形变观测序列变振幅年周期探测方法研究

针对形变观测数据振幅非均匀变化的情况,分别采用最小二乘法、基于F检验的分段最小二乘法及滑动傅里叶法进行年周期拟合,通过比较拟合残差分析各种方法的优劣和适用性。结果显示,在年周期振幅不变或渐变的情况下,3种方法拟合效果均较好,滑动傅里叶拟合略优于其他两种方法;在年周期振幅变化复杂且存在相位差的情况下,分段最小二乘法明显最优,但在分段点会产生阶跃及周期不连续的现象。     

地面高精度磁测在隐伏铁矿勘查中的应用——以山东省禹城市李屯地区铁矿为例

山东省禹城市李屯地区铁矿是赋存于巨厚层新生代地层下的矽卡岩型铁矿床。利用地面高精度磁测对该地区航测地磁异常进行查证,进一步圈定了地磁异常范围。通过对地磁异常ΔT数据的位场转换处理,圈定4个地磁高值异常区,选取其中1个异常区进行钻探验证,首次在鲁西北地区发现了品位高、厚度大的矽卡岩型铁矿,地质找矿工作取得突破性进展。     

航空重力数据向下延拓的逆泊松积分算法

给出计算航空重力数据延拓的泊松积分公式,通过向上延拓评定航空重力数据的精度。基于逆泊松积分,应用快速傅里叶变换算法和迭代法求解重力异常,进行向下延拓,通过对延拓结果和地面实测数据的比较分析,评价延拓方法的精度,并讨论在向下延拓算法中引入的低通滤波器的选择。实验表明,快速傅里叶变换算法的结果较好。     

基于BP神经网络的地磁变化场预测研究

以现有地磁台站的长期海量观测数据为基础,忽略地磁场成因及众多影响因素的复杂作用机理,对地磁变化场的时空关联性进行分析,挖掘数据中蕴含的规律信息,进一步构建基于BP神经网络的地磁变化场预测模型。通过实际地磁台站的观测数据对模型预测结果进行验证,结果表明,对于任意选取的100组验证数据,均方根误差为4.8 nT,求解精度能够满足一般科学研究对地磁变化场的精度需求。     

外形轮廓法识别南海沿岸4个文蛤地理群体

2013年10月至2014年3月在北海、防城港、海口和湛江4个海区分别采集35、34、35、37只文蛤样本,用外形轮廓法对各群体进行判别。通过SHAPE软件采集傅里叶函数解析出文蛤的外形轮廓参数,并对其进行主成分分析和判别分析。结果表明,前3个主成分共解释外形轮廓信息量的80.67%,其中第1主成分占49.72%。判别分析的逐步判定中,对4个海区文蛤的正确判定率为65.7%~94.6%,判定率最低的是海口群体,判定率最高的为湛江群体,平均正确判定率达到78%;交叉判定中,正确判定率为60.0%~94.6%,判定率最低为海口群体,判定率最高为湛江群体,平均正确判定率达为74.5%。研究认为,外形轮廓法可较好地判定4个海区的文蛤群体。     

一种区域精密天顶对流层延迟组合预报模型

针对现有区域天顶对流层延迟(ZTD)模型属于函数或格网型,参数固定,且难以表达ZTD时空快速变化特性等问题,提出一种基于小波变换、傅里叶级数拟合、自回归(AR)、支持向量回归(SVR)的组合预报新模型构建方法。该模型在时域内对ZTD序列进行小波变换,分解出低频和高频序列。低频序列采用傅里叶级数拟合成时间函数,高频序列则由AR进行预报。在空间域内利用SVR建立位置参数向傅里叶级数参数的映射。在该模型中输入时间与位置信息即可获取ZTD预报值。利用94个GNSS基站2 a的ZTD数据进行建模,24个GNSS基站1 a的ZTD数据进行预测对比。结果表明,实测值与模型预报值之间的平均偏差为-2.02 mm,均方根误差为3.07 cm,优于大部分区域ZTD模型。在伪距单点定位测试中,该模型能够显著提高定位精度。实验表明,该组合模型具有较高的预报精度和可靠性,具有一定的应用价值。     

基于离散傅里叶变换的线要素节点压缩方法

相较于传统删减顶点的线要素综合方法,基于傅里叶变换的线要素综合更能保留曲线的全局特征,但现有的傅里叶综合方法无法自动减少和控制点数,更多适用于曲线的平滑及多尺度表达。因此本文提出一种利用离散傅里叶变换进行线要素综合的方法。对曲线进行离散傅里叶变换,获得有限项傅里叶描述子;根据期望的压缩比对傅里叶描述子进行截断;根据截断后的描述子项进行离散傅里叶逆变换获得化简曲线。本文提出的这种傅里叶方法能够减少化简后曲线顶点数,适用于地图综合领域。本文通过四组实验验证了算法的可行性,展示其如下优点：① 能够在相应尺度上对线性地物进行平滑、渐进的化简和表达② 在现有傅里叶变换法的基础上能够保留曲线原顶点;③ 以顶点数作为综合过程参数,能够自动减少曲线顶点数;④ 相较于传统节点压缩方法,更注重整体形态的化简,在综合过程中能更好地保留曲线的整体特征;⑤ 在转换尺度较大的综合过程中,相较于传统节点压缩方法所保留的几何精度更高。     

