一种新的实时电磁逆散射方法

为解决介质圆柱体逆散射问题，提出一种新的在线逆散射方法,通过支持向量机将逆散射问题转化成一个回归估计问题. 该方法可应用于各种逆散射方面, 尤其是目标的几何与电磁参数重构和埋地目标探测. 文中首次将支持向量机方法应用到该领域，设置多个散射场的观测点，通过提取散射场的不同信息作为样本信息训练支持向量机, 建立了介质圆柱体的逆散射模型, 利用该模型重构了介质圆柱体的电磁参数，同时探测了埋地位置. 数值结果显示了该方法的有效性和准确性,为目标的实时逆散射研究提供了一种有效方法.     

龙门山中北段流域地貌特征及其构造意义

龙门山中北段位于青藏高原东缘,该区作为高原向东扩展的前缘部位,其地形与河流水系的演化记录了高原隆升与挤压扩展及其气候环境效应的各种信息。龙门山中北段构造活动有明显差异,从中段逆冲为主转化为北段的走滑为主,本文采用定量化地貌参数从构造地貌的角度揭示了区域构造活动的差异。龙门山中北段地貌因子（坡度、地形起伏度和条带状剖面）的阶梯状分布特点,显示了高原扩展的逆冲推覆特征,在中央断裂处构造抬升作用最强,同时显示出了南北向构造活动减弱的趋势,由中段的逆冲转换为北段逆冲兼走滑的形式。北川-映秀断裂两侧流域的HI值也显示了断裂上盘高、下盘低、沿走向减弱的趋势。综合分析认为,本区构造活动是地貌演化的主控因素,龙门山中北段地形存在差异,北川-映秀断裂两侧的小流域地貌指数分析显示,构造抬升活动自南向北减弱,中段以逆冲为主,北段为逆冲兼走滑。     

基于ALOS PALSAR影像的莫勒切河洪积扇地貌面定量分期

洪积扇是干旱—半干旱地区最普遍、最基本的地貌,洪积扇地貌面记录了第四纪以来构造活动、气候变化的重要信息,为构造运动、古环境和地貌演化等方面的研究提供参考,但目前缺少可靠的区域洪积扇地貌面定量分期方法。洪积扇地貌面的粗糙度是地貌演化过程中一个重要的特征。本研究利用合成孔径雷达(SAR)技术,选择公开的空间分辨率为15m的L波段ALOS PALSAR数据,采用横剖面线法获得不同级洪积扇地貌面的后向散射系数,实现阿尔金断裂带西段莫勒切河洪积扇地貌面的大范围定量分期。结果表明:1) L波段HH极化方式的SAR数据对洪积扇地貌面的粗糙度特征敏感,适合划分莫勒切河地区不同级的洪积扇地貌面; 2)在相对平坦的干旱—半干旱地区,SAR数据的后向散射系数主要表征地表的粗糙度,利用后向散射系数可对洪积扇地貌面进行大范围定量分期; 3) SAR数据的后向散射系数为划分不同级的洪积扇地貌面提供了一种定量参考指标,可减少因洪积扇地貌面的空间分布不连续导致的地貌面分期误差。     

乌兰乌拉湖-玉树断裂东段晚第四纪滑动速率

乌兰乌拉湖-玉树断裂是巴颜喀拉地块与羌塘地块分界地带的一条重要活动断裂.该断裂东段晚第四纪以来活动强烈,断错地貌特征明显,为全新世活动的左旋逆冲断裂.利用后差分GPS对阶地与洪积扇断错地貌进行了精细测量,并结合碳十四(14C)和光释光(OSL)测年结果对地貌面年代进行限定,获得该断裂东段晚更新世晚期以来的垂直位错量为5...     

