多视角投影重建算法综述

本文主要论述了多视角投影重建的主要方法和思路.多视角问题是不完全投影数据重建的一个特例,也就是投影角度数远小于正常投影角度数的重建问题,比如正常投影数的十分之一或者二十分之一,所以也被称作稀松投影或者少量投影重建问题.由于问题的相似性,一些多视角投影重建的方法和思路来源于有限角度投影重建问题.多视角投影重建断层图像的算法主要有两种思路:一是基于投影数据恢复的方法,如通过插值、空间变换迭代等方法补全投影数据,另一种是通过在迭代过程对重建的图像加以限制,如先验条件、TV约束等.     

CT重建中投影矩阵模型研究综述

CT重建算法中,投影矩阵反映探测器上的投影与重建物体的关系,其模型刻画对于重建速度和精度有着重要影响。本文介绍目前投影矩阵研究现状,着重分析投影矩阵系数的计算方法,以及快速计算正投影和反投影的方法,并总结了目前投影矩阵模型的性能和发展。     

纬平面投影及其几何特性

提出一种以中央经线和纬线直接展开为基础的新的全球投影方式——纬平面投影.该投影以赤道展开为横轴,中央经线展开长度的一半为纵轴,纬线圈在纬平面投影上为一系列平行的直线段,经线圈的投影为正弦曲线.纬平面投影是一个等面积投影,纬线投影无长度变形,经线投影长度和经纬线夹角的投影变形随着距中央经线以及纬度的增加而增加.纬平面投影可以为全球离散网格系统的建立提供很好的投影变换基础.     

纬平面投影及其几何特性

提出一种以中央经线和纬线直接展开为基础的新的全球投影方式--纬平面投影.该投影以赤道展开为横轴,中央经线展开长度的一半为纵轴,纬线圈在纬平面投影上为一系列平行的直线段,经线圈的投影为正弦曲线.纬平面投影是一个等面积投影,纬线投影无长度变形,经线投影长度和经纬线夹角的投影变形随着距中央经线以及纬度的增加而增加.纬平面投影可以为全球离散网格系统的建立提供很好的投影变换基础.     

基于二分法的CT投影快速仿真

投影仿真是CT仿真研究的基础。本文基于二分法原理,研究了一种CT投影快速仿真方法,并对仿真过程进行了优化。针对由凸物体组成的待扫描体,可实现任意轨迹的扫描,投影仿真精度可无限逼近于解析投影精度。数值仿真实验验证了本文方法的有效性。     

体积CT投影数据的模拟方法

体积CT是目前研究的热点,也是医疗CT和工业CT的发展方向。在研究体积CT重建算法的过程中,模拟投影数据是必不可少的一部分。本文提出一种体积CT投影数据的模拟方法。这种方法的特点是准确、适用性广,模拟得到的投影数据能够准确反映各断层的细节信息,一方面可以为后继体积CT重建算法提供可靠的投影数据,另一方面也可以根据需要有选择地模拟失真的投影数据。我＇ffJN用此方法对人脑部及某工件的CT投影数据进行了模拟,并对模拟得到的数据采用滤波反投影算法进行重建,将重建后的断层图像与原始图像进行比较,得到了很好的重建结果,进一步验证了该投影数据模拟方法的可行性。     

一种基于数据外插改进的ART迭代算法

本文针对有限角度的投影数据的CT图像重建问题,提出了一种基于数据外插改进的ART算法.该算法的基本思想足运用已知角度的投影数据来补全未知角度的投影数据,再用ART算法进行图像重建.最后用模拟的投影数据进行了重建图像的数值实验.实验结果表明该算法不但提高了重建图像质量,同时也提高了图像达代的收敛速度.     

基于模型融合的有限角度CT迭代重建方法

针对有限角度扫描的CT重建,提出一种基于模型融合的CT迭代重建方法。模型来源于患者的早期Dicom图像。对扫描角度有限的投影数据,用统计迭代算法进行初步重建,得到预重建图像;将预重建图像与模型进行融合,得到融合图像;然后再次投影,补全原始投影缺失的部分,根据补全的投影数据重建出中间结果,之后重复投影、融合、重建过程直到满足终止条件。仿真实验表明,该算法能完整重建整个目标,在有效保留原目标特征的同时提高了小角度投影数据重建的质量。     

基于小波变换的低剂量CT投影数据滤波方法研究

本文根据低剂量CT投影数据的噪声特性,提出了一种基于小波变换的低剂量CT投影数据三维块匹配(BM3D)滤波方法.新方法首先对经过Anscombe变换的低剂量CT投影数据进行小波分解,然后分别对分解后尺度系数和小波系数进行BM3D滤波,接着对滤波后的系数进行逆小波变换和Anscombe逆变换,最后对处理后的投影数据采用经...     

