可控源音频大地电磁三维共轭梯度反演研究

可控源音频大地电磁法在资源勘探等领域中发挥着重要的作用.我们把有限差分数值模拟方法用于可控源音频大地电磁三维正演,结合正则化反演方案和共轭梯度反演的思路,将反演中的雅可比矩阵计算问题转为求解两次"拟正演"问题,得到模型参数的更新步长,形成反演迭代,实现了可控源音频大地电磁三维共轭梯度反演算法.该反演算法可用于对有限长度电偶源激发下采集到的可控源音频大地电磁全区(近区、过渡区和远区)视电阻率和相位资料进行三维反演定量解释,获得地下三维模型的电阻率结构.理论模型合成数据的反演算例验证了所实现的可控源音频大地电磁三维共轭梯度反演算法的有效性和稳定性.     

基于岩饼几何形态测量的原地应力测定方法

岩饼是工程区高地应力的标志之一,其形状与主应力的大小和方向直接相关,岩饼出现时刻通常的应力解除法不能再用 于原地应力测量。根据国内外众多学者多年来对岩饼现象的研究成果,提出一种根据岩饼的几何形态测量初步计算三维地应力的方法。经实践验证,与同一工程区其他地应力测量方法的结果相比,岩饼几何形态测量方法确定出三维地应力的方向相差不大,倾角差值在10°以内,方位角之差小于20°,主应力大小满足岩饼出现的条件,具有简便实用的优点。     

基于GPU计算的地震波场高阶有限差分正演研究

本文介绍地震波场高阶有限差分正演及其GPU计算问题,通过数值模拟技术实现地震波正演。对于声波方程,利用泰勒级数展开式得出波动方程的高阶有限差分格式及其离散表达式。运用C++语言和CUDA编写二维和三维GPU正演程序,使用共享存储器提升GPU线程间通信传输速度,并且改善了三维模型情况下共享存储器容量对有限差分阶数的限制问题。建立不同尺度模型针对二维和三维GPU正演程序和CPU正演程序进行计算测试,比较两个程序的计算效率。测试结果表明,无论是在二维和三维的模型下,GPU正演程序的计算耗时都远远小于CPU正演程序的计算耗时,且随着计算数据量的增大,加速效果越来越显著,测试结果可以很好地证明GPU程序相对于单CPU程序计算的高效性。      

起伏地表地震资料成像方法分析

西部地区地表起伏剧烈,往往伴随着地下构造复杂,给地震偏移处理工作带来了极大的困难,导致后续的解释结果与实际构造存在一定的差异.因此,复杂地区的地震资料成像问题显得尤为重要.文章通过对复杂地表模型的正演模拟以及山区实际地震资料的应用两方面的分析,获得了适合复杂地表的成像方法.结果表明:针对复杂地区,叠加技术成像比偏移技术成像更能真实地反映地下构造形态,是一种提高复杂地区构造成像精度的有效方法;同时,将叠加剖面和偏移剖面两者有机结合,对复杂地表资料进行解释分析,更能体现地下构造的真实形态,为煤矿工作的安全开采提供了有利依据.     

改进遗传算法和支持向量机的岩体结构面聚类分析

岩体结构面控制着岩质边坡和地下洞室等岩体工程的稳定性,在岩体力学及水力学分析中起到关键作用。为对岩体结构面进行合理分组,精确地模拟岩体结构面网络的分布,提出一种融合改进遗传算法和支持向量机的聚类方法。首先,根据岩体结构面产状信息建立结构面分组的数学模型,采用改进的遗传算法计算结构面样本的全局最优聚类中心,再以聚类中心为训练样本,利用支持向量机方法将结构面样本进行完全划分。通过随机产生的结构面数据以及实际工程的运用表明,遗传-支持向量机聚类算法对岩体结构面的分组合理,获得的优势结构面结果可靠。     

