本文提出一种自适应计算变化幅度的方法,用于提取直流视电阻率中短期异常。采用傅立叶滑动方法计算日均值或月均值曲线的年变化成分,将观测值减去年变化得到去年变数据;之后采用小波分解方法提取去年变数据的趋势变化,以去年变后曲线每一次穿过趋势线时的观测值为起点,计算之后数据相对于该起点值的变化幅度,并采用整个分析时段内变化幅度的2.5倍累计均方差均值作为异常阈值线。该方法有效缓解了在传统原始曲线分析中对异常起始时间的界定问题;基于多年常态变化幅度的异常阈值线,可用于提取变化幅度低于现有异常阈值1%的中短期异常。     

基于经验模态分解的分数维地震随机噪声衰减方法

经验模态分解算法(EMD)是一种基于有效波和噪声尺度差异进行波场分离的随机噪声压制方法,但由于实际地震数据波场复杂,导致模态混叠较严重,仅凭该方法进行去噪很难达到理想效果.本文基于EMD算法对信号多尺度的分解特性,结合Hausdorff维数约束条件,提出一种用于地震随机噪声衰减的新方法.首先对地震数据进行EMD自适应分解,得到一系列具有不同尺度的、分形自相似性的固有模态分量(IMF);在此基础上,基于有效信号和随机噪声的Hausdorff维数差异,识别混有随机噪声的IMF分量,对该分量进行相关的阈值滤波处理,从而实现有效信号和随机噪声的有效分离.文中从仿真信号试验出发,到模型地震数据和实际地震数据的测试处理,同时与传统的EMD处理结果相对比.结果表明,本文方法对地震随机噪声的衰减有更佳的压制效果.     

二维经验模态分解及其在位场去噪和分离中的应用

由于实际工作中测量的位场数据存在混叠效应,并且这些观测数据具有多源性、非线性和非稳态性的特点,如何从其中提取研究对象所产生的异常信息是位场数据处理中的关键环节.二维经验模态分解(Bidimensional Empirical Mode Decomposition,BEMD)在处理非线性、非平稳信号方面具有明显的优势,且具有分解的自适应性,实现了对信号的多尺度分解.文中采用BEMD方法首先对模型试验中带噪声的重力数据进行分解,得到各级固有模态函数和剩余分量,去掉一个或多个固有模态函数实现初步去噪,或结合小波阈值实现准确、圆滑去噪;再次,对三峡地区的布格重力异常进行了多尺度分解,并且利用径向对数功率谱分析方法估计了各级模态函数所反映的地下场源似深度,定性或半定量地解释了不同深度下的场源产生的异常,较好地揭示了场源赋存的地质信息,对上述分解得到的各分量进行组合叠加,重构出局部异常和区域异常,并且同常规分场方法进行了对比分析,结果表明BEMD方法能够准确、有效地实现位场的异常分离.     

基于变窗口算法的全张量中心定位研究

重力梯度张量(GGT)矩阵的特征向量与场源体的位置、走向等有关.笔者在前人工作的基础上,对利用GGT定位场源体中心及推断走向的方法进行了研究.文中采用滑动窗口,按不同的异常下限,确定一系列Gzz极值点作为计算点.随后依据距离指标,采用变窗口最小二乘中心定位方法进行了计算.当计算点趋近二维构造时,最小特征值对应的特征向量可以大致推断目标体在该测点处的走向.理论模型数据实验表明,本方法反演结果较为准确,效果明显.     

基于小波与分形理论的地震异常检测

为了提高地震异常检测精度,探讨了小波与分形结合的地震异常检测方法.首先采取功率谱密度对地震波的分形性质进行分析,得出其具有且仅在几个高频段具有自仿射分形性质,这为分形的合理应用提供了依据并揭示了现有单一综合分形维方法的不足;继而提出了频率、时间有序的无次采样小波包变换(FOTO NWPT),该算法为地震波分形分析创造了优良平台.基于前两者,提出了小波与分形优势结合的地震异常检测方法：由FOTO NWPT将地震波分解在若干尺度上,依据尺度关联维分析构建地震剖面分形参数空间,参数奇异标志了地震异常.工程实验证明,该方法比现有方法的科学性和实用性更强,为实现度量参数化精细地震勘探提供了一条新的思路.     

