基于卷积神经网络预测南海海底地形

针对南海区域,使用3种重力信号(垂线偏差、重力异常、垂直重力梯度异常)训练卷积神经网络模型,并将预测结果与船测数据和国外模型结果进行对比分析。将3种重力信号分成4组数据：重力异常,重力异常与垂直重力梯度异常,重力异常与垂线偏差,以及重力异常、垂线偏差和垂直重力梯度异常。4种组合方式的反演结果与船测水深之间的标准差分别为104.780 m、102.778 m、93.788 m、88.289 m,表明随着不同类型重力数据的加入,水深预测精度明显提高,并且在深度大于2 000 m时,反演结果精度提升效果更为显著。将训练集占总数据集的比例分别设置为80%、70%、60%和50%,反演结果与船测水深之间的标准差分别为88.289 m、91.256 m、92.833 m、96.022 m,表明数据量的增多可以有效提高模型学习结果的精度。     

利用测高重力异常建立南中国海海底地形模型

论述了频率域内海深反演的基本原理,简要分析海底地形和海洋重力异常的函数关系。基于未补偿板块响应函数模型,利用测高重力异常和ETOPO1海深模型对南中国海海底地形进行反演,经ETOPO1模型和实测水深检核,反演出的海深模型相对精度在10%左右。该技术不需要船测数据作为控制,需要先验的海深模型作为参考,在浅海以及多海山地区精度较差,并存在过低估计海山峰值的问题。     

利用全张量重力梯度异常探测月球地下隐伏地质结构及其解释

将有限功率地形法(或称Tesseroid单元体球谐谱域正演法)运用到月球地形的重力梯度计算中,并通过圣杯任务(GRAIL)得到的重力场模型系数和Moontopo720地形模型数据,计算得到在GRAIL卫星高度经过地形校正后的全重力张量异常。综合重力梯度的多分量性质和相关实验结果,首先通过水平梯度异常估算月球主要质量瘤(mascon)的地下空间水平分布范围,然后通过全重力异常梯度带图初步验证潮汐重力引起的月球主要断层结构分布。     

中国及其邻区地形和均衡重力梯度的球面计算

基于GOCO03S、DTM2006和Airy-Heiskanen均衡模型,采用频谱域的球谐分析和综合方法计算中国及其邻区的地形和均衡影响。克服了平面模型误差影响,并首次给出均衡重力梯度异常分布图。对所得结果作初步分析和解释。     

基于改进“移去-恢复”算法的海底地形构建方法研究

为解决源测量数据生成海底地形过程中,数据处理方法影响海底地形精度和分辨率的问题,提出了一种多源水深数据融合方案。在分析DEM、海图水深和多波束测深数据特点的基础上,兼顾不同数据源的优点,克服单一数据源的不足,基于“移去-恢复”算法进行改进,使算法更适用于融合高精度数据源,融合海图水深和多波束测深数据于DEM,构建新的海底地形数据集。选取试验区进行真实数据试验,试验结果表明,该方法既能提高海底地形整体的精度和分辨率,又能保留高密度区域的细节信息。在试验区内,原始DEM数据分辨率为15″,均方根误差为29.408 m,传统经典的“移去-恢复”算法构建的数据集分辨率为3″,均方根误差为28.563 m,本融合方案构建的数据集分辨率为3″,均方根误差为18.841 m。可见,与传统算法相比,本文算法对高精度数据源的融合效果更好,构建的数据集精度更高。     

航空重力梯度测量飞行姿态影响及误差校正

在石油和金属矿勘探中,相对于重力异常数据,航空重力梯度数据含有更多的高频信号成分,能更好的描述小的异常特征。为了得到地下异常体的真实重力梯度数据,需要全张量梯度测量数据中有效地去除飞机自身梯度值的影响。针对这一影响,提出线性的校正方法。考虑飞行姿态的改变引起的空间坐标系的变化,在校正过程中给出旋转矩阵和张量转换矩阵来实现坐标系的统一。通过模型实验分析了自身梯度值随姿态角变化情况,用实际梯度数据计算证明了该方法能够减小几个E的姿态误差,有效提高数据的精度。     

顾及坡度和高程的多波束测深数据抽稀算法

海底地形数据是进行海洋科学研究、工程建设的重要数据源,水深信息作为海底地形数据的基础信息,反映了海底地形的起伏变化。因此,如何有效地处理水深数据成为海洋测绘的重点研究内容。为解决海量多波束测深数据的数据冗余问题,提出了一种顾及坡度和高程的多波束测深数据抽稀算法,能够兼顾数据抽稀的精度和地形特征点的保留。考虑到存在含有空洞、凹边界等局部空白区域的多波束测深数据,首先利用Alpha Shape算法提取测深数据局部空白区域的边界点;然后采用坡度和高程相结合的抽稀算法删除冗余点,得到抽稀结果。在实验区内,通过与基于坡度抽稀、顾及地形复杂度抽稀和基于系统抽稀算法进行对比实验,结果表明：(1)本文抽稀算法在测深数据局部空白区域生成的等深线较上述抽稀算法更贴近原始测深数据等深线的形态,可以有效保持地形形态完整性;(2)对不同地形的测深数据进行抽稀,本文算法的精度较上述抽稀算法均有不同程度的提升,尤其抽稀率较低时,本文算法较上述算法在MSE分别提升了16%、27%、14%和10%、36%、2%,RMSE分别提升了7%、12%、7%和5%、17%、3%,体现了本文算法对不同地形多波束测深数据抽稀的有效性...     

