三维动态趋势面模型在地面沉降分析中的应用

在趋势面拟合模型的基础上考虑时间项,建立三维动态趋势面模型,并通过模拟数据验证模型的适用性,最后对南沙地区GPS沉降监测网数据进行分析。结果表明,三维动态趋势面模型可以反映区域沉降的整体时空变化趋势,并具有良好的时空插值效果。     

一种新型低成本海洋测温仪的研制

设计采用新型的测量模式,用单片机内部计数器记录由精密电阻及精密电容构成的RC电路充电和放电时间并根据相应的算法计算得出热敏电阻阻值,在此过程中采用比值算法消去部分器件精度引起的误差,热敏电阻阻值转化为温度值(即数据处理)采用基于最小二乘法的曲线拟合方法.该测温仪主要由RC电路、C8051F005、AT45DB642D、PCF8583构成.RC电路由精密电阻、精密电容及热敏电阻构成,C8051F005控制整个系统的运行及运算,AT45DB642D为8MB容量FLASH存储器,PCF8583为整个系统提供日历时钟并通过输出中断控制电源模块使能与禁止.为测试该测温仪性能,该测温仪与RBR TR- 1060在外海进行了对比试验,效果良好.     

基于不等式约束的最小二乘法三维电阻率反演及其算法优化

基于光滑约束的最小二乘法是三维电阻率反演的主要方法,但该方法在某些情况下存在着多解性较强的问题,且普遍耗时较长,严重制约了三维反演方法的推广与发展.为改善上述问题,将表征模型参数变化范围的不等式约束作为先验信息引入最小二乘线性反演方法中,有效地改善了反演结果的精度,降低了反演的多解性问题.为了解决耗时较长的问题,基于预条件共轭梯度(PCG)算法和Cholesky分解法的特点提出了一套优化三维电阻率反演计算效率的计算方案.在该方案中,Cholesky分解法被用来求解敏感度矩阵计算中的多个点源场的正演问题,Cholesky分解法只需对总体系数矩阵进行一次分解,然后对不同的右端向量进行回代即可.将预条件共轭梯度法引入到三维电阻率反演方程的求解中,将雅可比迭代中的对角阵作为预处理矩阵,其具有求逆方便、无需内存空间的特点,有效地加快了收敛速度.对合成数据以及实测数据的反演算例表明,借助不等式约束和反演效率优化方案,最小二乘反演方法可得到较为精确的反演结果,有效地提高了反演计算效率,具有良好的推广前景.     

复信号分析技术在地质雷达预报岩溶裂隙水中的应用研究

对岩溶裂隙水进行及时准确的预报,是当前岩溶隧道设计和施工中亟待研究和解决的关键问题。复信号分析技术能够提取多个参数进行综合判断,基于此优点,尝试将复信号分析技术引入到地质雷达探查水体的研究中。对雷达数据中的水体异常分别从振幅、频率和相位等方面进行综合判断,克服了以往判断依据单一的缺点,为利用地质雷达进行岩溶裂隙水预报提供了一种切实可行的方法。首先,介绍了复信号分析技术的原理,阐述了在地质雷达信号处理中引入复信号分析技术的必要性;然后探讨了基于复信号分析技术的地质雷达预报岩溶裂隙水的可行性,得出了判断水体的依据。最后结合工程实例,对地质雷达数据进行了复信号处理,并对岩溶裂隙水进行了综合判断。与开挖结果对比显示,复信号分析技术的运用较大的提高了岩溶裂隙水预报的准确性和可信性。     

新疆艾比湖区第四系及沉积环境演变研究

艾比湖是准噶尔盆地第四纪古地理演化的一个代表性湖泊,依据K3孔古地磁、孢粉、微体古生物、光释光(OSL)测定结果,论述了准噶尔盆地艾比湖区新近系上新统以来各系统的划分,阐述了湖区古地理环境的演化,指出艾比湖是一个受新构造运动和古气候变化因素控制发展的湖泊.     

