基于复杂度理论的地磁变化场时间序列特征分析

复杂度理论为研究地磁变化场提供了新思路和新途径.地磁变化场从物理起源上可以看作是一种复杂系统,因此,本文从军事工程应用需求出发,基于复杂度理论,提出运用样本熵、多尺度熵及滑动窗样本熵方法对不同磁扰程度下的地磁变化场时间序列进行复杂度特征分析,结果表明：（1）样本熵和多尺度熵能够很好地表征地磁扰动强度及演化特征,启发我们可设计一种新的“熵指数”来衡量地磁扰动大小;（2）滑动窗样本熵能够准确定位地磁扰动时间段,对于磁暴识别与预测、空间灾害性天气预警等有一定的参考价值;（3）Mackey-Glass时滞混沌方程随时间的演化呈现出与地磁场日变曲线非常相似的形态,因此,地磁变化场或许可用时滞混沌方程来表示,对于我们更好地认识地磁变化场物理机理、建模预测与地磁寻的等军事工程应用都有一定的意义.     

蕴震系统的Kolmogorov熵及其可预报性

本文简单地回顾了从热力学熵到拓扑熵的熵概念发展历史以及熵理论在地震预报中的应用，着重介绍了Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ熵的理论背景、计算方法、估计方法以及它与系统动力学行为的可预报性问题的关系。以京津唐地区为例，对时间域计算了Ｋ熵的唐山大震前后的变化情况，得出大震前系统存在Ｋ熵下降的趋势，震后又回升。以多台的宽间域综合方法计算得到Ｋ熵大于零，对于１０＾－５～１０＾－６的观测精度其可报期限为４－５年。     

多重熵Kq和g（λ）谱的研究

应用分形理论中的多重分形和广义维的推导方法,导出了围绕Ｋ熵附近的涨落谱ｇ（λ）,同时描述了广义熵Ｋｑ和多重动态谱的计算方法,特别是利用实际观测数据探讨地震孕育非线性动力演化过程的复杂性,最后讨论了对地震问题的某些应用。     

利用熵平均法对地面γ能谱数据局部干扰消除的应用研究

阐述了熵平均法对地面γ能谱测量局部干扰的消除的基本原理和方法,应用此方法对浅覆盖区地质填图的γ能谱测量剖面数据及应用γ能谱测量确定古城墙位置的平面测量数据进行了处理,处理结果表明该方法对于消除地表植被及局部土壤元素富集随机干扰、突出弱异常具有明显的效果,使地质填图中进行岩性划分界线明显,考古中古城墙表现的弱异常突出,边界清晰.通过对熵平均法应用的讨论,可以看到5点熵平均对于局部干扰压制较多而对异常削弱较少的特点;与多点平滑相比,熵平均对于突跳点具有更好的压制作用.熵平均法对于地面γ能谱测量随机影响的消除起到了较好的效果,使地面γ能谱测量得到了较好的应用.     

城市扩张度量中的重力-空间熵模型

熵模型和理论为城市土地利用及人口空间分布定量描述提供了新的思路,被广泛应用于城市发展定量研究中.然而,最初的空间熵模型并未能体现出城市地理空间异质性,并且大多数相关模型并未将空间离散化,也即距离,这一基本地理要素考虑在内.基于此,本研究建立了一个综合重力和空间离散分布理论的熵模型,以体现距离及空间分布结构对于城市人口和土地利用熵值的影响.模型以相对人口密度空间分布为起点,定义其对总体熵的贡献随距城市中心距离增加而增加,从而使模型能够体现跳跃式土地利用对熵值的影响.此外,人口密度的引入也避免了原模型熵值为负的可能,从而使模型能够区分同样规模土地利用下不同利用模式对熵值的影响.模型分析验证表明改进的重力-空间熵模型较原模型更为合理.研究采用上海市城市建设用地及人口统计历史数据对模型进行验证.结果显示,上海市的土地利用和人口空间分布熵值在过去的30年稳步增长,这与上海市的人口和城市用地变化统计数据变化一致.此外,分区熵值贡献地图显示模型熵值计算结果与各区县城市发展政策及进程一致.     