GPS水准网格间距的设计

在已布设GPS水准网的地区，若需内插其中任意一点的高程异常值时，应该了解该内插值的精度。导出了该内插点高程异常值的精度评定方法，并具体给出在我国C级GPS水准网中，该内插点高程异常推估值精度和该地区的地形和栅格重力异常分辨率的数学关系式和实例。在给定内插点高程异常值精度的局域大地水准面时，按不同地形和栅格重力异常分辨率的密度，根据文中给出的数学关系式，可以设计间距合理的B级或C级GPS水准网。     

基于扭矩测量的二维簧片重力梯度仪的设计

基于扭矩测量原理,设计了一个精度为1E的二维簧片重力梯度仪。它的敏感部分是一个簧片悬挂的二维Z形扭摆,用一个高灵敏度的二维电容微位移传感器来检测此摆的二维扭转情况,进而获得摆周围的重力梯度信息。该二维簧片重力梯度仪具有性能稳定、精度高等优点。     

日本9.0级地震区重力梯度的时空分布

基于重力梯度的球函数表式关系,采用2003年1月至2012年11月的112期月GRACE观测数据,计算了2011年日本9.0级地震区域的6个重力梯度分量的空间分布和地震区一些特征点在地震前重力梯度随时间的变化过程。结果表明:Tλλ、T rr、Tθλ与当地地质构造的分布有较好的对应关系。在日本9.0级地震前一年左右,重力梯度的6个分量不同程度上都存在震前异常变化,同震重力梯度变化明显。     

���ô�ֱ�����ݶ��쳣���ݺ��׵���

??????????????????????????????????????????????????????洹??????????????????????????????????????????????????????????????????????????ε?????о????о?????????Ч????????????????????????????????????????????????????????????????????????     

���׵��η��ݷ����Ƚ�

?о???????????η????????????????С???????÷??????3??2°×2°?????????к????????????????????????????????????????????С???????÷??????????????????????????????????????????????????????????FFT????????????????????????С???????÷?????????????ε????????????????????η????????ì???????????????????????????????????????????????????????????Σ??????????????????????????????μ??????????     

���ھ������۹�������ƽ���ռ������쳣�����о�

?о?????Airy-Heiskanen????????????????????????????????????????ο????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????о??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????EGM2008??????????????????????????????????????????????????????????????ж?????????????÷?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????     

Application of wavelet packet in gravity anomaly processing

Based on the advantages of the wavelet to separate regional field and local anomalies in MATLAB environment,a high-precision regional-residual separation was finally realized. Analytical continuation and trend surface analysis are conventional methods for gravity anomaly separation. But the wavelet packet analysis in analyzing gravity data can make the gravity anomaly to be computed at a higher precision. In this paper,wavelet packet method is used to process gravity anomaly data obtained in Laos,and the separation result is good. Daubechies wavelet series has a higher precision in the wavelet packet.     

利用布格重力资料研究太行山东南缘断裂构造特征

通过对豫北地区1∶20万布格重力异常数据进行小波多尺度变换,得到1~4阶小波细节所包含的重力异常信息,分析研究区内重力场源在横向和纵向上产生的异常特征,并结合地质构造环境对其成因进行解释。利用不同阶次小波变换结果,对太行山东南缘11条主要断裂及其空间分布特征进行分析解释,并推测各断裂的可能埋深。     

利用多种测高数据反演中国南海海域重力异常

联合Geosat/GM、ERS-1/168和Envisat 3种测高数据,基于高精度地球重力模型EGM2008,采用垂线偏差方法和逆Vening-Meinesz公式,利用移去-恢复技术确定了中国近海及邻近海域(0°N～42°N,102°E～138°E)分辨率为2′×2′的重力异常.在中国南海海域,测高重力异常与船测重力...     

扩边尺度对重力异常分层分离处理的影响——以插值切割法为例

以插值切割法为例,对理想模型在地表的重力异常数据进行不同尺度的扩边,并对扩边后的数据进行不同深度层源的切割分离。基于分离后的结果,从不同扩边尺度、不同深度层源的重力异常差异、扩边尺度与重力场源分离误差的角度研究扩边尺度对重力异常分层分离处理的影响。结果表明： 1） 理想模型数据区域的边界效应与扩边尺度、切割分离深度、异常的规模和幅度及空间位置等因素相关; 2） 扩边尺度的选择应综合考虑分析资料所需满足的精度和数据计算效率,扩边尺度不宜过大,扩边尺度与重力异常分层分离最大切割深度至少应满足2∶1的要求才能明显改善边界效应,对含有较大重力异常边界进行切割分离时,应在2倍扩边尺度的基础上再进一步扩边; 3） 边界效应的空间展布不是由数据区域边界向中心区域均匀分布,而与异常体的规模和空间位置有关。     

重力异常数据处理系统的开发与研究

利用SQL Server建立后台数据库和以面向对象的Delphi语言作为应用程序开发工具，在Windows 2000平台上开发了图形用户界面的重力异常数据处理系统。该系统集重力异常数据处理和数据库管理为一体，包括了数据输入、数据处理、数据查询、数据输出、数据库管理和系统安全管理六大功能模块。系统提供简洁的操作界面和友好的应用环境，便于用户使用。在实例运用中，将西藏地区的重力异常数据用该系统进行了处理。结果表明，系统操作简单方便．不仅能提高处理效率，还能实现对数据的系统管理。     

重力垂直梯度和重力异常辅助导航SITAN算法结果分析

在重力辅助惯性导航的仿真计算中,重力异常是人们常采用的辅助数据,重力垂直梯度数据对惯性导航的辅助能力还没有涉及过。利用重力异常数据和重力垂直梯度数据,在同一个区域内进行了多条航线SITAN匹配算法的仿真计算,并对SITAN算法的初始定位结果和匹配辅助导航的结果进行了统计分析。结果表明,无论在初始定位能力上还是匹配辅助导航能力上,重力垂直梯度的数据结果要好于重力异常数据结果。