水位动态周期性干扰的小波方法分析研究

1 小波分解与重构 对任意信号,离散小波变换是将信号分为低频部分和高频过程.近似主要是系统的低频成分,细节是高频成分.本研究中,对水位数据出现周期性变化的数据进行小波分解和重构,得到剔除干扰后的曲线,并对重构后的水位数据进行再次分解,得到其噪声特征信息.     

基于小波分解与同步挤压变换的西昌小庙台形变典型干扰的时频响应特征研究

为高精度识别定点潮汐形变观测中干扰信号的时频响应特征,提出一种基于小波分解和同步挤压变换的形变干扰数据分频时频分析方法.首先,选用合适的小波基和分解层数对原始数据做多尺度分解和重构,提取出目标异常干扰分量信号;其次,基于分频策略采用高频分辨率较好的同步挤压广义S变换处理高频干扰分量,采用低频分辨率较好的同步挤压小波变换处理中低频干扰分量,同步挤压变换可以在传统方法结果基础上进一步“挤压”瞬时频带,获得更高精度的时频谱结果.利用该方法处理分析2016—2020年西昌小庙台形变观测中受调零标定、人为进洞、道路施工交通、抽水、降雨、地震波等因素影响的典型干扰数据,得到各类形变观测手段在不同干扰因素下的时频响应特征,为准确识别干扰及异常特征提供时频谱特征方面的参考.     

小波分析在前郭水化观测资料处理中的应用

本文从小波变换原理入手,选取正交小波（Daubechies小波）对前郭井近10年水化观测资料进行分析,结果表明小波分析可以很好的抑制数据的干扰,将原始信息中高频信息和低频信息分辨出来。运用小波变换对观测资料进行处理后,映震效果明显优于原始资料,一些趋势变化和短临变化更直观,异常信息更加丰富,更有利于利用前兆数据进行地震预测。     

小波分析在地下流体数据处理中的应用

流体数据受各种干扰较大,有些甚至难以分辨变化量级.例如,5日均值就是对5天的日测值求平均,那么,5天之内的随机变化被削弱.这样对于一些弱信号经过平均以后会看不清原有的变化.另外,封闭性不好的井孔水位易受降雨干扰,而降雨的影响很难定量排除.因此,需要一种能够有效去除各种干扰的去噪方法.小波分析是近年兴起的信号处理方法,具有良好的时频局部化特征.它不但可以准确地描述瞬变信号的局部特征,还可以通过多尺度变换,从不同频带上观察信号的特征与演变.本文利用小波分析对地下流体数据进行多尺度小波分析,结果表明:利用小波分析可以较好地将数据的趋势变化和局部变化分开,并能有效地抑制噪声.     

用小波变换和最小二乘支持向量机方法预测华南地震区年度最大地震

应用小波变换和最小二乘支持向量机（LSSVM）相结合的方法（小波-LSSVM）预测华南地震区年度最大地震。先用小波变换将地震序列分解成不同尺度水平（频率段）的子序列，再用LSSVM方法分别对各子序列建模预测，最后重构各子序列的预测结果并得到最终预测结果。经与周期图方法和LSSVM预测方法比较研究表明：模型输入量中包含地球自转速率变化的小波-LSSVM方法预测效果很好，可以用于华南地区年度最大地震预测研究，且地球自转变化与华南地震时间序列的低频部分（趋势）和高频部分（短期变化）之间存在很强的、互不相同的非线性关系。     

小波变换在少震、弱震区地下水位数据分析中的应用

利用小波变换和多尺度分析原理，对位于少震弱震区的湖南的具有不同变化形态的6口典型井4年的水位日均值序列进行了分析。结果显示，通过多尺度分析可以很方便地将水位日均值序列中的高频部分与低频部分分开，而且对不同井孔的含水层系统而言，分离出去的频率成分的主模是不同的，这反应出不同井孔的含水层系统对同一频率的响应存在差异，主模的频率反映了正常背景下井孔－含水层系统的优势频率。Morlet小波分析的结果对时间序列的突然变化和周期结构都有很好的反映。     