基于粒子群优化算法与厄米多项式构建地震综合预测投影寻踪回归模型

在地震综合预测投影寻踪研究工作中,投影寻踪回归算法是其中应用最多的一种方法．但一般投影寻踪回归算法构造技术较为复杂,采用多次局部光滑回归,计算量较大,外推较为繁杂,容易陷于局部解．在综合考虑传统投影寻踪回归算法特点的基础上,针对投影寻踪回归计算中存在的一些不利因素,给出了一定的解决思路:采用粒子群优化算法代替高斯 牛顿算法优化投影方向;采用厄米多项式代替分段线性光滑回归来拟合岭函数,以简化优化过程;参数优化无需分组,获得全局优化的岭函数．利用数值仿真技术进行基于粒子群优化算法与厄米多项式构建的投影寻踪回归模型建模能力与计算精度的检验,再将其应用于多维地震时间序列和一般多维无序地震样本回归综合建模预测中．通过计算和分析表明,基于粒子群优化算法与厄米多项式构建的投影寻踪回归模型具有简单、快速、有效的特点,在实际地震综合预测建模中取得了满意的效果,可作为地震预测的一种综合分析方法．      

长周期地震波的研究进展

长周期地震波的研究对自振周期较长的大型结构的抗震设计具有重要意义。目前国内外主要的长周期地震波分析方法大致可分为两类:经验统计方法和地震学中的震源模型方法,通过对这两类方法的研究现状和适用范围的分析,提出了在地震动长周期的研究和应用中有待解决的关键问题。为了将长周期分析方法应用于大跨结构的抗震设计,还介绍了我国现有的抗震设计规范谱中对长周期部分的修正方法。     

城市活断层地震勘探的最佳组合方法与应用研究

根据近年来在全国开展的大城市活断层地震探测实践,在简要介绍各种地震勘探方法的基本原理和工作方法的基础上,着重分析了不同地震勘探方法的适用范围、获得的主要成果和所解决的主要问题。讨论了现阶段用地震勘探获取地壳结构和对不同深度断层定位的最佳组合方法,即对于有沉积覆盖的隐伏数百米深度至地表的断层,可用浅层地震勘探对其进行追踪,基底(埋深数公里)以上断层可采用高分辨地震折射探测;对于地壳中、深断裂应用反射地震勘探和深地震宽角反射/折射联合探测方法;还可以进一步采用三维深地震测深方法获得城市下方的三维结构和构造信息。采用这样的组合探测方法能够较好地获得断层在不同深度的产状与展布以及由深至浅完整的分布图像,并给出了应用实例     

地下地质灾害地球物理探测研究进展

介绍了地下地质灾害地球物理探测方法的基本原理及其研究进展,指出目前常用方法的基本思路及其在实际应用中存在的主要问题,针对观测方法、观测系统、正反演模拟和室内试验研究等方面提出了大胆的构想和新的思路。     

航空重力测量数据向下延拓方法比较

首先介绍了空中重力异常向下延拓的直接代表法、正则化法、点质量法和基于球内Dirichlet问题的调和解法,分析了它们各自的特点.然后利用这些方法对中国大同航空重力测量数据进行向下延拓计算.通过对延拓结果与地面实测数据的比较分析,比较客观地评价了不同延拓方法的计算精度、可靠性及适应性.实际计算结果表明,直接代表法和正则化法的延拓结果具有较高的精度和可靠性,而球内Dirichlet问题调和解法的精度较差.     

Improved Local Wavenumber Methods in the Interpretation of Potential Field Data

We present two new potential-inversion methods for estimating the depth and the nature (structural index) of the source, which use various combinations of different forms of local wavenumbers and the information about the horizontal location to estimate individually the depth and the nature of a magnetic source. The improved local wavenumber methods only use the horizontal offset and vertical offset of local wavenumbers to estimate the depth and the structural index of the source, so they yield more stable results compared with the results obtained by current methods that require the derivatives of local wavenumbers. Tests conducted with synthetic noise-free and noise-corrupted magnetic data show that the proposed methods can successfully estimate the depth and the nature of the geologic body. However, our methods are sensitive to high-wavenumber noise present in the data, and we reduced the noise effect by upward continuing the noise-corrupted magnetic data. The practical application of the new methods is tested on a real magnetic anomaly over a dike whose source parameters are known and the inversion results are consistent with the true values.     