基于SVD分解的二维空间数据融合方法

建立地球全空间数据库需要研究空间数据融合的方法和智能技术.本文以布格重力异常数据的融合为例,介绍一种基于奇异值分解的二维空间数据融合方法.此方法在原理上可以实现融合后的数据集误差模不大于融合前的子数据集的最小误差模,相较于传统的融合处理方法原理更加先进.在算法中应用了权重矩阵,可使融合之后数据区域与原始数据的边界上梯度变化较小;运用有限差分法计算重力水平梯度,检验数据融合边界的效果.理论模型和实际数据试验表明,此方法可以保证数据隐含的重要属性完整保存,具有计算过程简单、适用范围广、融合效果好等特点,可以应用于位场等地球物理数据融合,也可以用于遥感和其他地理信息的数据融合.     

基于深度信念网络的多采样点岩性识别

岩性识别是储层预测中的一个重要环节.一方面,传统的机器学习算法缺少特征自动提取的过程,且不能有效利用地震数据局部特征预测储层;另一方面,采用单一采样点作为输入,缺失相邻数据关联关系反映层位信息.针对此不足,本文以多个相邻采样点的地震数据作为输入和测井岩性数据作为输出,利用受限玻尔兹曼机(RBM)对多采样点地震数据进行特征提取,逐层堆叠受限玻尔兹曼机(RBM)构建深度信念网络(DBN),并采用随机梯度下降算法对误差进行反向传递学习,最终构建岩性识别模型.以多点地震数据为输入,利用该模型实现地层岩性识别.通过多种智能建模方法实验对比,证实了多个采样点作为输入,隐含利用了部分地层信息,有效地提高了岩性识别的精度.     

天津测震台网地脉动处理系统的设计与实现

利用天津测震台网产出数据,研制基于ACCESS数据库的地脉动处理系统,系统采用FTP协议自动获取地脉动数据并对其进行计算,将计算得到的RMS(速度均方根)值存储到数据库中,提供数据查询、变化曲线绘图等功能。根据设定的台站平均阈值,将超出一定范围的数据以红名显示以达到突出异常的目的。     

三参数小波变换自适应阈值压制地震数据高频随机噪声

在有效压制高频随机噪声的基础上,最大限度保留有效信号一直是地震数据降噪处理中的难点.小波变换阈值降噪因其优秀的降噪效果和较高的计算效率受到地球物理学家们的青睐.在小波变换阈值降噪中,小波基、阈值函数以及阈值是影响降噪效果的3个关键因素.针对这3个关键因素开展相关研究：(1)采用更加适合地震信号分解的三参数小波作为母小波,可以更好进行信噪分离;(2)采用改进的阈值函数克服传统硬、软阈值函数的不足,基于改进阈值函数得到的降噪地震数据不仅波形光滑、连续,而且基本保持原始信号的特征,综合了硬阈值和软阈值函数的优点;(3)针对统一阈值“过扼杀”有效信号这一缺点,提出自适应阈值,自适应阈值不单以能量为标准进行有效信号和噪声的识别,还考虑有效信号小波系数的相关性,避免有效信号被当成噪声舍弃.最后通过模型试算和实际地震数据验证所提方法的有效性和实用性.     

断层错动对隧道的影响分析

隧道通过潜在地震地区时.存在活动断层的错动形成的重大工程地质问题的威胁.基于断裂儿何学和震源的运动学特征,以广州地区活动断裂为研究背景,通过在断层左右盘施加一定的速度荷载,模拟了断层错动达到0.28 m时对隧道的影响.得出隧道结构在断层错动影响下的位移和应力的变化规律.分别建立隧道结构距离断层50 m、100 m、150 m三个模型,比较了三种情况下的位移和应力状况.归纳出隧道与断层之间的安全距离.     

