基于双树复小波的变形监测数据去噪分析

将双树复小波引入到变形监测数据去噪中,从信号分解、去噪过程和去噪质量3个方面综合评价其可行性和有效性。理论分析和算例表明,信噪分离的质量会对阈值估计、阈值去噪和信号重构产生较大影响,信噪分离较好的信号能在一定程度上削弱阈值函数存在的缺陷;双树复小波的分解效果优于传统离散小波,能较好地表现出细节部分的频率信息,使变形信号的周期性变化特征更为明显,可以应用于变形监测数据分析。     

Application of several potential field separation methods of gravity data in Vientiane of Laos area

Gravity data observed in geophysical surveys are the sum of potential field produced by all underground inhomogeneous geological sources with different scales, different patterns and different depths.The aim of gravity exploration is mainly to extract the meaningful local anomaly from the regional gravity anomaly which is helpful to detect the deep structure and delineate the favorable area for mineral prospecting.In this paper, several anomaly separation methods are theoretically discussed, including trend analysis method, finite element method, interpolating cut method and analytic continuation method.And, these methods are applied to achieve the delineation of potash-mine deposit in Vientiane.Through experiments, analysis and comparison, the separating result of upward continuation is shown to be satisfactory, for that can separate the ore body anomaly from the background field more effectively.Further, with the combination of the geological information and gravity anomaly, it infers four rich potash zones in the study area of Vientiane which is significant for future geological work.     

厚碳酸盐岩覆盖区RVSP三维地震勘探应用效果分析

该文以中国南方一厚碳酸盐岩覆盖区的RVSP三维地震勘探实例,对RVSP三维地震勘探观测系统和数据采集参数的确定、地面等效处理和波场分离等关键处理技术及地质效果进行了阐述和分析,说明了RVSP在克服表浅层复杂地质条件及环境条件对资料的影响及提高地震资料的分辨率有其特定的优势,同时也提出了RVSP三维地震在采集和处理过程中的难点。     

厚碳酸盐覆盖区RVSP三维地震勘探应用效果分析

该文以中国南方一厚碳酸盐岩覆盖区的RVSP三维地震勘探实例,对RVSP三维地震勘探观测系统和数据采集参数的确定、地面等效处理和波场分离等关键处理技术及地质效果进行了阐述和分析,说明了RVSP在克服表浅层复杂地质条件及环境条件对资料的影响及提高地震资料的分辨率有其特定的优势,同时也提出了RVSP三维地震在采集和处理过程中的难点。     

Application of wavelet packet in gravity anomaly processing

Based on the advantages of the wavelet to separate regional field and local anomalies in MATLAB environment,a high-precision regional-residual separation was finally realized. Analytical continuation and trend surface analysis are conventional methods for gravity anomaly separation. But the wavelet packet analysis in analyzing gravity data can make the gravity anomaly to be computed at a higher precision. In this paper,wavelet packet method is used to process gravity anomaly data obtained in Laos,and the separation result is good. Daubechies wavelet series has a higher precision in the wavelet packet.     

利用布格重力资料研究太行山东南缘断裂构造特征

通过对豫北地区1∶20万布格重力异常数据进行小波多尺度变换,得到1~4阶小波细节所包含的重力异常信息,分析研究区内重力场源在横向和纵向上产生的异常特征,并结合地质构造环境对其成因进行解释。利用不同阶次小波变换结果,对太行山东南缘11条主要断裂及其空间分布特征进行分析解释,并推测各断裂的可能埋深。     

Using satellite magnetic data to divide geological tectonic units of South China Sea

The South China Sea locates at the convergence center of the Eurasian Plate,the Pacific Plate and the Indo-Australia plate. The Cenozoic seafloor spreading in the South China Sea Basin is an important part of the tectonic evolution of the South China Sea that records information of the continental margin tectonic history and its impact on regional geologic evolution. Magnetic data contains abundant geological structure information from the surface to deep. This paper reports magnetic data of the South China Sea. Through the conventional processing of these magnetic data,we report general results on the regional magnetic anomalies,such as the upward continuation graph,the polar magnetic anomaly map and the magnetic anomaly partition map. The magnetic anomaly field in the South China Sea is divided into eight areas,of which the characteristics are explained,and the tectonic evolution of the South China Sea is preliminarily discussed.     

