被动源海底地震仪数据预处理技术构建与应用

被动源海底地震仪(OBS)探测是海洋深部结构研究的重要方法之一.受投放区洋流、海底地形崎岖,以及海底温压环境等多种因素影响,OBS数据预处理面临时钟漂移,姿态及水平方位角偏差等问题.本文基于国产OBS硬件结构特点与其观测数据特性,针对仪器姿态校正、时间校正和水平方位角校正三个关键环节构建技术解决方案.通过硬件架构特征构建仪器姿态校正方案;结合仪器记录的石英晶振特点和背景噪声互相关方法提出时间校正技术;基于最小化P波切向分量能量和P波主成分分析两个技术方法进行水平方位角校正.上述预处理技术体系在苏拉威西海域被动源OBS数据预处理中取得了良好的应用效果,综合背景噪声水平与地震信号的时频分析结果,表明该预处理技术能有效提高被动源OBS观测数据质量,为进一步的科学研究奠定坚实基础.     

基于GPS和MODIS的ENVISAT ASAR数据干涉测量中大气改正方法研究

GPS数据用于改正InSAR中大气延迟误差的方法受GPS站点密度的限制,只利用有限的几个站点所观测到的大气数据来生成干涉图的大气改正图,往往达不到很好的效果.本文研究利用GPS与MODIS数据的联合使用来生成大气改正图,首先用GPS数据对MODIS水汽产品进行分块校准,并且对MODIS水汽数据进行了空间结构函数分析,得到研究区域内水汽场的空间分布规律.然后把这种区域水汽场的空间分布信息结合到Kriging内插法中生成更为合理的水汽图.通过上海地区ENVISAT ASAR数据的实验发现,这种加以改正的GPS和MODIS数据联合改正法不仅可以对长波大气信号有明显的消弱,还能消弱一些短波的大气信号,特别是一些幅度较强的短波信号;经过GPS+MODIS算法改正后,短波信号占优和长波信号占优的两幅差分大气延迟图的整体RMS分别降低了32.74%和38.82%,去除幅度较大.与GPS+ATM(大气传输模型)算法比较,我们发现,在上海地区有限的数据条件下（即研究区域内只有6个GPS点）,GPS+MODIS法在大气去除效果或者说大气信号重现能力方面优于GPS+ATM算法.GPS+MODIS算法在捕获短波大气信号方面要比GPS+ATM更有优势,因此也可以改正短波大气误差.     

MODIS影像的大气校正及在太湖蓝藻监测中的应用

MODIS 数据有免费、波段丰富、时间分辨率高等优点,是进行太湖蓝藻监测的重要数据源,由于MODIS传感器接收的是地物反射太阳辐射的信号,太阳辐射与地球大气的相互作用会引起传感器接收到的信号失真,为了提高利用MODIS数据监测太湖蓝藻的精度,必须对其进行大气校正.本文介绍了FIAASH大气校正模型的基本原理,并对2007年4月25日MODIS数据的前七个波段进行试验,对比分析了影像大气校正前后的NDVI值以检测大气校正的效果;分析表明,大气校正前后NDVI的变化趋势基本上相同,但大气校正后的NDVI动态范围更大,校正后NDVI的平均值和标准差增大,大气校正在一定程度上有效地降低了大气对遥感影像的影响,达到了增强信息的目的;最后,利用大气校正获取的地表真实反射率数据的第二波段与第一波段的比值,运用阈值法提取蓝藻信息,经试验当阈值为1.9时提取出来的蓝藻分布图基本上与实际相符.利用MODIS影像可以快速、及时地监测蓝藻爆发的位置及爆发程度.     

中国中东部地震台站噪声互相关函数中面波前驱信号的分析研究

利用中国中东部地震台网中430个宽频带台站2008和2009两年的垂直分量记录,我们计算了台站对之间的噪声互相关函数(Noise Cross-correlation Function,NCF).在相当多的NCF中,沿大圆路径传播的瑞利面波信号之前存在一个较强的前驱信号,该信号持续时间约50 s,频率范围为0.07~0.12 Hz.此信号在同一台站对的NCF中稳定存在、到时相同,而在不同台站对的NCF中到时不一致,这表明该信号可能源于一个固定的较小区域内持续存在的噪声源.基于格点搜索方法的定位结果显示该噪声源位于日本九州岛附近,其激发出的信号传播速度约2.7 km/s.假定该信号由一点产生,我们计算了合成地震图,合成地震图与观测到的前驱信号基本一致,验证了定位结果的可靠性.此噪声源会对特定路径上的面波信号产生干扰,在相关研究中需要采取一定措施避免.该噪声源的物理机制有待于进一步的研究.     