不同数据预处理方法对北斗卫星精密定轨精度的影响

提出综合利用高次差法和多项式拟合法对COMPASS MEO卫星进行周跳探测的原理及实现方法,并采用COMPASS监测站实测数据使用不同的数据预处理策略对COMPASS MEO卫星进行精密定轨试验。结果表明,根据实测数据情况,合理选择周跳探测方法和预处理策略,可以改善定轨精度。     

火星极移时变分析与预报北大核心CSCD

火星极移属于火星定向参数,通过对火星极移时间序列周期项进行研究,可以更加深入地了解火星内部结构及大气和潮汐运动的特征与规律。利用NASA提供的NP.ang和NP.ds火星极移序列进行时变分析与预报,时变分析使用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)进行处理。结果表明,NP.ang与NP.ds两组数据的周期项长度基本一致,且与火星年具有很强的相关性。短期预报结果表明,使用差分整合移动平均自回归(autoregressive integrated moving average,ARIMA)模型对NP.ds进行20 d内的短期预报是一个可行的思路;中长期预报结果表明,使用最小二乘外推模型进行NP.ds数据的中长期预报是可行的,且使用准确度更高的周期项进行最小二乘外推模型的拟合,可以显著提高对NP.ds的中长期预报精度。本文研究结果可为火星极移的预报研究提供参考。     

钟祥台FHD观测数据影响因素分析

FHD地磁仪器的观测数据质量主要取决于观测数据的精度以及连续率,数据噪声影响观测数据的精度。对钟祥台地磁观测的主要干扰因素进行分析并提出解决对策,以期为地磁观测数据质量的提高提供参考。     

改进的地磁低点位移法与原方法对比分析

采用数学语言及MATLAB语言,对地磁低点位移法与其搭载软件进行改进：1)利用地磁突变界线自动成图技术代替人工画线以消除随机误差,思路为通过建立突变界线与台网地磁低点时间之间的几何解析关系来实现自动成图。首先对地磁台网进行Voronoi剖分,将突变界线的走向限定在地磁台网的Dirichlet镶嵌线上;然后通过最近邻插值法来计算低点时间等值线;最后将低点时间等值线图转化为二阶等值线图,从而提取出突变界线。2)利用地磁台站当地时间代替原有的格林威治时间(Greenwich time, GMT),以消除由经度效应引起的低点时间偏差,思路为建立台站的格林威治时间、台站经度与台站当地时间的函数关系,输入台站格林威治时间、台站经度,输出台站当地时间。并以2017年九寨沟MS7.0地震前07-20地磁低点位移现象为例,对改进后的新方法进行评价。     

一种新的轮廓线三维地质表面重建方法

在三维地质建模中,由于地质剖面与医学CT有本质上的相似性,因此,轮廓线的三维表面重建技术有广泛的应用。目前,较为成熟的算法并没有考虑地质数据的特殊性,由于地质体形态复杂多变,地质剖面稀疏、数据来源多样等特点,将普适的算法应用到地质建模中,只是解决了重建曲面的合理性,并没有关注曲面的几何质量,导致曲面无法达到地质建模对于模型质量的要求。本文针对地质数据的特点,提出了一种新的轮廓线表面重构方法。在不改变轮廓线连接的合理性与正确性的情况下,通过生成过渡剖面轮廓线,克服传统方法生成曲面过于粗糙的缺点,以提高建模质量。在Creatar三维地质基础平台上,对多种情况的剖面数据实验结果表明,在数据稀疏的情况下达到了良好的建模效果。该方法的扩展模型满足了地质剖面轮廓线建模中复杂地质情况,以及交叉剖面数据的曲面重建,且算法复杂度低,实现简单,有较强的实用性。     