小波分析在甘肃天水断层气氡数据分析中的应用

利用db4小波变换分析原理，对甘肃天水毛集、马窑和原家庄3个测站2021—2022年的断层气氡观测数据进行分析，并将资料中低频和高频成分进行有效分离。结果表明：小波变换方法对不同频率的信息识别功能较强，能够更直观和显著地反映地震前兆异常现象。结合震例研究表明，小波分析是断层气氡观测资料消除噪声，识别地震中短期异常的一种有效方法。     

最优小波基选择法在测震数据干扰处理中的研究与应用

选取成都地震台的测震数据作为研究样本,将不同的小波基进行了以重构精度、相对SNR值以及去噪后频谱的分析结果为依据的筛选流程。结果显示:bior2.4小波基重构精度最佳、去噪效果良好、更加完整地保留了样本的有效高频信号,是适合成都地震台测震数据的最优小波基。将其应用于成都地震台的测震数据干扰处理,波形去噪效果明显,波形的信噪比得到明显提高,对震级计算并无显著影响。     

水位动态周期性干扰的小波分析

通过对“十五”水位动态干扰调查和分类总结,得到一类受周期性干扰的水位动态曲线。通过对该类动态的水位序列进行小波分解,得到其水位时间序列的不同分解层次的干扰特征;利用小波重构剔除干扰信息,得到水位动态的重构时间序列;通过对多个台站的水位序列进行小波分析,得到该类干扰的典型动态特征。     

内蒙古中部地区形变主要干扰的时频响应特征分析

选取内蒙古中部地区定点形变观测中受降雨、大风、气压干扰以及地震波影响的典型数据,采用S变换,对该地区形变观测中4种主要干扰信号的时频响应特征进行分析与讨论。结果表明,降雨干扰信号主要集中在低频区域,其频率先增大后减小;大风干扰表现为高频干扰,时频域能量强度与观测曲线受风扰影响变化幅度成正比;气压干扰信号的优势频率分布在低频段内;地震波影响中VP垂直摆和JCZ地震计记录的地震波较为相似,但VP垂直摆记录的频段要小于JCZ地震计,VP垂直摆主要记录的是低频地震波。同时,4种干扰信号的时频域频率、能量强度随时间变化趋势与数据观测时域变化趋势相一致。     

A Monte Carlo study of rainfall forecasting with a stochastic model

A procedure for short-term rainfall forecasting in real-time is developed and a study of the role of sampling on forecast ability is conducted. Ground level rainfall fields are forecasted using a stochastic space-time rainfall model in state-space form. Updating of the rainfall field in real-time is accomplished using a distributed parameter Kalman filter to optimally combine measurement information and forecast model estimates. The influence of sampling density on forecast accuracy is evaluated using a series of a simulated rainfall events generated with the same stochastic rainfall model. Sampling was conducted at five different network spatial densities. The results quantify the influence of sampling network density on real-time rainfall field forecasting. Statistical analyses of the rainfall field residuals illustrate improvement in one hour lead time forecasts at higher measurement densities.     

Earthquake Engineering and Engineering Vibration Aims And Scope

正This journal is established by the Institute of Engineering Mechanics(IEM),China Earthquake Administration,to promote scientific exchange between Chinese and foreign scientists and engineers so as to improve the theory and practice of earthquake hazards mitigation,preparedness,and recovery.To accomplish this purpose,the journal aims to attract a balanced number of papers between Chinese and     

INTERNATIONAL RESEARCH AND TRAINING CENTER ON EROSION AND SEDIMENTATION(IRTCES)

正Director:Shangfu Kuang,China Vice-directors:Chunhong Hu,China Duihu Ning,China Guangquan Liu,China The International Research and Training Center on Erosion and Sedimentation(IRTCES)was jointly set up by the Government of China and UNESCO on July 21,1984.It aims at the promotion of international exchange of knowledge and cooperation in the studies of erosion and     

Calendar of events

正~~     

Information for authors

正SCIENCE CHINA Earth Sciences,an academic journal cosponsored by the Chinese Academy of Sciences and the National Natural Science Foundation of China,and published by Science China Press and Springer,is committed to publishing high-quality,original results in both basic and applied research.