地磁场K变化的信息熵

K指数作为最常用的一种地磁活动指数,它描述的是地磁场不规则变化的扰动程度,因此,地磁场的不规则变化又称为K变化.K指数虽已有70多年的历史,并在世界范围内被普遍接受,然而,它只能反映扰动的幅度,无法反映扰动的次数,只标定扰动幅度最大的分量,无法给出地磁场三分量扰动的总体描述,同时,K指数的标定还与坐标选择有关.从信息科...     

基于分形径向谱的位场向下延拓截止波数自动确定方法

向下延拓是重磁位场数据处理与解释的一项重要技术,并因其固有的不稳定性而成为研究的热点.为获得稳定向下延拓结果,波数域向下延拓一般通过附加低通滤波器或改造向下延拓因子来完成.由此,滤波器或改造因子的截止波数则是精确向下延拓的关键.本文基于分形修正径向平均功率谱的物理特性,提出一种位场向下延拓截止波数的自动确定方法.基于理论重力模型和航磁实测数据的向下延拓对比实验结果表明：(1)本文所提出的自动确定方法物理意义明确,能快速有效地确定截止波数并进而获得向下延拓正则参数;(2)基于本文方法的正则化向下延拓结果优于改进导数迭代法的向下延拓结果.     

位场向下延拓的改进迭代维纳滤波法

根据维纳滤波理论导出的位场向下延拓滤波器为最佳下延滤波器,但因其实现需要已知待求位场和噪声的功率谱而在实际应用中受到限制.针对该问题,本文首先提出一种基于位场径向平均功率谱的位场噪声水平估计方法,进而利用偏差准则求取正则化参数,实现位场正则化向下延拓;然后将位场正则化下延结果的功率谱作为待求位场功率谱的估计初值,采用带修正项的迭代维纳滤波方法来更新对待求位场功率谱的估计,最后提出本文的位场向下延拓改进迭代维纳滤波方法.基于理论重力模型数据及航磁实测数据进行了向下延拓对比试验,结果表明,改进迭代法具有较好的收敛性,且下延精度优于Tikhonov正则化法和递增型维纳滤波法.     

基于小波包分解及AR模型的单通道地震波信号初至点检测

地震波信号的初至点检测在核爆地震的自动识别中起着重要作用，本文描述了一种单通道地震波信号初至点检测方法，它是基于小波包分解及对大地噪声信号进行统计分析后建立的大地噪声模型——AR模型而提出的. 文中对该方法进行了理论分析及实际地震波信号检验. 研究结果表明，该方法对地震波信号具有很强的自适应能力，能定量确定初至点的位置.     

核爆地震模式识别中的特征相空间研究

从核爆地震模式识别中的最少不相关特征量确定、训练样本的选择出发,介绍了特征空间与相空间等价问题的由来,并通过数值实验验证了特征空间与相空间等价的有效性,确定了特征选择中不相关特征量的下限,而且特征相空间分析方法具有很好的噪声鲁棒性,对于分析实际的模式识别问题极具优势.最后,本文提出了进一步研究的思路和设想.     

太阳平静期地磁场与电离层时空变化相互作用分析

作为地球空间环境的重要组成部分,地磁场和电离层是地球物理研究中的重要方向.新的观测数据和处理方法为人们更加深入地认识地磁场和电离层时空变化之间的相互作用发挥了巨大的促进作用.本文利用欧洲轨道测定中心(CODE)提供的全球电离层垂直总离子浓度地图(GIM)数据和Swarm卫星的观测数据,基于数据统计的方法,对太阳平静期不同纬度地区地磁场和电离层时空变化之间的相互作用进行了分析.从地磁场对电离层时空变化的作用来看,本文利用Swarm卫星数据发现电离层电子浓度在赤道地区呈"马鞍"形分布,在高纬度地区变化剧烈,验证了因地磁场对电离层时空变化影响导致的电离层赤道异常和极盖吸收等现象的存在,同时利用GIM数据通过张量秩-2分解和主成分析发现沿地磁场方向电离层的空间变化更加迅速,体现出地磁场对电离层时空变化的约束作用.从电离层对地磁场时空变化的作用来看,基于CHAOS-5模型对地磁内源场和磁层环电流磁场的预测,本文从Swarm卫星磁测数据中分离出电离层中电流体系的磁效应,其中包括赤道电集流、中纬度地区的Sq电流体系和极区电集流的磁效应,为进一步反演电离层电流体系奠定了基础.     

一种改进的病态问题奇异值修正法

基于Gaussian滤波函数和Tikhonov滤波函数的联系,选择Gaussian滤波函数作为正则化矩阵,提出了一种改进的病态问题奇异值修正法——Tikhonov-Gaussian法。通过球体重力模型数据的向下延拓仿真实验,验证了改进的奇异值修正法优于标准的Tikhonov修正法。     

基于克隆选择原理的核爆地震特征选择方法

为了解决核爆地震自动识别中最优特征子集的选择问题,根据克隆选择原理,提出了一种过滤与封装相结合的特征选择方法.该方法融合了封装式与过滤式特征选择方法的优点,利用局部化的类别可分性判据来处理核爆地震样本的多峰分布问题,通过设定独立的记忆抗体能够保证最终结果是搜索过的最佳特征组合,并且可以处理设定和不设定最优特征子集维数两种情况下的特征选择问题.首先通过UCI数据集中呈多峰分布的玻璃数据验证了该特征选择方法的有效性,进而将其应用到核爆地震特征选择中.核爆地震特征选择实验结果表明,该方法不仅有效地降低了特征空间的维数,而且使分类精度提高了2个百分点,与封装式特征选择方法相比,该方法的计算复杂度大为降低.     

核爆、化爆、地震识别研究综述

地震学方法是监测地下核试验最为重要的方法.为准确鉴别地下核试验,不仅包括识别核爆炸与天然地震,还包括对化学爆炸震源类型的识别.论文从核爆炸与天然地震的识别、化学爆炸与地震的识别、核爆炸与化学爆炸的识别三个方面对国内外的研究状况分别进行了综述,较为详尽地阐述了从统计分析和信号处理的角度进行研究的进展状况,并对目前的研究进展进行了分析总结,最后对未来的核爆监测识别研究的发展趋势进行了展望,提出了一些建议.     

远程事件次声监测中的信号参数二维子空间计算方法

越来越多的观测发现,在地震、火山爆发、泥石流等重大自然灾害发生前,常产生异常的次声信号,这为地震及其他自然灾害的预报工作增加了一种可能的信息;同时,次声还是监测大气层、浅地表爆炸的有效手段.在自然灾害和爆炸事件次声监测中,慢度和方位角等参数对于源信号传播、定位以及源性质识别等工作具有重要意义.然而,目前的慢度和方位角等参数的算法——频率波数(FK)分析法,尚存在精度和分辨率不高等问题,特别是对多源次声信号的识别能力较差.为提高次声信号的监测精度,基于次声信号和噪声的子空间不相关性,构建了次声信号慢度和方位角二维子空间计算模型,并在此基础上提出了一种高分辨率次声信号二维子空间算法,仿真实验和实际数据的对比分析结果表明:本文提出的方法在精度和分辨率方面明显优于FK法,且能够更好地分离多源次声信号.