Comparison of variable-length codes: Elias and Fibonacci codes as applied to problems of data compression

The analysis of the recorded geophysical information shows that there is a large spread in probability of instrument readings at the moment of seismic activity. In order to lower demands for computer data resources and decrease the power consumption when applying autonomous computer-based systems, the coding algorithms with minimal requirements for the involvement of the computer central processor and, as a consequence, its power consumption are used. These include the Huffman static algorithm and algorithms using Elias, Rice, Golomb, and Fibonacci codes. The application of Fibonacci codes for coding this information leads to a gain in compression ratio of 10–30% relative to other coding methods.     

地震数据有损压缩与失真分析

文中提出了应用双正交小波变换有损压缩地震数据的方法,该方法具有实现简单、在高压缩比情况下失真小等特点。以信噪比、剩余能量作为评价指标,分析了压缩引起的信号失真。结果表明压缩比在0~31范围内取值时,信噪比较高,剩余能量在99%以上,原始信号与重构信号有很好的相关度。即使在不太理想的情况下,将重构信号用于地震参数快速测定,对震级的计算误差最大为8.6×10-3,震中距的最大计算误差为3.69 km。     

SEED数据压缩率的比较

简要介绍了SEED交换文件格式中Steim2数据压缩算法的原理,并且分别对周期信号、随机信号、地脉动数据和实际地震数据进行压缩分析比较,得出Steim2压缩算法的特点,并进一步说明Steim2算法是一种效率高、优异的压缩算法,但对于大地震数据的压缩率较低甚至不能压缩,建议对于区域性台网,在通过Steim2算法进行压缩传输时,为了防止在大地震发生时的传输阻塞,系统应该保留一定的带宽裕量。     

海洋地球物理测量中GPS数据问题与处理

海上走航式地球物理测量的精度在很大程度上依赖于GPS（全球导航定位授时系统）数据观测的精度.由于各种原因,船载GPS测量会遇到多种问题.对记录到的GPS数据进行处理是获得高质量GPS数据一个不可缺少的环节.本文通过对多个海洋重磁调查航次的GPS观测数据进行处理,介绍了船载GPS测量中遇到的一些典型问题,以及相应的数据处理方法.本文指出,为保证数据采集的质量,船载GPS测量一般应使用两台GPS接收机同时进行测量.在数据处理时,将其中记录较稳定、可靠的一台GPS接收机作为主机,而另一台作为辅机.数据处理时,以主机记录的数据为主,当主机数据缺失时,则使用附机的数据作为补充.我们的长期观测结果表明,主机和附机之间总是存在时间差,目前我们没有发现时间差出现的规律和这种时间差出现的确切原因.用附机的数据来补充主机数据时,应该进行时间差调整.对于同一台GPS接收机的数据,本文介绍了野值、零值、重复值、时间间断和航迹间断等现象.同时文章中介绍了对于野值、零值、重复值、时间间断和航迹间断等数据,在进行数据处理时,可用剔除、插值、补遗等办法对上述出现的问题进行处理.本文认为,天气状况、卫星分布、天线运动姿态、接收机工作的稳定性、解码模块、运算〖JP3〗速度、多路径效应等都可能对GPS观测造成影响,但目前我们还并不能确定造成海上GPS测量出现问题的确切原因.     

地震数据存储交换中的压缩技术

通过对全球地震专家系统所使用的地震数据传输过程的解析，介绍一种行之有效的数字地震数据压缩编码及使用的原理和方法。     

一种适合多源地球物理数据三维可视化的快速空间索引技术

识别复杂地质条件下的地质构造,常需要融合多种地球物理探测技术的数据进行分析,应用地球物理数据三维可视化技术可以更好地解释复杂的地质现象,传统的可视化方法由于缺乏对多源地球物理数据一体化的存储管理与索引机制,使得在对大范围多源地球物理数据进行空间局部更加精细可视化时的效率很低.为了更有效地洞察研究区域的地下构造,本文研究了适合多源地球物理数据三维可视化技术的快速空间索引技术.首先根据各类地球物理数据空间分布特点,提出了一种改进的四叉树结构,用于建立对多源地球物理数据一体化存储与管理.接着利用该数据结构,文章现实了多源地球物理数据快速空间查询的机制.将此结构和机制服务于大规模多源地球物理数据精细尺度下的三维可视化,提高对特定空间范围的局部多源地球物理数据动态可视化的效率.最后给出了该数据结构下空间查询与可视化的效率分析,并通过实验对整个算法的效率进行了验证.实验表明,通过建立相应的索引机制,可在大规模多源地球物理数据条件下更高效地展示任意位置岩矿石多个物理特性之间的空间关系,为多源地球物理数据的三维可视化提供技术支撑.     