涪江流域河流地貌特征对虎牙断裂带活动性的响应

青藏高原东缘岷山东边界的虎牙断裂带强震频发,但因第四系保留有限,目前对于该断裂的活动性仍认识不清。而基岩山区河流地貌与活动构造关系研究发现,河流地貌特征能够很好地记录构造活动信息。虎牙断裂带横跨涪江流域,这为通过河流地貌研究虎牙断裂的活动特征提供了条件。文中选择涪江流域SRTM 30m精度数字高程模型(DEM)数据,利用GIS技术提取了涪江流域坡度(slope)、局部起伏度(local relief)、标准化陡峭指数(ksn)、面积-高程积分值(HI)等地貌指数,并对跨虎牙断裂带小流域盆地的平均陡峭指数(ks)和面积-高程积分值进行对比,结合野外调查、岩性、降水与现代侵蚀速率等特征,分析讨论了涪江流域地貌特征与虎牙断裂带活动特征的关系。研究表明:1)涪江流域基本处于稳态状况,区内仅有跨雪山断裂带的河道剖面显示明显的裂点,其余跨断裂河道剖面无明显裂点存在;2)虎牙断裂带两侧地貌指数差异明显,整体上表现为西高东低,这应与虎牙断裂的逆断活动有关;3)断裂两侧的小流域地貌指数差异分析表明,沿虎牙断裂带自北向南抬升作用逐渐增强,反映了虎牙断裂带北段以走滑为主,南段以逆断为主。该研究有助于提高对青藏高原东缘隆升变形机制的理解。     

小波极大值法在长波辐射地震异常信息提取中的应用

小波方法作为近年来兴起的一种数据挖掘方法已经应用于地震科学的研究领域.本文介绍了如何利用小波极大值法提取长波辐射值中的地震异常信息,即利用连续小波变换方法计算小波极大值,依据长波辐射在时间、空间上的连续性得出研究区的小波极大值分布,通过分析图中小波极大值的分布形态来识别地震异常,并以汶川地震为例介绍了如何利用小波极大值法提取长波辐射中的地震异常.     

河西走廊北部合黎山南缘断裂晚第四纪滑动速率及其对青藏高原向北东扩展的响应

合黎山南缘断裂是位于河西走廊盆地北侧的控盆断裂,断裂以挤压逆冲为主要活动方式,合黎山的地貌隆升伴随着断裂的活动.断裂分段与地貌分段有完全的一致性,说明合黎山隆升的主要构造作用方式是断层作用.     

六盘山断裂带构造活动特征及流域盆地地貌响应

通过航卫片解译和野外实地调查,对六盘山断裂带新活动特征开展详细研究。调查发现六盘山东麓断裂为一条全新世活动的逆左旋走滑断裂,而六盘山西麓断裂为晚更新世活动的挤压逆冲断裂,二者的构造活动控制和影响了本区的地貌发育和地震活动。同时利用SRTM数据提取六盘山东西两侧泾河和水洛河上游流域盆地水系,得到流域盆地面积-高程积分值(HI值)分布图,探讨本区活动构造和地貌的响应关系。分析结果表明,在相同的岩性条件下六盘山东侧的HI值要低于西侧,反映了活动断裂对本地区地貌演化特征的不同影响。上述地貌分析研究为认识和理解六盘山地区地貌演化以及控制因素提供了基础数据和思路。     

X-ray医疗设备的空间分辨率及其傅立叶分析

本文归类分析了影响X-ray医疗设备空间分辨率的若干因素。从原理层面，基于对不同X-ray医疗设备(传统X-ray，计算机断层扫描CT，运动成像Tomosynthesis)采集信息完备程度的分析，分别从空间域和频率域的角度论证了信息完备性程度的一致性。从而有助于医疗科研工作者加深对空间分辨率及其和信息采集完备性关系的认识。     

基于ArcGIS平台的天山北麓活动逆断层智能化提取方法的研究与实现

数字地形分析是活动构造和构造地貌研究中的一种重要手段，目前已被广泛应用于地表过程分析中。随着高精度数字地形数据获取的日益便捷，精细定量化研究地貌参数已成为一个重要趋势。呼图壁断裂和独山子断裂位于天山山脉北麓，地表迹线十分典型而显著。在这2个区域内，前人已经完成了区域大比例尺活动断裂地质地貌填图，并发表了大量研究成果。因此，它们是十分理想的探索断层迹线自动化提取方法的2个区域。在实际提取过程中，根据逆断层陡坎的倾向是否与其所在地貌面坡向一致，文中分别定义了正向和反向逆断层陡坎。基于对这2种不同断层陡坎形态的分析，利用ArcGIS软件平台并选择恰当的地貌参数实现了对断层地表迹线的提取。通过坡度计算、冲沟提取、数据密度分析和流程建模等步骤，建立了2套智能化提取流程。最终提取结果与以往的地质地貌填图和遥感数据目视解译结果基本一致。除此之外，独山子研究区的提取结果还揭露了未曾被识别的反向断层陡坎迹线。这不仅说明文中提出的方法具有很好的适用性，同时也能够提取十分细小的逆断层地表迹线。与传统方法相比，这种人机交互式的半自动化方法大大提高了工作效率。但是，如何真正实现任意地质构造背景中逆断层地表迹线的...     