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正六边形格网DEM下的等高线生成算法及质量评价

正六边形格网由于各向同性、邻接等效、拟合精度高等优点,被作为规则格网DEM数据结构的格网单元,已应用到流向分析、谷地线提取等数字地形分析中,但是其质量检测评价仍没有得到很好的研究,DEM的质量直接影响到后续数据分析结果以及相关决策的正确性与可靠性。使用常规的方法如检查点法、剖面法只能在局部评价DEM的误差情况,无法全面的评价DEM的质量。而等高线能够反映地形地貌的整体情况,因此等高线回放法通过分析回放等高线的质量,进而检测评价DEM的质量,是评价DEM质量的一种相对全面准确的方法。因此,本文将顶点高差标记法应用到六边形DEM格网结构中,为正六边形规则格网DEM提出了一种等高线生成算法,并对正六边形格网DEM的数据质量进行评价和分析。首先,本文利用生成等高线拓扑正确性、与原始等高线贴合度以及弯曲特征保持情况3个指标以评价六边形格网结构下的基于顶点高差标记法所追踪的等高线,其具有无自相交等拓扑错误、与原始等高线贴合度高、弯曲特征保持情况良好等特点,证明了该算法的可行性。此外,本文将该生成方法应用到不同规则格网DEM质量对比中,即基于顶点高差标记方法分别生成四边形DEM和六边形DEM的等高线,并基于上述3个指标对比六边形DEM和四边形DEM生成等高线的质量,从而进行六边形DEM和四边形DEM的质量差异比较,实验比较表明,在相同分辨率下,六边形DEM回放的等高线与原始等高线的贴合度更高,弯曲特征保持情况更好,并且随着分辨率的降低,其贴合度降低幅度较小,弯曲特征丧失较少,并未出现尖角化、形状过度变形等情况,因此六边形DEM的质量优于四边形DEM,并且随着分辨率降低,六边形DEM的精度折损程度更小。     

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基于ARMA模型的地磁偏角缺数处理方法

针对地震仪器记录的地磁数据存在单点缺失和连续多点缺失而不利于地震数据处理和地震预报的问题,同时为了快速处理非震异常值,本文提出将时间序列自回归移动平均（ARMA）预测模型用于地磁数据插值处理,并与均值插值、线性插值进行对比分析。结果表明,均值插值、线性插值和 ARMA 模型单点缺失的平均标准误差分别为 0.110 2、0.006 9 和 0.000 1,连续多点缺失的平均标准误差分别为 0.258 23、0.194 2 和 0.004 86,说明 ARMA 模型在单点缺失和连续多点缺失时均具有较低标准误差,且能很好地保持实际观测序列的曲线形态,插值效果较好,有望成为地磁数据序列处理的一种新方法。     

黑龙江林口MB6.4深震前通河地磁谐波振幅比异常特征

采用黑龙江通河地磁台分钟值数据进行谐波振幅比计算，结果显示：2016-01-02黑龙江林口MB6.4深源地震前，距离震中150 km的通河地磁台谐波振幅比出现明显异常，异常特征有：1）地磁谐波振幅比YZHx和YZHy主要表现为“下降-转折-恢复”的形态；2）谐波振幅比异常变化中的转折上升形态具有由深（较长周期）至浅（较短周期）的迁移特征；3）2014-03~2016-01YZHy在不同深度出现介质电性不同步异常；4）YZHy异常幅度大于YZHx异常幅度。异常产生的原因可能是由于西太平洋板块持续以高速度、小倾角向欧亚大陆下方俯冲，林口地震前孕震体应力变化导致地磁台站附近局部介质电性产生变化。     

西部新型智慧城市规划与建设模式探析——以兰州市为例

针对西部欠发达地区新型城镇化发展面临的问题,通过总结地处西部欠发达地区的兰州市在新型智慧城市规划建设框架体系和重点领域,以及兰州市在新型智慧城市建设方面所取得的阶段性成果,提出在大数据背景下兰州新型智慧城市规划建设模式,即以下三方面:一是以政府战略为主导的顶层设计;二是注重智慧民生服务与社会治理;三是开创综合创新型智慧新区建设。最后针对目前兰州新型智慧城市建设阶段,提出今后持续改进的3个着力点:一是建立以"大数据"为依托的新型智慧城市建设战略,二是打破"信息孤岛",加快提升"互联网+政务服务"水平,三是建立"绿色、协调、可持续"的低碳发展构想。     

基于等高线簇分析的复杂建筑物模型重建方法

近年来,基于LIDAR点云数据的建筑物重建模型一直是研究的热点。目前,出现的许多算法对简单建筑物,如平顶房屋、人字行屋顶及其他规则房屋的重建取得了不错的效果,但是,对于结构复杂的建筑物重建问题仍然有待解决。针对这一问题,本文提出了一种利用等高线簇分析从LIDAR数据中自动重建复杂建筑物模型的新算法。该算法是一种自底向上的数据驱动方法,以等高线所反映出的建筑物轮廓特征为基础,充分利用等高线封闭性和明确的拓扑关系,采用等高线形状分析的方法来实现建筑物的检测和模型识别与重建。算法实现分为4个步骤,首先,通过对LIDAR点云数据的DELAUNAY三角化跟踪提取等高线,然后利用等高线的长度,面积等形状参数来提取建筑物等高线,再通过拓扑分析,以及形状匹配的方法对等高线进行分簇,得到同一建筑物不同组成部分的等高线簇,最后,对各簇等高线进行模型参数优化并按拓扑关系进行重组得到完整的建筑物模型。通过对多层次、多曲面等复杂建筑物的重建实验证明了此方法的可行性。     

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