Efficient seismic response data storage and transmission using ARX model‐based sensor data compression algorithm

This paper presents a linear predictor (LP)‐based lossless sensor data compression algorithm for efficient transmission, storage and retrieval of seismic data. Auto‐Regressive with eXogenous input (ARX) model is selected as the model structure of LP. Since earthquake ground motion is typically measured at the base of monitored structures, the ARX model parameters are calculated in a system identification framework using sensor network data and measured input signals. In this way, sensor data compression takes advantage of structural system information to maximize the sensor data compression performance. Numerical simulation results show that several factors including LP order, measurement noise, input and limited sensor number affect the performance of the proposed lossless sensor data compression algorithm concerned. Generally, the lossless data compression algorithm is capable of reducing the size of raw sensor data while causing no information loss in the sensor data. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

地球物理探测卫星数据分析处理技术与地震预测应用研究项目及研究进展

地震监测预警和预测预报是当前地球科学及相关学科所面临的最艰巨的问题之一,是关系到人类社会安全与国计民生的亟待攻克的科学难题.为进一步提高地震预测科学研究水平,推进地震监测预测能力建设,我国于世纪之交提出了建立地震立体观测体系的战略发展思路,并希望突破三维地球物理场获取能力瓶颈,发展地球多圈层耦合模型,通过卫星观测获取全...     

地震地球物理监测数据各库数据差异原因

笔者在工作中发现,使用地震台站、区域地球物理台网、国家台网地震地球物理监测数据库中同一台站、同一测项、相同时段监测数据绘制曲线,存在曲线不一致现象,分析认为,存在差异的原因主要是,数据经审核、反馈、处理,再次上传各库过程中未及时核对、及时发现、及时覆盖,省地震局区域地球物理台网需定时检查、同步各库数据。     

A real-time algorithm for broadband high-dynamic seismic data compression

Ａｒｅａｌ－ｔｉｍｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｂｒｏａｄｂａｎｄｈｉｇｈｄｙｎａｍｉｃｓｅｉｓｍｉｃｄａｔａｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎＳｈａ－ＢａｉＬＩ１）（李沙白）;Ｑｉ－ＹｕａｎＬＩＵ２）（刘启元）ａｎｄＬｉ－ＲｅｎＳＨＥＮ２）（沈立人）（Ｉｎｓｔｉｔ...     

中国煤炭物探技术的现状与发展

总结了近年来我国煤田物探与矿井物探技术的6大突出进展,即三维地震应用领域不断扩大、地震资料精细处理与动态解释得到推广、地震勘探正在实现从构造勘探向岩性勘探的跨越、地面瞬变电磁技术得到广泛应用、矿井物探技术重新得到重视、以“嵌入式”服务为标志的煤矿安全生产地质保障模式出现了可喜创新等;通过与国内外同类技术发展水平的对比分析,找出了我们存在的差距,提出了加快我国煤炭物探技术发展的对策与建议,并对今后煤炭物探技术与装备的发展前景进行了展望.     

格列菲列岛的地质地球物理研究

本文是中、韩国际合作项目“黄海地质地球物理场特征研究”的一部分 .具体研究了格列菲列岛的基础地质问题及地球物理场特征 .格列菲列岛是由三个小岛组成的位于黄海中部的一组群岛 ,位于朝鲜半岛布格重力异常正值区 ,莫霍面埋深在 2 9km左右 .三个岛屿主要由安山集块岩构成 .安山集块岩是由大小不同的火成岩碎块和熔岩混合而成 .火成岩的碎块成分主要为石英岩、片岩、片麻岩、玄武岩、安山岩和流纹岩 .主要节理方向为NE10°～NE2 0°,倾角近乎垂直 ;另一组节理为NW70°～NW80° ,倾角也近垂直 .本研究为我们了解这个地区的基础地质情况 ,岩石物性和随后进行的黄海海域典型剖面的地球物理物性反演工作以及地质模型的建立 ,打下重要基础 .     

适用于低延时实时数据传输的地震数据压缩方法

随着数字地震台站数量的增加、数据传输手段的多样化以及地震预警系统的发展,对地震数据实现有效的实时压缩对数据传输显得十分重要.本文提出一种支持低时间延迟(数据传输间隔小于1 s)数据传输要求的实时数据压缩算法.通过理论估算和实际地震数据检验,该方法高效、易实现,适用于地震预警等领域.     