隧道含水构造直流电阻率法超前探测研究

含导水构造和岩溶裂隙水的探查是亟需研究和解决的关键问题。直流电阻率法以其对低阻体反映敏感、分辨率高等优点被引入到隧道掌子面前方含水构造的预报工作中。首先,推导出了无限全空间中球体含水构造直流电法超前探测的解析解公式,并在利用有限元数值方法进行正演分析的基础上,借助“比较法”将含隧道腔体的三维空间中超前探测视电阻率数据转换为无限全空间中的数据,并探讨了由MN电极附近电阻率不均匀所造成的干扰以及识别和去除这种干扰的方法。然后,设计了基于全空间球体含水构造超前探测解析公式的阻尼最小二乘反演方法,对隧道中多组球体含水构造模型进行了较为成功的反演。另外,探讨了其他形状的有限体积的含水构造超前探测异常规律,提出了“等效球体”的概念,亦在全空间球体含水构造超前探测解析公式的基础上设计了快速反演方法。最后,利用物理模型试验验证了有限元数值正演方法和阻尼最小二乘反演技术的可行性和有效性,为实际工程中含水构造的直流电法超前预报奠定了基础。     

An investigation of the effects of wave state and sea spray on an idealized typhoon using an air-sea coupled modeling system

In this study, the impact of atmosphere-wave coupling on typhoon intensity was investigated using numerical simulations of an idealized typhoon in a coupled atmosphere-wave-ocean modeling system. The coupling between atmosphere and sea surface waves considered the effects of wave state and sea sprays on air-sea momentum flux, the atmospheric low-level dissipative heating, and the wave-state-affected sea- spray heat flux. Several experiments were conducted to examine the impacts of wave state, sea sprays, and dissipative heating on an idealized typhoon system. Results show that considering the wave state and sea-spray-affected sea-surface roughness reduces typhoon intensity, while including dissipative heating intensifies the typhoon system. Taking into account sea spray heat flux also strengthens the typhoon system with increasing maximum wind speed and significant wave height. The overall impact of atmosphere-wave coupling makes a positive contribution to the intensification of the idealized typhoon system. The minimum central pressure simulated by the coupled atmosphere-wave experiment was 16.4 hPa deeper than that of the control run, and the maximum wind speed and significant wave height increased by 31% and 4%, respectively. Meanwhile, within the area beneath the typhoon center, the average total upward air-sea heat flux increased by 22%, and the averaged latent heat flux increased more significantly by 31% compared to the uncoupled run.     

基于岭参数的谱修正迭代法及其在有理多项式参数求解中的应用

通过比较基于L-曲线法求取岭参数的岭估计法与谱修正迭代法,分析了两种方法的特性,为选择合适的方法进行病态方程求解作参考。针对谱修正迭代法收敛慢、效率低这一缺点,提出了一种利用狭义岭估计中的岭参数(或广义岭估计的岭参数对角矩阵)进行谱修正,改进谱修正迭代法的方法。利用模拟算例对改进的方法进行实验,在不同噪声情况下,改进方法效率有不同程度的提高。把改进方法应用到SPOT影像RPC求解中,发现改进的方法在应用中具有一定的优势。     

高频地波雷达风速反演经验模型

通过分析高频地波雷达所在探测海域内浮标观测的有效波高和风速数据,建立了海面风速与有效波高的经验模型。利用二范数最小方法对该模型的参数进行估计,实验结果表明了该模型的稳定性。将所提模型应用到高频地波雷达OSMAR071数据处理中,6个月数据连续反演结果与浮标给出的风速吻合度高,表明了该风速反演经验模型的有效性。     

新疆阿勒泰海相火山岩铁矿带流体成矿热力学条件的计算——流体包裹体氧逸度的限定

位于哈萨克斯坦板块(大洋板块)北端相接壤的西伯利亚板块晚古生代活动大陆边缘地区新疆阿勒泰海相火山岩铁矿带,呈现与区域构造线一致的北西西一南东东方向展布.铁矿带包括阿巴官、蒙库、红岭、巴列斯、结别特、万花筒、依斯肯特、铁棒山等十多个矿床和矿化点.