应用任意采样点数FFT算法时离散频率计算

快速傅里叶变换(FFT)算法在位场、电磁场和波场等地球物理场的高效数值模拟及其数据处理中发挥着重要作用.FFT算法本质上是一种实现离散傅里叶变换的计算方法,目前多种类型FFT算法组合,能够实现任意采样点数的离散傅里叶变换.离散频率计算是应用任意采样点数FFT算法求解地球物理场数值模拟和数据处理等问题的关键环节.本文从离散傅里叶变换作为傅里叶变换的一种数值逼近的观点出发,通过推导和分析任意采样点数离散傅里叶变换数学表达式,给出了离散频率的计算公式.以重力场向上延拓问题为例,通过理论模型数据实验,检验了本文给出的离散频率计算公式的正确性.     

任意布置方式下两任意形状孔洞平面弹性问题的解析法研究

利用Schwarz交替法,找到了解决两任意形状孔洞任意布置方式下平面弹性问题的简单交替算法,并可得到任意次迭代后应力场及位移场的计算公式.通过精度分析发现20次迭代后的计算结果已具有非常高的精度,继续迭代求解可得到更高精度的计算结果.与有限单元法计算结果的比较更进一步证实了本文简单交替算法的可靠性,     

基于混合阶矢量基函数的海洋可控源电磁三维谱元法数值模拟

在前人工作的基础上,本文推导了电导率任意各向异性介质的海洋可控源电磁三维谱元法正演方程.采用一次场/二次场分离算法结合混合阶矢量基函数,可以有效避免源点的奇异性的影响,从而提高数值解的精度.采用任意六面体单元离散研究区域,有利于模拟复杂地形和地电结构.利用不完全LU分解的Induced Dimension Reduction(IDR(s))迭代算法求解线性方程组,有效地提高了求解的效率.设计典型的地电模型进行正演计算,并将计算结果与有限元解进行对比,对比结果表明本文提出的基于混合阶矢量基函数的海洋可控源电磁三维谱元数值模拟算法是正确的、有效的.本文算法具有良好的通用性,可推广用于电导率呈任意各向异性的陆地电磁、井中电磁等数值模拟研究.     

非SIRT算法的工程地震波CT技术

地震波CT成果具有图像直观可靠、信息量丰富及适用性强等优点。实践成果表明,地震波CT技术在工程地质勘查、建筑物无损检测、大坝安全检测以及防渗墙质量检测等方面都有良好的探测效果。SIRT算法是地震波CT理论较为成熟的算法。本文提出一种基于Eikonal解的思想,费马原理,惠更斯原理及弯曲波前假设的有限元分析的FDM算法的Matlab计算机程序。该算法程序克服了SIRT算法的缺点,可以成功地处理任意变化的速度、高速对比、尖锐的边界和任意的测量布局。给出几个数值模拟实例进行实践,将两者结合在一起,前后对比,得出结论,并指导工程实践应用。      

基于椭圆拟合和Hausdorff距离的图像匹配算法

图像匹配是逆向工程CAD建模领域的重要内容之一。针对CT图像包含多分叉轮廓的匹配问题,利用椭圆拟合来定量表达平面轮廓散乱点的整体形位信息,建立初步的轮廓森林;提出采用快速Hausdroff距离法来处理分枝问题从而形成完整的轮廓森林。实验结果表明,该算法对具有分叉现象的图像匹配具有良好的准确度和实时处理能力,对于岩芯CT、工业CT、医学CT等图像的三维重构都能有较好的适用性。     

射线透射图像中轻物质自动识别算法的研究

目的：针对射线透射图像中轻物质的自动识别存在的难点问题进行研究。方法：提出了基于轮廓特征和灰度特征的识别算法，结果：详细地阐述了利用识别算法进行识别的过程；结论：给出了识别算法的实验结果。     

基于电流密度连续性条件的直流电阻率各向异性问题自适应有限元模拟

直流电阻率法被广泛应用在工程和环境及水文地球物理、野外采矿、地热探测等领域.地下岩石常具有层理面和裂缝等具有方向依赖性的结构,岩石电导率常常呈现各向异性特征,因此研究复杂直流电阻率各向异性问题的高精度正演算法具有迫切的理论和学术需求.本文利用面向目标的自适应有限元算法和非结构化网格相结合的方式,解决了带地形任意复杂直流电阻率各向异性问题的高精度正演这一难题.有别于前人的研究成果,本文提出了一种特别的二次虚拟场算法实现带源的任意起伏地形问题模拟;另外,本文第一次基于电流密度连续性条件构建适合直流电阻率各向异性问题的后验误差估计算法,有效地驱动面向目标有限元网格自适应加密过程.最后,通过三组电阻率各向异性模型验证本文提出算法的正确性和适应性,测试结果表明：对于任意复杂直流电阻率各向异性问题,本文提出的算法具有精度高、适应性强等特点;另外,我们还发现电流密度连续性条件可用于设计直流电阻率问题的有效后验误差估计算法.     