小波多尺度熵在新疆跨断层形变资料中的应用

跨断层形变资料的信息提取与分析是地震研究的重要内容之一。文中以小波分析和信息熵理论为基础,提出了能够反映局部数据信息有序度大小的小波多尺度熵信息提取方法。研究了新疆天山地区跨断层定点形变观测资料强震前小波多尺度熵的变化特征,并应用多元线性回归方法分析了减熵异常与地震三要素之间的关系。结果表明:跨断层形变速率的相对高频成分携带的信息量大于中低频成分,大多数强震前小波多尺度熵有低值异常出现,累计减熵量的对数与震级、异常起始至发震的时间具有显著的线性关系,表现为震级越大,异常起始至发震的时间越长,累计减熵量越大,多个测点整体熵值的减少与大范围的地壳运动及地震活跃期存在一定程度的关联性     

基于组合权重的模糊物元模型在砂土液化势评价中的应用

目前,砂土液化问题仍是岩土工程界重要的研究方向.鉴于砂土液化评价的复杂性及其影响因素的不确定性和模糊性,将熵值理论与模糊集和贴近度相结合,建立了基于熵权与专家打分法所获权重的组合权重的模糊物元模型,有效地避免了权重分配困难的问题.该模型以一种新的方法进行砂土液化势的评价,并且结合实例应用,通过与现场标贯试验对比,进一步验证了该模型的合理、简便和实用.     

冀鲁豫交界区地下流体的合成信息熵值变化与地震的关系

采用概率化预处理方法，把冀鲁豫交界区地下流体多种观测项目的观测值转化为概率值时间序列，在此基础上计算了该区地下流体构成的信息源系统的合成信息熵值，分析了合成信息熵值变化与1983年菏泽Ms5.9级地震和1985年河北任县Ms5.0级地震的关系，结果显示，在这两次中强地震前分别有两次明显的减熵异常过程，并且一次比一次减熵过程更明显，中强地震都发生在低熵值处，震后恢复到高熵值。这可能反映了地下流体构成的信息源系统在地震孕育和发生过程中的减熵有序变化。通过研究认为该区减熵到0．45为发震前兆异常警戒线，并且离中强地震发生的时间越近，减熵过程越大；震级越大，减熵过程越明显。     

冀鲁豫交界区地下流体模糊熵值的变化与地震的关系

采用概率化预处理方法，把冀鲁豫交界区地下流体多种观测项目的观测值转化为概率值时间序列，然后计算其模糊从属函数。在此基础上计算该区地下流体构成的信息源系统的模糊熵值，分析了模糊熵值变化与1983年山东菏泽Ms 5.9地震和1985年河北任县Ms5.0地震的关系。结果显示，在这两次中强地震前分别有明显的减熵异常过程，并且一次比一次明显，中强地震都发生在低熵值处，震后恢复到高熵值的变化过程。这可能反映了地下流体构成的信息源系统在地震孕育和发生过程中的减熵有序变化。通过研究认为，该区模糊熵值减到0.907为发震前兆异常警戒线，并且离中强地震发生的时间越近，减熵过程越大；震级越大，减熵过程越明显，减熵时间越长。     

计算台站接收函数的最大熵谱反褶积方法

提出一种在时间域采用最大熵谱反褶积提取台站接收函数的方法，以最大熵作为自相关函数和互相关函数的递推准则，利用Toeplitz方程及Levinson递推算法，得到预测误差滤波系数的递推公式，从而计算台站接收函数．外推运算过程中，反射系数总是小于1，保证了最大熵谱反褶积的稳定性．时窗外数据熵极大提高了接收函数的分辨率．合成地震图与实测地震图的检验表明, 最大熵谱反褶积是一种在时间域测定台站接收函数的有效方法．      

广东及邻区地震活动熵值的异常特征

应用文献」１「的方法，对广东及部分邻近地区进行了熵值计算和分析处理，结果表明，时间熵，频度熵和强度熵在ＭＬ≥４．７级地震之前，大都存在较明显的低值变化，即存在减熵现象，地震大多数以生在减熵的中，后期，少数发生在减熵初期。三种熵值变化基本同步，震级越大，熵值波动越大，其中尤以强度熵变化幅度最大，频度熵次之，时间熵最弱。     

最小交叉熵谱在矿震井水位资料中的应用

文中简述了最小交叉熵谱原理，并用模拟资料检验了最小交叉熵谱计算程序，最后用最小交叉熵谱方法分析了矿震井水位资料。结果表明，矿震井水位资料的最小交叉熵谱中，除了日变化的２Ｈ＿ｚ以外，在震前几小时到几天中均出现８Ｈ＿ｚ的高频分量，这是一般的谱分析方法无法得到的。本文提出的方法为矿震预测提供了新的路径。     