从青藏高原航磁资料分析尼泊尔8.1级地震构造背景

利用小波分析处理青藏高原航磁资料,得到多尺度的航磁异常分布图。一阶小波结果反映地壳浅部的构造特征,在第Ⅰ和第Ⅱ缝合带位置,存在多条明显的北西西向弧形构造,由正负相间的磁异常带组成;在格尔木附近第Ⅳ缝合带位置存在近东西向的负磁异常条带。三阶小波结果反映地壳深部的构造特征,在约84°～91°E存在明显的近南北向的负磁异常条带,是研究区主要的深部构造特征。尼泊尔8.1级地震和3次7级强余震发生在近南北向的负磁异常条带的南端。该位置是近东西向的喜马拉雅构造带和近南北向的深部负磁异常条带的交汇部位。总体来说,青藏高原航磁资料揭示的浅部构造为多条近东西走向的带状构造,而深部构造是以近南北走向为主要特征,复杂的立交构造交汇部位是发生尼泊尔8.1级大地震的深部构造背景。     

Edge detection of potential field data based on image processing methods

The conventional methods of edge detection can roughly delineate edge position of geological bodies, but there are still some problems such as low detection accuracy and being susceptible to noise interference.In this paper, three image processing methods, Canny, LoG and Sobel operators are briefly introduced, and ap-plied to edge detection to determine the edge of geological bodies.Furthermore, model data is built to analyze the edge detection ability of this image processing methods, and compare with conventional methods.Combined with gravity anomaly of Sichuan basin and magnetic anomaly of Zhurihe area, the detection effect of image pro-cessing methods is further verified in real data.The results show that image processing methods can be applied to effectively identify the edge of geological bodies.Moreover, when both positive and negative anomalies exist and noise is abundant, fake edge can be avoided and edge division is clearer, and satisfactory results of edge detection are obtained.     

Comparative analysis of fracture identification methods based on gravity anomaly in Heilongjiang

The identification of fractures is of great importance in gravity and magnetic data processing and interpretation.In this study,four fracture identification methods are applied,and widely used in processing and analysis of the gravity anomaly,including vertical second derivative method,tilt derivative method,theta map method and normalized differential method,for gravity data acquired in a given area in Heilongjiang.By comparing the distribution of the zero contour or maximum contour,we summarize the application effects,and both advantages and disadvantages of each method.It is found that tilt derivative method and normalized differential method provide better effects than other two methods:the narrower anomaly gradient belt and higher identification precision of fracture or geological boundary.The inferred fractures and geological boundaries have a great match with the results obtained from geologic map and remote sensing data interpretation.Those study results have definitely provided the theoretical foundation for identifying faults and the geological boundaries.     

基于多传感器信息融合的城市边坡监测数据异常事件检测

为预防和管控城市突发地质灾害造成的人民生命和财产损失,国家针对城市地质灾害易发地区部署了大量的各类传感器,用来感知和监测城市边坡等地质体的变化情况,以支持对地质灾害的预警。从边坡监测数据特点和时序数据分析技术出发,针对监测数据噪声混杂、模式分析困难、预警阈值的不确定性等问题,给出了一种基于多传感器信息融合的边坡监测数据异常事件检测方法。主要工作包括：(1)边坡监测数据变化模式可以归结为周期项、趋势项以及噪声项的叠加,实践中在预处理基础上对边坡监测数据进行周期为24 h的重采样,同时趋势项可以近似看作是经典的牛顿运动,以此构建形变运动模型,为卡尔曼滤波的状态转移提供理论支持;(2)采用集中式衰减记忆卡尔曼滤波,引入衰减记忆因子,对多传感器边坡监测数据进行特征级融合,降低了噪声的影响,提高了边坡监测数据的可靠性;(3)引入惩罚系数,应用改进的动态时间弯曲算法对于周期序列数据进行相似性度量。在此基础上基于K-means聚类和局部异常因子分析对边坡监测数据进行异常检测,并基于3σ准则确定预警阈值。该方法能将正常模式和异常模式的时序数据进行区分,有效检测出边坡监测数据的异常,为灾害预防提供支持。...     

基于地质大数据与构造语义约束的断层建模

断层作为一种重要的地质构造,在自然界中普遍存在。在地质体三维建模中,断层处理的难点主要在于数据获取不易。如今,在地质大数据条件下,可以利用不同地质语义约束来推测断层的产状。但由于断层构造往往十分复杂,要利用地质大数据对断层构造进行约束建模,需厘清断层的形态分类及其数据模型。通过研究断层的分类,提取出影响断层产状的要素,将这些要素作为断层数据模型的组成部分,在地质大数据挖掘中作为挖掘目标,形成断层地质语义信息表,为后续断层建模提供数据支撑。在此基础上,提出一种新的断层建模思路,即将断层看成一个整体,通过Apriori算法对断层地质语义信息表进行分类,找到每个断层的标准模型。然后,利用断层地质语义信息表对该断层模型进行几何形态约束,形成符合特定地质语义的断层模型。最后,通过断层牵引构造的平滑过渡,将断层镶嵌在已经建好的地层格架模型中,完成断层的三维建模。      