对廖家湾地球物理异常的新认识

为查明黄沙坪-廖家湾矿集区深部地球物理异常与成矿的关系,以及地下精细结构,本文采用人工地震、AMT、高精度磁测、综合物性研究等探测技术,结合该区的地质资料和前人的物性成果,通过磁、电、震联合反演,探讨了廖家湾成矿地球物理异常的深部地质成因;采用深、浅不同深度的地震反演速度剖面所提供的相对精细、精确的地下介质几何结构与速度变化特征,约束磁性与电性异常的解释,获得了较好的磁-震、电-震的一致性.研究表明:高磁性的矽卡岩与地面和航空磁异常密切相关,成矿地球物理异常与区内多金属矿(化)关系密切,是由深部隐伏钨锡矿(化)矽卡岩体引起.     

GM3磁通门磁力仪数据实时压缩方法的改进

研究了GM3磁通门磁力仪数据实时压缩方法,将国际通用的测震数据SEED格式中采用的Steim—1压缩算法引入到地磁数据的实时处理系统中,通过改进压缩算法,提高了压缩率,节省了仪器数据存储空间,减少了台站数据传输时间。     

Mallat算法在数字地震信号压缩中的应用

地震台站多、数据采集量大,日产出数据量庞大,研究数字地震信号的压缩方法成为行业热门课题。尝试将Mallat算法应用于数字地震波形数据压缩。选取不同的小波分解函数,对不同类型的数字地震信号进行3—5层的小波分解,将得到的小波系数进行分层硬阈值重构运算,对原始信号和处理信号进行压缩。分析可知,Mallat算法压缩比更高,与原始信号相比,重构信号不失真、能量保留系数高。     

地球物理场中煤岩瓦斯渗流研究现状及展望

煤层瓦斯渗流是煤与瓦斯突出研究中的一个重要方面,由于煤层处于复杂的地质环境中,煤层瓦斯渗流必然受到地球物理场的影响.本文基于国内外煤层瓦斯渗流研究现状,综合论述了地应力场、地温场、地电场对煤层瓦斯渗流的影响,以及多场耦合作用下的煤层瓦斯渗流,并从实验研究、理论分析、工程实践论证相结合的角度,展望了该研究领域中需要深入研究的方向和有关的发展趋势.     

地球物理台网仪器监控可视化系统设计与实现

根据地球物理观测台网日常监测工作需求,基于地震观测仪器自动监控软件数据源开发一款可视化软件,用于地球物理台网仪器状态监控。该软件可对仪器设备状态、网络状态、运行状态等进行实时监控,对采集数据中的无效数据、异常变幅、干扰、地震和限幅等监控结果进行报警提示,通过可视化窗口,将及时呈现全球及全国地震信息,并利用智能语音合成技术,实现仪器告警、地震速报信息的语音播报。     

地球物理资料群体智能反演(英文)

复杂地球物理资料的反演问题往往是一个求解多参数非线性多极值的最优解问题。而鸟和蚂蚁等群体觅食的过程,正好与寻找地球物理反演最优解的过程相似。基于自然界群体协调寻优的思想,本文提出了交叉学科的群体智能地球物理资料反演方法,并给出了其对应的数学模型。用一个有无限多个局部最优解的已知模型对该类方法进行了试验。然后,将它们应用到了不同的复杂地球物理反演问题中:(1)对噪声敏感的线性问题;(2)非线性和线性同步反演问题;(3)非线性问题。反演结果表明,群体智能反演是可行的。与常规遗传算法和模拟退火法相比,该类方法有收敛速度相对快、收敛精度相对高等优点;与拟牛顿法和列文伯格一马夸特法相比,该类方法有能跳出局部最优解等优点。     

秦皇岛32-6油田明化镇组河流相储层地球物理参数影响因素研究

秦皇岛32-6油田明化镇组储层为河流相沉积,单砂体规模小,砂体间接触关系复杂,受到地震分辨率限制,对叠置砂体储层地震响应规律认识不明确,导致基于地震信息的储层砂体解释错误.通过数值正演模拟,可以正确认识砂体储层的地震响应规律,提高砂体储层预测的准确率.所以,在进行地震响应正演模拟前,非常有必要对该区储层地球物理参数影响因素展开研究,通过分析研究区14口测井资料,建立了岩石物理参数(孔隙度、泥质含量、合流体性)与地球物理参数(速度、密度、波阻抗等)之间的相关关系,分析了不同沉积微相对地球物理参数的控制作用,并给出了相应的数学表达式,为正确认识河流相储层砂体地震响应规律奠定了准确的地球物理参数基础.