用有限强地震动记录校正等震线的估计研究

选用获得了加速度记录的2011年4月10日四川炉霍MS5.3及2011年8月11日新疆维吾尔自治区克孜勒尔自治州阿图什市与伽师县交界MS5.8地震,研究其快速生成震动图的偏差校正方法;通过台站实际观测值与借助经验性衰减关系估计值之间的残差分析,提出了利用台站数据对缺少台站地区借助经验性衰减关系估计值的对数偏差校正方法; 并比较了圆和椭圆衰减关系模型的对数残差及震动图的分布形态．结果表明, 适合于当地地震动衰减关系plusmn;3倍标准差的标准能够识别一些台站异常数据, 如炉霍MS5.3地震中炉霍地办强震台近场峰值加速度的高频脉冲引起的异常数据;对数偏差校正方法适合于地震动强度速报中缺少台站数据地区借助经验性衰减关系地震动参数估计值的系统偏差校正;圆衰减关系模型只能控制震动的程度,不能控制其分布形态．明确的地震震源机制、震源破裂过程、当地的地质构造背景及余震分布等信息有助于修正震动图的分布形态．      

gPhone重力仪的面波频段响应实测研究

以中国大陆构造环境监测网络昆明台和恩施台gPhone相对重力仪连续重力潮汐观测数据为基础,研究了gPhone重力仪在1 mHz以上频段的高频响应。从瑞利面波角度获得gPhone重力仪的高频响应,并且通过与同址观测的STS-1地震仪LHZ分量数据进行对比,验证了gPhone重力仪高频观测结果的可靠性。对比从gPhone重力仪和STS-1地震仪观测数据中提取到的面波波形和群速度频散曲线,发现昆明台两类仪器观测到面波信号的振幅和相位都较为一致,而恩施台仅振幅较为一致,相位上存在较明显差异,gPhone重力仪记录的面波信号在各频段存在不同的时间延迟。用两类仪器观测数据获得了大地震激发的自由振荡,结果表明两类仪器观测到的基频球型模态自由振荡的频率和振幅都吻合较好,进一步验证了gPhone重力仪对高频频段信号振幅响应的可靠性。以上研究结果表明:利用gPhone重力仪能够准确地观测到大地震激发的面波和自由振荡等高频信号的振幅,但在记录信号的相位信息时,有些仪器会有相位偏移产生,如果研究中需要考虑信号的相位,则必须获得仪器相位偏移量,再进行仪器相位校正。     

重力球面外部校正技术

山区重力勘探中，重力外部校正是重力勘探料处理和解释的前提，其内容包括地形校正、中间层校正等。本文在分析常规外部校正方法的基础上，提出了一套适合于山区重力勘探的球面地形校正及有限球壳中间层校正方法，并严格推出了球面地形校正公式。对中国南方ZJJ地区重力资料处理结果表明，该方法提高了地形校正的精度，使山区重力资料品质达到或接近平原区的水平。     

基于GPS和大气传输模型的InSAR大气改正方法研究

利用GPS数据改正InSAR大气影响中,GPS站网的低空间密度是限制改正精度的一个主要因素.文中引入大气传输模型（ATM）来考虑大气状态在时间上的演化,并兼顾了风向的估计,把GPS-ZWD（GPS湿延迟）时间序列观测值转换为空间上分布比较稠密的GPS-ZWD网络,然后利用该稠密网络在空间上内插产生水汽延迟图,来更好地模拟InSAR影像获取时刻的水汽场,提高大气改正精度.实验结果表明,在研究地区有限的数据条件下（即只有6个GPS点的情况下）,GPS+ATM算法在重现大气信号能力方面比单纯的使用影像获取时刻的GPS-ZWD数据要强,并且其对长波的大气误差去除更明显;用来做实验的三幅差分干涉图中,GPS+ATM算法对两幅以长波信号为主的干涉图中的大气影响分别降低了21.7%和22.6%,比仅使用SAR过境时刻GPS-ZWD数据时的结果分别改进了4.5%和8.7%.而对以短波信号为主的干涉图没有明显提高.     

基于图割与快速水平集的腹部CT图像分割

针对腹部CT图像中组织分割的问题,提出了一种基于图割与改进的快速水平集的交互式分割方法。首先对人工给定的一个待分割目标的初始轮廓作膨胀运算,将所得内部边界所有像素点作为源点、外部边界像素点作为汇点构造图,并通过图割方法对CT图像进行初步分割,然后以膨胀所得内部边界作为初始轮廓,通过基于区域竞争主动轮廓模型（RCAC）的...     

卫星遥感解译湖泊蓝藻水华的几个关键问题探讨

蓝藻水华是全球性的水环境健康问题,对水华暴发过程信息的快速准确获取是制定有效防治措施的关键.卫星遥感因具有大范围、周期性观测的特点,被广泛地用于湖泊蓝藻水华的时空动态监测.本文指出在利用遥感对湖泊蓝藻水华进行研究时,需要注意的4个问题:(1)湖泊水体中泥沙等信号对藻华存在干扰;(2)大气程辐射及水陆边界影响藻华特征提取...     