任意起伏地形下重力异常三维正演及并行计算

为了进一步提高空间-波数域三维重力异常正演算法的适用范围和计算效率,本文采用任意傅里叶变换算法实现了空间-波数域三维重力异常正演,且在NVIDIA CUDA平台上进行CPU-GPU并行加速.任意傅里叶变换算法的基本思想是将二维傅里叶变换转化为两个一维傅里叶变换,一维傅里叶变换积分离散为多个单元积分累加和,离散单元中原函数采用二次插值形函数拟合,求出单元积分的解析表达式.相比现有的傅里叶变换算法,新方法具有采样灵活、积分精度高、计算速度快和傅里叶变换的截断效应小等优势.利用空间-波数域算法的高度并行性,采用CPU并行求解常微分方程,GPU并行计算任意傅里叶变换,实现了CPU-GPU并行加速方案,进一步提升了本文算法效率.利用常密度模型,对比数值解和解析解,结果表明本文算法正确;利用变密度模型对比了任意傅里叶变换算法与高斯快速傅里叶变换算法的计算效率与精度,在相近的数值精度下,本文算法波数选取少,效率高;测试CPU-GPU并行效果,结果表明相比CPU串行算法,CPU-GPU并行算法的计算效率大大提升,千万数量级节点数模型正演仅耗时数秒.最后利用实际地形数据进行三维重力异常场数值模拟,证明了...     

起伏地表弹性波传播的间断Galerkin有限元数值模拟方法

间断Galerkin有限元法（DG-FEM）作为一种有效的高阶有限元法受到了国内外学者的广泛关注.本文基于任意高阶间断Galerkin有限元法对弹性波方程进行空间离散,并将离散后所得的非齐次线性常微分方程系统齐次化,最后结合针对齐次问题的强稳定性保持龙格库塔（SSP Runge-Kutta）算法,将DG-FEM推广至时间任意高阶精度.另外,借鉴近最佳匹配层（NPML）的思想,基于复频移（CFS）拉伸坐标变换推导了一种新的PML吸收边界条件（简称为CFS-NPML）,该CFS-NPML能够与DG-FEM算法很好地结合,形成有效的起伏地表地震波传播数值模拟技术.数值试验结果表明,DG-FEM具有高阶精度,可以适应任意复杂起伏地表和复杂构造情况下的弹性波传播数值模拟.同时,CFS-NPML对包括面波等震相的人为边界反射都具有良好的吸收效果.     

面向RP的CT图像处理技术综述

图像反求建模是实现快速成形的关键技术之一,根据CT图像的二维信息,通过图像分割、二值化处理,提取所需边缘轮廓,重构出三维CAD模型,转换成快速成形的标准数据格式,制造出实物三维模型,在生物医学领域有着广泛的应用前景。本文在国内该领域研究现状基础上,讨论了CT图像反求建模的流程及在快速成形中的应用。     

江西省地震局虚拟专用网(VPN)建设

叙述了在FreeBSD环境下构建基于PPTP的VPN网关的过程和技术，分析了基本概念、实现方式以及在江西省地震信息网的实际应用等。     

兰州地震研究所发展的三段历史回顾

对兰州地震研究所的三段历史作回顾,分别为国家地震局、中国地震局兰州地震研究所的体制沿革变迁,中国科学院地球物理研究所;中国科学院兰州地球物理研究所观象台早期创建;兰州地震研究所硕士点早期阶段。     

山西大同数字遥测地震台网记录的震相特征

从地球及地壳的分层结构出发，使用较成熟的理论，从地震波传播的基本原理入手，结合多年的震相观察分析工作实践，选取了山西大同数字遥测地震台网近年来的一些典型震相进行了分析，得出本台网记录到震中距小于100km的地方震震相有Pg，P11，Sg，S11震中距在100km～500km的近震震相有Pn，Pg，P11，Sn，Sg,S11对比分析了在本台网内及周边地区发生的爆破与天然地震在震相上的差异性，并对其特征作了较详细的描述。     

山东数字地震台网子台背景噪声位移值的分布特征

利用山东数字地震台网的实时记录波形资料,采用在频率域积分方法,计算出各台站背景噪声的位移值。然后进行统计分析,得出了山东地区背景噪声位移值的空间分布和时间变化特征：台站背景噪声幅值与不同地区地质环境、岩性密切相关,位于第四系黄土覆盖层较厚的鲁西聊城、菏泽地区,鲁西北德州地区和鲁北东营、滨州地区各子台的背景噪声位移值较大,鲁中、鲁南山区和胶东半岛地区的基岩台站背景噪声位移值较小;同时,白天噪声值大于夜间噪声值,但深井观测台站的背景噪声值相对稳定。此项研究为绘制台网监测能力图提供基础数据,并为计算各台站的场地响应及震级修正值等测震学研究提供基础资料,促进台网的改建和发展。     