活动断层填图中的航片解译问题

遥感技术和高精度遥感信息的进步,极大地推动了活动构造和地震地质研究的发展,各种遥感技术在最近几年活动断层填图工作中得到了广泛的应用.如何充分利用各种遥感技术,充分挖掘各种遥感信息以提高填图工作的效率和精度,引起了广大相关科技人员的重视.航空照片以其高精度和高直观性在所有遥感信息源中占据着重要的地位.20世纪中晚期,中国...     

基于MATLAB的定点形变观测数据时频分析软件设计及应用研究

为方便台站工作人员快速准确分析定点形变观测数据的时频响应特征,利用MATLAB软件研发了基于小波分析和同步挤压时频变换的交互式数据处理与成图软件包。该软件包遵循模块化设计原则,利用导入模块读取从中国地震前兆台网数据处理系统下载的原始数据,利用预处理模块对缺失数据进行插值补全,利用小波分解与重构模块从原始数据中提取待分析的目标信号分量,利用同步挤压时频分析模块对提取目标进行高精度时频分析,并在各模块关键节点中增加绘图功能,全部处理过程采用绘图-参数输入-绘图交互的方式进行,参数灵活可调,且每步计算结果直观清晰。应用该软件包对2020年1月至2021年6月西昌小庙台DSQ型水管仪和SS-Y型伸缩仪整时值采样数据进行固体潮时频计算,并与理论固体潮时频结果进行对比,结合时频辅助分析方法,从时频谱角度初步评价了2套仪器观测资料的质量情况,为台站日常数据跟踪分析提供了参考。     

How Bayesian data assimilation can be used to estimate the mathematical structure of a model

In previous work, we presented a method for estimation and correction of non-linear mathematical model structures, within a Bayesian framework, by merging uncertain knowledge about process physics with uncertain and incomplete observations of dynamical input-state-output behavior. The resulting uncertainty in the model input-state-output mapping is expressed as a weighted combination of an uncertain conceptual model prior and a data-derived probability density function, with weights depending on the conditional data density. Our algorithm is based on the use of iterative data assimilation to update a conceptual model prior using observed system data, and thereby construct a posterior estimate of the model structure (the mathematical form of the equation itself, not just its parameters) that is consistent with both physically based prior knowledge and with the information in the data. An important aspect of the approach is that it facilitates a clear differentiation between the influences of different types of uncertainties (initial condition, input, and mapping structure) on the model prediction. Further, if some prior assumptions regarding the structural (mathematical) forms of the model equations exist, the procedure can help reveal errors in those forms and how they should be corrected. This paper examines the properties of the approach by investigating two case studies in considerable detail. The results show how, and to what degree, the structure of a dynamical hydrological model can be estimated without little or no prior knowledge (or under conditions of incorrect prior information) regarding the functional forms of the storage–streamflow and storage–evapotranspiration relationships. The importance and implications of careful specification of the model prior are illustrated and discussed.     

多源信息叠合在延吉盆地油气远景预测的应用

基于GIS的多源信息叠合评价方法是以基础地质图件或数据作为信息,将原始地质图件和数据网格化并赋以属性值,通过地质信息分级标准,变换为标准信息图,通过因子分析,确定各参数的权重并建立油气评价模型,用符合地质含义的关系式进行数据与图层、图层与图层之间的叠合、计算,最后通过空间隐含信息的提取,预测出盆地的有利勘探区域.作者采用该方法,对已发现工业油气流的延吉盆地进行了多源信息叠合、计算评价,指出了章岩洞-崇明、延吉市周遍、铜佛寺周遍三大区块为油气勘探有利远景区.     