Seismogram Analysis of Indonesian Earthquakes at DAV Observation Station

The S-wave velocity across the earth structure under Indonesia for Indonesia earthquakes has been investigated through seismogram analysis, simultaneously in the time domain and three Cartesian components. The data were recorded at DAV observational station, the Philippines. The main data set is the seismogram comparison between the measured and synthetic seismogram, instead of travel time data, as commonly used in other seismological research. The synthetic seismogram is calculated using the GEMINI method, which is equivalent to Mode Summation. The above seismogram comparison shows that the global earth mantle of PREMAN gives a deviating synthetic seismogram and has earlier arrival times than those of the measurement. The gradient of β_h in the upper mantle layers is altered into a positive, rather than negative slope as stated in the PREMAN model, and negative corrections are imposed to the zero order of the polynomials coefficients in all earth mantle layers. The excellent fitting, as well as travel time or waveform, is obtained from the surface waves of Love and Rayleigh, surface wave to the S and SS mantle waves as well as the core reflected waves. This result expresses that part of the earth mantle, due to a collision between India and Asia tectonic released zones, has a negative anomaly in S-wave velocity and vertical anisotropy in all of the earth mantle layers.     

基于多小波的医学图像阈值分割算法研究

图像分割技术是医学图像处理和分析中的关键技术。本文通过构造一个正交多小波,把图像在尺度空间展开,对不同分辨级下的小波系数采用不同阈值进行分割处理。应用自动和交互相结合的分割方法,通过对目标区域图像特征进行分析,交互确定目标区域的大致灰度范围。在综合考虑图像的边缘和区域的基础上,确定精确的阈值,将目标组织从背景中分割出来。通过对计算机断层扫描医学图像进行分割处理和对比实验,得到的图像清晰度明显提高,证明该方法不仅能得到较清晰的感兴趣区域,而且还能获得较清晰的边缘特征。     

地震波的计算机自动提取——智能跟踪与细化

本文通过对地震图特征的分析,提出了一个地震波的计算机自动提取方法.该方法由地震图扫描输入、灰度规一化、水平线消除、时标和起震点提取及智能跟踪与细化等步骤组成.在地震波的跟踪与细化过程中,充分利用了地震波的先验知识,以提高地震波自动提取的智能化水平.实验证明,该方法可取得较满意的结果.     

高分二号影像数据地物信息提取分割尺度研究

面向对象技术是提取高分辨率影像中地物信息的主流方法,而多尺度分割是面向对象技术的基础与关键,分割尺度的选择将直接影响最终信息提取的精度与质量。借助于eCognition平台,选用高分二号影像数据作为研究对象,采用多尺度分割的面向对象分类方法,充分利用遥感影像几何、纹理、光谱等信息,确定不同地物类别的最优化分割尺度,建立最佳分类规则,较好的提取了目标地物,更在一定程度上提高了分类精度,为震后灾害评估、震中道路快速提取提供技术支持。     

基于CV模型的CT图像分割研究

由于医学图像边缘模糊、不均匀性等特点,使用传统的Chan—gese（CV）模型方法难以达到分割要求,同时该方法存在计算量大、分割速度慢的问题。本文提出了一种基于CV模型改进的分割算法,在水平集演化迭代过程中,根据当前主动轮廓线的位置,引入图像局部灰度信息,提高了水平集能量项的有效性和该模型的收敛速度,并提出了一种关于图像序列的分割方法。实验结果表明,运用本文提出的方法能够快速、准确地提取图像中感兴趣目标,是一种较为理想的医学图像分割方法。     

细胞自动机用于地震偏移:数值模拟试验

利用细胞自动机模型进行了地震偏移处理的尝试．采用格子Boltzmann模型和三角形网格,以向下两个方向的粒子代表下行波,根据归一化的地震记录计算粒子数密度,在相应的时刻在代表地表的网格点上设定粒子数密度,以下行粒子在网格中的演化模拟波场延拓过程．粒子系统演化结束时即得到偏移后的波场图象．本文对一个常速介质理论模型进行了偏移处理,得到了满意的结果。     

一种工业CT图像的分割算法

由于工业CT图像结构复杂,存在各种伪影,并且灰度分布呈现区域性质等特点,难以准确找出分割阈值,为此提出了一种适用于工业CT图像的分割算法。首先利用最大类间方差法和图像处理方法处理了外层伪影,然后利用聚类迭代的方法处理中心空气,得到感兴趣的区域。实验结果表明,此算法能够对具有先验知识的工业断层图像准确地提取感兴趣的区域。     

形态学在X-射线检测中的应用

本文以射线检测发动机图像为研究对象,通过与传统分割算法相比较,同时结合最新发展的数学理论及数字图像处理技术,采用了一种有效分割方法,使其在提取效果和处理速度上都能获得预期的满意结果.     

影响面波勘探精度的因素探讨

分析了影响面波勘探精度的主要因素,针对计算面波相速度的精度问题,讨论了常用测量台间以相速度方法的优缺点及其适用范围,并提出通过测量台间格林函数进行相位校正,以得到两台之间的精解相位。以合成的高频理论地震图作为记录信号,并在理论地震图上叠加了２０％的随机噪声,利用这些方法分析理论信号,数字实验表明：在相干频率范围内,格林函数方法能够精确测量台间相速度,而互相关法和窄带通滤波互相关法所得结果较为离散。