Review on Morphological Insights of Self-Potential Anomalies on Volcanoes

Energy and thermal transfers in active volcanoes can play an important role incontrolling their dynamics depending on the hydrothermal state. Much geothermalenergy is released through the groundwater circulation, hot gas emission and thermalconduction. Therefore, it is very important to know the hydrological and thermalenvironments associated with volcanoes from the volcano-energetic point of view.However, it is difficult to evaluate these because of the availability of only a fewborehole data on the summit of volcanoes. Recent studies reveal that self-potential(SP) anomalies (up to some hundreds of mV) are observed on volcanoes, activefissure zones and/or fumarolic areas, suggesting that the SP anomalies are closelyrelated to heat-triggered phenomena such as thermoelectric and electrokinetic effectsdue to hydrothermal circulations. Therefore, SP studies can be appropriate for sensingthe thermal and hydrothermal states of volcanoes. In addition, monitoring SP anomaliescan be an efficient method for describing the change of thermal state and the evolutionof the hydrothermal (and volcanic) activities.In this paper, we have reviewed the origin of the SP anomalies associated withvolcanic phenomena theoretically as well as experimentally. Subsequently, wehave presented the results of many case studies and have classified the types ofanomalies in accordance with possible mechanisms. We have also described theresults of time variations of SP anomalies associated with volcanic activities. Timevarying SP fields exhibit the dynamic aspects of volcanic activities correspondingto the evolution of hydrothermal activity, changes in ground water circulation andmagma displacement. These morphological insights should lead to a quantitativeinterpretation of SP anomalies in volcanic regions.     

测定震源深度的意义的初步讨论

在地震目录中，震源深度是地震学最基本的参数之一，然而它也是一个最不易测准的参数，ＰＤＥ报告中的震源深度以及ＵＳＧＳ和Ｈａｒｖａｒｄ大学的ＣＭＴ反演的矩心深度和利用宽频带波形的深度震相资料获得的震源深度各不相同，其含义也不同，而宽频带波形模拟得到又是一种破裂“核心”的深度。本文对不同测量手段的震源深度的不同物理意义做了初步的探讨。     

沉积物再悬浮对食浮游动物鱼类捕食浮游动物的影响

在亚热带浅水湖泊中,由风浪引起沉积物再悬浮是其重要特征之一.沉积物再悬浮一方面直接影响浮游动物群落结构,另一方面通过影响食浮游动物鱼类对浮游动物的捕食而产生间接影响.以食浮游动物鱼类——餐条(Hemiculter leucisculus)为实验对象,通过模拟实验,比较不同再悬浮条件下餐条对浮游动物群落结构的影响.结果显示,在有餐条的处理组中,大型枝角类短钝溞(Daphnia obtusa)只在弱再悬浮条件下出现,并成为枝角类群落的优势种;在无餐条的处理组中,短钝溞生物量随再悬浮强度减弱而增加.强再悬浮(无餐条)和无再悬浮(有餐条)条件下,小型枝角类角突网纹溞(Ceriodaphnia cornuta)和盘肠溞(Chydorus sp.)为优势种.无论有、无餐条条件下,桡足类优势种均为中剑水蚤(Mesocyclops sp.),其生物量随再悬浮强度减弱而增加.所有处理组中,轮虫丰度均低于枝角类和桡足类丰度.研究表明,在亚热带浅水湖泊中,适当的悬浮质浓度既能干扰食浮游动物鱼类对大型浮游动物的捕食,又不影响大型浮游动物的生存,使得它们保持一定的丰度,通过对浮游植物的摄食,降低叶绿素a浓度.     