地下水动态的最大熵谱分析

利用最大熵谱方法,对我省及邻区几个井孔的地下水动态多年观测资料进行了熵谱分析。结果显示,地下水动态变化除了１年及１年以内的短周期成分外,还存在着３年和１０年左右的卓越周期成分。对这一周期结构的认识,有助于正确识别地震的中短期异常信息。     

运用改进的D-S进行钢管焊接结构损伤识别

为了有效利用结构健康诊断中的多源不确定数据,提高损伤识别的准确率,通过改进D-S证据理论(Dempster提出由Shafer完善形成的一种推理理论)中的基本概率赋值函数和组合规则,提出了一种基于改进D-S证据理论的结构损伤识别新方法.该方法利用灰色关联理论和熵权理论处理信息源的基本概率赋值问题,利用改进的D-S组合规则处理信息源间的相关、冲突问题.通过钢管焊接结构的试验研究验证所提方法的有效性,结果表明所提出的方法优于传统的D-S损伤识别方法;相对于单一损伤信息的损伤识别而言,基于多源损伤信息能够有效降低损伤误判的可能性,获得更准确的损伤识别结果.     

地震前地震活动周期谱特征及其应用

在对最大熵谱方法进行检验的基础上,应用这一方法,通过对24次6级以上地震的地震活动增强区内地震活动度的周期谱特征进行研究,得到如下认识:① 在孕震过程中,地震活动增强区内的活动在不同阶段,表现出的周期谱不同．正常时段的周期谱长周期与短周期并存,而震前阶段只存在短周期（平均为长周期的43％左右）,长周期消失;② 震前出现短周期的时间与震级有关．8级地震一般为震前数十年乃至上百年,7级地震一般为30年以上,而6级地震一般为20～30年．对于同震级地震,其出现短周期的时间还因地区的不同而不同,一般华北地区较西部地区长．应用坚固体孕震模式对以上特征进行了初步分析,提出了运用最大熵谱方法进行强大地震的趋势预测思路,并将此思路应用于实践,对云南武定6.5级和丽江7.0级两次地震进行了预测尝试．从而为6级以上地震的趋势预测提供了一种途径．      

汾渭地震带时间序列的最大熵谱分析及未来中强震发震概率的最大熵原理估计

本文应用最大熵谱分析的方法和最大熵原理的方法,对汾渭地震带1200年以来发生的Ms≥5.0级地震的时间序列资料进行了分析,结果表明,汾渭地震带历史上Ms≥5.0级的地震存在着250±10年的卓越周期以及今后50年内,发生5.0≦6.0和6.0≦Ms<7.0级地震的概率分别为0.979和0.604,发生Ms>7.0级地震的概率较低,仅为0.199。而5级、6级地震的复发周期分别为12.9年和53.9年等。     

关于不充分投影数据下的二维扇形束CT重建(英文)

在医学和其他的很多CT应用中,一个重要问题是如何从不充分的投影数据中重建出断层图像。近年来由于新兴的压缩传感理论,Total Variation最小化方法在求解这一问题中重新获得了重视。本文将该方法推广成一类更一般的不充分投影CT重建算法。这一类重建算法同样基于压缩传感理论,但是更加灵活,能适用于不同的应用背景。针对该类算法中的一个特例进行的理论分析和算法仿真展现了该算法的应用潜力。     

熵权决策法在地震灾害风险评价中的应用

为了更好地评价和比较城市的地震灾害风险,建立了基于熵权的新的地震灾害风险指数(EDRI)模型。在地震灾害风险指数的建立过程中,根据信息熵理论计算熵权,采用熵权与专家意见相结合的方法确定风险指数的综合权重,从而使模型权重的确定更加合理。通过算例分析,新的计算模型可以降低城市地震灾害风险指数对专家主观意见的依赖,从而使计算变得更加客观、科学。     

宁夏倾斜固体潮潮汐因子熵的变化

应用宁夏银川台和石嘴山台倾斜固体潮观测数据计算了潮汐因子γ值,进一步计算了γ值的熵值,并对各熵值曲线进行分析,结果认为γ值熵在震前的异常表现比较突出,熵值变化到最低时,很有可能是应变积累到最大程度,即进入了临震状态。     

地球自转速率变化主要中短周期的分析

利用新的世界时高精度观测资料序列分析讨论了地球自转速率的变化特征,采用最大熵谱分析的方法得到这一运动中主要中短周期的参数,而利用小波分析的方法发现某些周期具有明显的时变特征,是值得深入研究的.