Methods for the visualization of digital elevation models for landform mapping

Digital elevation models (DEMs) are increasingly used for landform mapping, particularly with the growing availability of national and global datasets. In this paper we describe a variety of techniques that can visualize a DEM. We then compare five techniques to ascertain which performs the most complete and unbiased visualization. We assess the visualization techniques by comparing landforms mapped from them against a detailed morphological map (derived from mapping of multi‐azimuth relief‐shaded DEMs cross‐checked with stereo aerial photographs). Results show that no single visualization method provides complete and unbiased mapping. The relief‐shaded visualizations are particularly prone to azimuth biasing, although they can highlight subtle landforms. We recommend curvature visualization for initial mapping as this provides a non‐illuminated (and therefore unbiased) image. Initial mapping can then be supplemented with data from relief‐shaded visualizations. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

天山地区地貌系统的自仿射分形与多重分形特征研究

利用标准偏差法和固定质量法，研究了新疆天山地区跨越多个不同构造地貌单元的两条地形剖线的自仿射分形和多重分形特征。结果表明：在所研究的标度范围内，两条剖线均表现出了不同特征的多度域分形性质，多重分形谱Dq的形态和值域范围也呈现出不同特征研究认为，地貌形态并不是完全随机的，而是一种确定性随机，不同标度区间的分维值表征了内外营力作用的方式，强度和空间尺度，同时提出地貌宏观与微观作用尺度的分界点在5km左右。这些结果对地貌动力学定量研究具有重要意义。     

基于GIS的震后修复建筑物空间分布格网化方法研究

针对传统格网化方法存在计算误差较大、计算效率较低等问题,提出一种新的方法——基于GIS的震后修复建筑物空间分布格网化方法。利用DEM数据、土地数据以及基础地理数据等,提取地形、地貌等各种影响因子。利用建筑面积总和以及土地利用分类数据进行多元线性回归建模,获取50 mm格网尺度下的建筑分布,利用POI数据与建筑空间的相关性,引入四叉树获取最高中心点集,在上述基础上构建格网震后修复建筑物空间分布模型,完成震后修复建筑物空间分布。实验结果表明,所提方法可有效降低计算误差,提高计算效率。     

利用多次波提高地震数据分辨率方法

目前对多次波的有效利用仅围绕多次波成像技术展开,通过成像多次波试图获取更丰富的地下构造信息.不同于该思路,本文另辟蹊径,从利用多次波提高地震数据分辨率角度出发,对多次波的有效利用进行了深入挖掘.首先基于聚焦变换思想在聚焦域内实现多次波的降阶,通过理论推导得出聚焦域内多次波表现为原始数据的多维子波反褶积这一重要结论,从理论上证明了本文方法提高地震数据分辨率的可行性;然后采用引入整形正则化的非稳态回归自适应匹配滤波方法将聚焦域内由多次波构建的高分辨率数据分离出来,实现原始数据的高分辨率转换.与常规反褶积模型不同,该方法基于波动理论推导得出,可以适用于任意复杂情况;每一道输出结果中所有炮记录都参与了运算,从空间上加以约束,在提高纵向分辨率的同时可以改善数据的横向分辨率.最后通过模型试算和实际资料处理对本文方法的有效性、适应性和实用性进行了验证.     

A Bayesian trans-dimensional approach for the fusion of multiple geophysical datasets

We propose a Bayesian fusion approach to integrate multiple geophysical datasets with different coverage and sensitivity. The fusion strategy is based on the capability of various geophysical methods to provide enough resolution to identify either subsurface material parameters or subsurface structure, or both. We focus on electrical resistivity as the target material parameter and electrical resistivity tomography (ERT), electromagnetic induction (EMI), and ground penetrating radar (GPR) as the set of geophysical methods. However, extending the approach to different sets of geophysical parameters and methods is straightforward. Different geophysical datasets are entered into a trans-dimensional Markov chain Monte Carlo (McMC) search-based joint inversion algorithm. The trans-dimensional property of the McMC algorithm allows dynamic parameterisation of the model space, which in turn helps to avoid bias of the post-inversion results towards a particular model. Given that we are attempting to develop an approach that has practical potential, we discretize the subsurface into an array of one-dimensional earth-models. Accordingly, the ERT data that are collected by using two-dimensional acquisition geometry are re-casted to a set of equivalent vertical electric soundings. Different data are inverted either individually or jointly to estimate one-dimensional subsurface models at discrete locations. We use Shannon's information measure to quantify the information obtained from the inversion of different combinations of geophysical datasets. Information from multiple methods is brought together via introducing joint likelihood function and/or constraining the prior information. A Bayesian maximum entropy approach is used for spatial fusion of spatially dispersed estimated one-dimensional models and mapping of the target parameter. We illustrate the approach with a synthetic dataset and then apply it to a field dataset. We show that the proposed fusion strategy is successful not only in enhancing the subsurface information but also as a survey design tool to identify the appropriate combination of the geophysical tools and show whether application of an individual method for further investigation of a specific site is beneficial.