从X—CT机的维修论质量保证

保证ＣＴ的可靠运行，提供最佳质量的ＣＴ图，已成为临床放射全面质量控制的重要内容之一，本文以ＴＣＴ８０Ａ和ＧＥ９０００两台ＣＴ机为例，从维修角度谈ＣＴ机的质量保证。     

Occurrence of water ponding on soil surfaces depending on infiltration rates on Mongolian rangeland

The occurrence of water ponding on soil surfaces during and after heavy rainfall produces surface run‐off or surface water accumulation in low‐lying areas, which might reduce the water supply to soils and result in a reduction of the soil water that plants can use, especially in arid climates. On Mongolian rangeland, we observed ponded water on the surface of a specific soil condition subjected to a heavy rainfall of 30 mm/hr. By contrast, ponded water was not observed for the same type of soil where livestock grazing had been removed for 6–8 years via a fence or for nearby soil containing less clay. We measured the infiltration rate (the saturated hydraulic conductivity of the surface soil, K_s) of the three sites by applying ponded water on the soil surface (an intake rate test). The results showed that K_s in the rangeland was lower than the rainfall intensity in the site where water ponded on the soil surface; however, K_s of the soil inside of the fence has recovered to 3 times that of the soil outside of the fence to exceed the rainfall intensity. Heavy rainfall that exceeds the infiltration rate occurs several times a year at the livestock grazing site where we observed ponded water. Slight water repellency of the soil reduces rain infiltration to increase the possibility of surface ponding for the soil.     

A comment on the effect of discretization on dispersion

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计算模型对框架结构梁柱内力影响研究

结构抗震设计的基本原则之一是保证"强柱弱梁",但汶川地震等大量实际震害表明这一抗震设计目标并未能很好地实现。针对此问题,已开展大量研究,探讨了楼板、填充墙以及梁、柱、板配筋等因素对形成"强梁弱柱"的影响。本文则从计算模型方面,即结构分析中广泛采用的模型、精细有限元模型和楼板与梁分别考虑的模型,对梁柱内力影响进行了对比研究。结果表明,计算模型对梁、柱弯矩比有较大影响,是形成"强梁弱柱"的重要影响因素。     

The effect of pH on the sorption of gold nanoparticles on illite

Sorption between nanoparticles(NPs)and minerals may critically affect the migration of associated elements as well as the environmental impact of NPs.Since illite is widely present in soil,sediment,and water,we have experimentally investigated the sorption behavior of citrate-coated gold nanoparticles(AuNPs)as model NPs on illite under different pH and mineral mass conditions.We demonstrated that sorption of these negatively charged AuNPs strongly depended on the suspension pH.At pH above 8,which coincided with the apparent point of zero charge(pH 7.9)of our illite sample,only marginal sorption of AuNPs was observed.At pH 3-8,significant sorption of AuNPs on illite was found,with almost complete sorption occurring at more acidic conditions(pH 3-4).TEM observations revealed that sorption took place through the attachment AuNPs on illite edges.At pH 2,AuNPs mostly formed chain-like fused structures and precipitated out of the suspension.Based upon the above pH dependence,residual organic ligand content after sorption,and complementary sorption results with positively charged AuNPs,we conclude that the sorption process is mainly driven by the electrostatic attraction between negatively charged AuNPs and positively charged illite edges,with possible competitive involvement of citrate molecules.We expect that our findings will improve our understanding of NP-mineral interaction and the environmental fate of NPs.     

Study on the characteristics of earthquake''''s impact on cities

Introduction With rapid development of national economy, urbanization has been speeded up in China, and several city groups or city belts with extra-large cities as their centers have been formed. For example, Pearl River Delta urbanized area surrounds Guangzhou City, Shenzhen City, Zhuhai City; Yangtze River Delta urbanized area surrounds Shanghai City, Suzhou City, Wuxi City, Nanjing City, Hangzhou City; Beijing-Tianjin-Tangshan urbanized area surrounds Beijing City, Tianjin City…