宜川-泰安剖面重力异常与构造意义

利用宜川-泰安剖面高精度重力观测和GPS数据测量结果,对观测数据进行各项改正和处理,得到剖面的布格重力异常,并采用高斯低通滤波获得剩余重力异常。以诸城-宜川深地震测深（DSS）速度剖面为约束,对沿该剖面得到的高精度布格重力异常数据进行拟合,获得剖面地壳密度结构。结果表明,趋势异常主要反映该剖面地壳厚度的变化,太行山重力梯级带是地壳厚度的陡变带。结合前人相关研究,对剩余重力异常结合剖面经过的隆起、凹陷等地质问题进行讨论,进一步揭示出,剩余重力异常主要反映浅部地质构造和低密度地质体,剩余重力异常与地质构造不仅具有良好的对应关系, 而且其幅值能体现地质体的基本特征,比布格重力异常反映得更清晰、更细致。     

基于提升小波的单历元GPS变形监测信号的去噪

介绍提升小波阈值收缩法去噪的基本原理和方法,利用该方法对含噪的GPS单历元变形监测数据进行去噪,提取真实变形信息。实际数据处理结果表明,相比第一代小波,提升小波变换去噪效果更好,计算速度更快。     

扩边尺度对重力异常分层分离处理的影响——以插值切割法为例

以插值切割法为例,对理想模型在地表的重力异常数据进行不同尺度的扩边,并对扩边后的数据进行不同深度层源的切割分离.基于分离后的结果,从不同扩边尺度、不同深度层源的重力异常差异、扩边尺度与重力场源分离误差的角度研究扩边尺度对重力异常分层分离处理的影响.结果表明:1)理想模型数据区域的边界效应与扩边尺度、切割分离深度、异常的...     

基于改进的2D多项式拟合及加权迭代算法的重力异常垂向分离

基于稳健的二维低阶多项式拟合及加权迭代算法,分别对模型重力位场数据和川滇地区实测地表重力异常数据进行地下不同深度层地质源的位场分离,并将所得结果与基于插值切割算法的位场分离结果以及川滇地区地质构造图进行比对。结果表明,该算法简单可靠,其结果可以用于川滇地区地质结构的精细反演和解释,也为其他更加深入的研究奠定了基础。     

基于多尺度球面小波分析云南地区应变特征

使用GAMIT/GLOBK软件处理2011~2016年云南地区GPS区域站观测数据,扣除同震影响、区域欧拉均匀旋转矢量后,得到该区域的GPS水平速度场,并采用多尺度球面小波模型获取分解尺度分别为6、7、8和9时的云南地区GPS应变场,然后结合云南地区历史MS5.0以上地震信息,以及小江、红河等区域断裂活动情况分析该区域应变场的空间分布特征。结果显示,在区域应变场整体解算中,利用球面小波方法能够适应测站点的疏密变化,多尺度估计地表应变场。主应变、面膨胀和剪应变等分析结果与区域历史地震信息及对应区域断裂活动性质具有较好的吻合性。从应变结果看,红河断裂可能是具有重要构造意义的活动断裂,应变特征显示云南区域被红河断裂划分为2个特征区域;云南地区的鲁甸、腾冲、普洱、大理区域可能是地震活动较为剧烈的区域;小江断裂带中的嵩明区域在不同应变特征中均表现出高度异常,后期应予重点关注。
     

利用布格重力资料研究华北裂陷盆地地壳结构特征

通过对华北地区1∶50万布格重力资料进行小波多尺度分析,得到自地表至莫霍面不同空间尺度范围内地质体产生的重力异常。讨论各阶小波变换细节特性及相应地质构造特征认为,华北裂陷盆地的隆起、坳陷与重力异常的高、低存在明显的对应关系,并给出了它们的下延深度。分析结果显示,华北裂陷盆地内深大断裂两侧岩石密度存在较大差异。采用帕克法反演得到华北地区莫霍界面深度在29～42 km范围内,在太行山与华北平原交界地区存在明显的地壳厚度变化梯级带。     

岷县-漳县M6.6地震前后的形变范数变化特征

采用分布在南北地震带上10个洞体应变台的观测资料,基于小波分解和范数计算,提取2013-07-22甘肃岷县-漳县M6.6地震前异常信息。结果表明,除肃南台外,其余9个台均出现震前异常信息,昭通台、小庙台最早出现异常,在2013-06初（约在震前50 d）,距震中最近的宕昌台在7月初出现异常。结合其他学者的研究,对异常信息特征进行讨论认为,这次地震与南北地震带东侧块体自南向北运动有密切关系,而震后的形变传递过程是一个反向过程。同时也证明,用范数计算方法提取震前形变异常是简单、有效和可靠的。     

小波分析方法在形变数字化资料处理中的应用

基于小波变换理论，提出了应用小波分析方法识别、消除数字化资料的干扰，提取不同频率信息的方法。结合实例，讨论了小波分析方法在识别与分离不同频率信息、提取趋势异常与短期异常等方面的应用。研究表明，小波变换是形变数字化资料分析处理的一种有效方法。