The Present Status and Prospect of Earthquake Focal Depth Locating

Locating an earthquakes focal depth is always a key project in seismology. Precise focal depth is of critical importance for evaluating seismic hazards, deciphering dynamic mechanisms of earthquake generating,estimating aftershock evolutions and risk,as well as monitoring nuclear tests. However,how we determine an accurate focal depth is always a challenge in seismological studies. Aiming to solve these problems, we analyzed and summarized the present status and the future development of earthquake focal depth locating. In this paper we first reviewed the present status of focal depth locating in the world,and summarized the frequently-used relocating methods and ideas at present,and introduced two types of focal depth relocating ideas: arrival time relocating and waveform modeling methods. For these ideas,we systematically described the S-P and the Pn-Pg methods that belong to arrival time method,and polarization focal depth locating and amplitude focal depth locating that belongs to waveform modeling,and further analyzed the advantages and limitations of these methods. Since the depth phase methods are highly sensitive to focal depth,and are relatively free from the uncertainties of crustal models,we mainly reviewed the depth phases of s Pm P,s PL,s Pn,and s Sn,and quantitatively evaluated their availabilities and characteristics. Second,we also discussed the effects of crustal velocity models on the reliability of focal depth locating,and reviewed the advancements of seismic tomography techniques over recent years. Finally,based on the present status of the progress on the focal depth locating,and studies of seismic velocity structures,we proposed an idea of combining multiple datasets and relocating methods,jointly utilizing seismologic and geodetic techniques to relocate focal depth,which should be the major research field in investigating focal depth and source parameters in the near future.     

汶川地震远场地震动场地相关性与分析方法评价

为考查远场地震动的场地相关性并评价一些场地特性分析方法的适用性,采用不同方法对汶川地震山东省12个远场台站的强震记录进行了分析.选取台站分别位于按建筑抗震设计规范(CBC)场地划分中的Ⅰ—Ⅲ类场地上.地震动记录的分析方法包括傅里叶幅值谱法,地震反应谱法,水平与竖向谱比率法,参考点谱比率法,以及尾波分析等.结果表明,按傅里叶幅值谱法,地震反应谱法,水平与竖向谱比法计算得到的卓越周期均远大于台站场地的卓越周期,不同方法得到的结果之间也有较大差别,且主要反映长周期地震动的卓越频率;参考点谱比率法的结果未反映地震动的卓越周期,也与场地的卓越周期差别较大;对完整记录尾波分析所得的结果比较接近场地的卓越周期.希望本文能为考虑远场地震作用时设计谱的建立,以及场地特性估计时地震动分析方法的选取提供参考依据.     

CALCULATING THE DYNAMIC STIFFNESS MATRIX OF 2-D FOUNDATIONS BY DISCRETE WAVE NUMBER INDIRECT BOUNDARY ELEMENT METHODS

Apart from some special cases, calculating the dynamic stiffness matrix of foundations on a layered half-space, especially for embedded foundations, is computationally expensive. An efficient method for two-dimensional foundations in a horizontally layered soil media is presented in this paper. This method is based on indirect boundary element methods and uses discrete wave number solution methods for calculating Green's functions for displacements and analytical methods for the integrations over the boundary. For surface foundations, the present method applies at all frequencies. For embedded foundations or for constructing energy transmitting boundaries, because the free-field part is modelled by boundary elements and the excavated part is modelled by finite elements, the present method applies only at low frequencies for the spring coefficients (the real parts of the dynamic stiffness matrix) but applies at all frequencies for the damping coefficients (the imaginary part of the dynamic stiffness matrix) for undamped sites. The novelty of the method can be used for three-dimensional foundations. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

关于解地球物理中病态方程的若干问题

讨论了三种重要的数值方法：１．吉洪诺夫正则化方法和适应正则化方法；２．预条件子方法；３．数值相关性技术．首先对这几种方法的新进展进行了评述，其次提出了几种合理选择正则子的方法并且建立了一个适应正则化算法．根据地球物理中病态方程的特性，推广了预条件子的概念并且提出了选择预条件子的若干方法．同时讨论了这些方法在地球物理中的应用．     

回归分析方法在地震科学应用中的问题与探讨

分析了回归分析方法在地震科学应用中存在的问题,提出了按变量之间的物理关系进行分类回归的新观点。针对实际地震问题给出了具体的分类方案,从理论上论述了不同类型问题采用不同的回归方法的必要性。通过对实际地震问题分析,剖析了现有回归分析方法的优缺点和适用条件。在此基础上,对不同类型统计问题如何选用适当的回归分析方法提出了合理的建议。