微量振荡天平法与激光散射单粒子法在气溶胶观测中的对比试验研究

观测气溶胶质量浓度的仪器基于多种不同的测量原理,为比对不同仪器观测结果的差异,使用两种仪器TEOM-1405s(微量振荡天平原理)和GRIMM180(激光散射单粒子原理),于2011年11月9日—2013年6月30日在广州番禺大气成分观测站开展PM10/PM2.5/PM1的同步比对观测试验。将观测结果配合同期气象要素进行分析,结果表明:GRIMM180的运行稳定性明显好于TEOM1405s,TEOM1405s的错误多由干燥器、夹管阀相关故障引起,出错百分比分别在33%和15%以上,其测值小于GRIMM180的数据占总观测量的53.5%。两种仪器观测气溶胶质量浓度存在一定差异,但两者随时间变化的趋势一致,测量的PM10/PM2.5/PM1的相关系数均高于0.60,两种仪器观测的PM1和PM2.5的统计拟合斜率接近于1,分别为0.99和1.04,而PM10为1.31。TEOM1405s统计的平均值、均方差和极大值等均偏大于GRIMM180,特别是PM10的结果明显偏高;而极小值均小于GRIMM180。综合认为PM2.5的一致性相对较好,但在高相对湿度情况下,两仪器观测的PM2.5差异(PMT-G)绝对值较大,主要集中在风速0~2 m/s的静小风期间。结合气象因子分析,推测两种仪器测值的差异成因,一方面可能与TEOM1405s考虑了半挥发性物质的补偿相关,另一方面可能与GRIMM180的除湿模块效果不佳以及气溶胶密度假设与实际差异较大,在高湿度、静小风等气象条件下两种仪器的响应与性能相关。      

基于IGS的白天和夜间电离层TEC变化特性分析

利用1999~2009年的IGS电离层电子浓度总含量(TEC)数据,分析全球TEC白天值Idc和夜间值Inc的半年变化、季节变化特性,并研究二者跟太阳、地磁活动的关系。结果表明,Idc最大值出现在春秋分季节是一个非常普遍的现象。除了北半球近极地地区和南半球的南美洲地区外,Idc的半年变化特性都很明显;Inc只在低纬度地区具有半年变化特性,并且Idc和Inc半年变化特性随太阳活动变化而变化,在太阳活动高年,全球85%以上地区Idc最大值出现在春秋分季节;Idc和Inc的季节变化特性随经纬度变化,并且在太阳活动高年季节变化明显;在一个太阳活动周期上Idc、Inc与太阳活动P指数日均值的相关性较强,相关系数达到0.9,但与地磁活动Dst、Kp、Ap指数日均值的相关性较弱,相关系数小于0.4。本文进一步展示了太阳天顶角控制的电离层光化学产生率对电离层TEC整体变化特征起主要作用。     

珠江三角洲2001—2008年灰霾天气过程特征分析

使用2001—2008年广东省466个地面自动气象站资料、广州气象站常规气象资料、广州市空气污染指数资料等,制定统一标准统计并详细列出了2001—2008年的灰霾与清洁过程清单,并进行了一些初步的分析。通过天气学分析方法以及矢量和分析方法,分别分析天气形势以及珠江三角洲近地层风对严重灰霾过程和清洁过程的影响。(1)低能见度与空气污染密切相关,尤其与复合污染密切相关。(2)无论是灰霾过程还是清洁过程,用大气能见度和API作为两个参考指标所选的过程所分布的季节是非常一致的,但具体时段不尽相同。(3)典型灰霾过程分布在每年的10月—次年4月,造成灰霾的天气形势主要是高压变性出海。典型清洁过程分布在每年的10月—次年3月冷空气活动频繁的季节,以及5—9月的雨季,其影响的天气形势主要是冷空气南下、台风影响。(4)矢量和的分析说明灰霾过程与气流停滞区关系密切,而清洁过程则与强水平输送有关。     

深圳市气象监测综合业务平台的设计与实现

介绍使用基于切片的GIS技术和Flex技术,利用Portal门户及单点登陆技术,开发的深圳市气象监测综合业务平台,实现了在多级缩放地图上显示多种气象要素和气象统计图表;并对深圳市气象综合探测系统的设备运行、数据传输进行监控;还综合集成了装备档案管理功能。平台现已成为深圳气象探测业务的主要工作平台,有效提高了探测系统的可靠性和数据传输的质量。     

自动临近预报系统及其在北京奥运期间的应用

该文介绍了对流风暴自动临近预报系统(BJ-ANC)及其在2008年北京奥运会期间的应用。BJ-ANC是在技术引进基础上,通过本地化改进和拓展研发而形成的适合于在京津冀地区使用的对流风暴自动临近预报系统。BJ-ANC系统通过对风暴进行分析,利用临近预报算法和模糊逻辑集成技术,生成反映风暴发生、发展和消亡的分析及预报产品。系统考虑了京津冀地区边界层辐合线及地形与风暴生消发展之间的密切关系。通过对2008年实时预报结果的检验表明:系统对风暴单体在1 h内的外推预报与实际观测的风暴单体中心的距离偏差较小;系统的1 h定量降水预报和自动站的降水观测接近;系统对风暴回波的总体预报性能明显优于持续性外推方法。通过对2008年奥运期间对流风暴个例的实际应用分析表明:系统对风暴的临近预报具有指导意义,边界层辐合线对风暴的局地新生和快速演变具有明显的正面预报效果。另外,系统反演得到的对流层低层热动力三维特征提供了风暴生消、发展预报的重要判据。