对齐误差对测试地震计自噪声的影响

本文在理论上研究了对齐误差对测试地震计自噪声的影响。指出对齐误差影响到2台仪器记录间的计算互功率谱密度,进而影响到被测仪器记录间相干函数计算,最终影响到被测仪器的自噪声计算。发现当存在对齐误差时,在信噪比较高频段计算得到的自噪声水平比仪器的实际自噪声水平要高,在一般的实际测试中可能高20 dB以上。为了消除对齐误差对自噪声测试的影响,提出通过投影逆变换把观测记录变换到标准坐标系下,再用变换后的观测记录来计算地震计自噪声。给出了基于以上思路和传感参数对比测试方法的地震计自噪声计算处理流程,合成数据、实际测试数据的处理检验计算结果表明,本文方法可以有效克服地震计自噪声测试中对齐误差的影响。     

山西夏县中心地震台温泉水化学特征

采集夏县中心地震台温泉水及周边水点样品进行水化学组分特征分析。利用矩形图、Na-K-Mg三角图等方法,初步分析温泉水的水质类型、水-岩平衡状态、热储温度以及循环深度等,并结合氢氧同位素组成特征,初步分析温泉水补给来源。研究表明,夏县中心地震台温泉水化类型属于Na-Cl·SO₄型,水-岩反应属于部分成熟水,热储温度为148.8℃,循环深度为3.91 km,补给源主要为大气降水,温泉为断裂型温泉。以上结果可为该台流体异常分析提供基础研究资料,为夏县地区水化研究奠定基础。     

裂隙岩体渗透性空间分布的指示克里格估值

本文较详细介绍了指示克立格估值的基本方法和原理，以指示变异函数为基本工具分析了向家坝坝址区裂隙岩体渗透性空间分布的结构特征，表明该址区裂隙岩体渗透性存在明显的各向异性特征；在此基础上用指示克立格法对未采样点处进行估值，估值结果显示坝址区裂隙岩体渗透性存在明显的壳状渗透结构特征.通过这一实际应用，表明指示克立格法可以较好地描述裂隙岩体渗透性的空间分布规律.     

前兆场变化在地震空间位置判断上的应用

运用福建前兆观测台网资料,分析了形变应力场和水位震后效应场等前兆场的空间变化规律与福建区域地震的相关性.结果显示,福建多次ML＞4.5地震的孕育过程均伴随着形变应力及水位震后效应的成场.研究认为,当形变应力场与水位震后效应场的时空演化规律趋于一致时,这一区域就具备发生中强以上地震的背景条件,跟踪分析形变应力场及水位震后效应场的空间迁移规律,可对未来发生的地震的空间位置做出较为准确的判断.     

库水压力作用下不同类型断层诱发水库地震的可能性分析

根据断裂力学原理,研究了水库蓄水后,在原有产生断裂的地应力基础上库水产生的附加应力,并分析了张开和闭合断裂的应力强度因子的变化趋势和正断层、逆断层及走滑断层发生扩展的可能性,从而揭示不同断层诱发水库地震的可能性。     

Impacts of sparing use of water on farmer income of China

We examine relationships between nationwide sparing use of water and farmer income of China in this article. As increasing implementation of water projects and irrigation system, the cost of water use has increased in many regions. However, as local policy-oriented urban expansion and ecological restoration have carried out during the past decade, water demand has increased. The spatial distributions of water use and farmer income are uneven and their relationships are ambiguous over time, especially it is uncertain that farmers can benefit from those so called water-saving programs when urban expansion grows faster in China. Based on consumption theory, empirical results of Blundell–Bond dynamic panel-data model with generalized method of moments (GMM) estimators indicate saving one percent of water has positive impacts at 0.085–0.35 percent on farmer income in the following statistical year. Population has negative impacts on farmer income. Particularly in Central China, one percent of increase in population will statistically significantly decrease 0.276 percent of contemporaneous farmer income. Particularly, in Eastern China with large population during years 2004 through 2012, the total amount of water use increases one percent, contemporaneous farmer income loses 0.04 percent. Thus, saving water can benefit future farmer income, and it indicates that urban expansion may induce the diversion of resources and agricultural production from rural to urban area. Policy implication of relationships between water allocation and farmer income distribution caused by water-saving programs needs to be further studied at regional scale, in particularly to the regions with large population and urban expansion in China.