基于大数据架构的地球物理观测数据管理系统

中国地震地球物理观测网络的核心业务软件“十五”地震前兆数据管理系统已运行十多年,随着观测数据量的增长,数据库的读取和统计查询的性能逐渐降低。此外,管理系统存在SQL注入和跨站脚本攻击等漏洞的安全问题,系统架构难以满足业务发展的需求。中国地震台网中心基于分布式组件的大数据架构,使用消息中间件和时序数据库等技术对管理系统进行重构,将原来存储于Oracle数据库中的地球物理观测数据、基础信息、产品数据等按照各自特点在时序数据库中建表,并将历史数据和增量数据都迁移到新的时序数据库,显著提升了系统读写和统计性能、数据的安全性和可用性(多副本技术)。分布式和容器化等技术的引入,增强了系统的高可用性,并可通过横向扩展进一步增加系统的处理能力。     

青海门源MS6.9地震震前OLR异常与InSAR同震形变关联性分析

对比分析利用涡度距平法提出的2022年1月8日青海门源 M_S6.9 地震震前射出长波辐射(OLR)短期异常分布和震后InSAR技术提取的门源地震同震形变空间分布,结果显示,震前红外辐射增强区与InSAR同震破裂形变区的空间位置基本吻合,扩展形式基本相似(同震破裂形变区分布在红外辐射异常区内部)。在震前的全国范围OLR空间分布上,仅青海德令哈—西宁—甘肃武威一带出现了呈“哑铃”状近WE向展布的OLR热辐射增强区,空间可辨识度高,OLR异常时空演化过程遵循了岩石应力加载破裂过程中的热异常规律,显示热异常变化与应力变化存在关联; InSAR技术提取的同震形变同样位于肃南—祁连断裂(俄堡段)、托莱山断裂和冷龙岭断裂的交汇区。InSAR同震形变结果揭示了地表形变以水平方向为主,断层运动具有典型的走滑变形特征。InSAR同震形变结果为红外遥感反映地震形变提供可检验的地质实体监测证据,验证了门源地震前辐射增强异常是地震构造地应力强度变化的遥感物理参量反映。     

新疆巴音布鲁克地区奥陶纪侵入岩地球化学特征及其构造意义

巴音布鲁克地区位于中天山地块中天山多期复合陆缘岩浆弧。通过研究发现,该地区奥陶纪侵入岩岩性主要为石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩。通过锆石U-Pb定年识别出中奥陶世(462.7±6.2) Ma、(463.4±2.8) Ma、(471.5±5.9) Ma侵入体,岩石地球化学结果表明岩体具有准铝质钙碱性系列岩石特征。稀土元素配分型式呈明显的右倾模式,具负Eu异常,微量元素显示出大离子亲石元素富集、高场强元素亏损的配分模式。地球化学特征指示侵入体形成于俯冲碰撞环境,其岩浆来源为壳幔混源岩浆。综合分析认为,南天山洋盆初始向北发生俯冲作用的时间为中奥陶世早期,与俯冲过程中的右旋运动有关,岩浆活动在中天山地区显示出由西部逐步向东部扩展演化的规律。     

不同海潮模型对中国大陆构造环境监测网络GNSS数据解算的影响

选取2018年中国大陆构造环境监测网络GNSS基准站及中国周边IGS站数据,基于CSR4、FES2004、GOT00、NAO99b等海潮负荷改正模型,采用单一变量的解算方式,分析不同海潮模型对我国GNSS基准站基线、三维坐标、时间序列等造成的影响。结果表明：利用不同海潮模型解算基线精度,水平方向相差不大于1 mm,垂向相差不大于3 mm;各测站NEU坐标精度均在毫米级以下,以耿马站时间序列为例,与其他模型相比,基于FES2004模型解算的各向偏差趋势波动较弱,其年序列图的精度及连续性、稳定性更佳。简言之,利用FES2004海潮模型解算GNSS站点位置,效果较好。     

融合多种棋盘格约束的面阵相机和线激光外参标定

面阵相机和线激光扫描仪的组合在移动测量、自动驾驶、机器人等领域中得到了广泛应用。影像纹理和激光深度数据融合的首要问题是两种传感器的外参标定。对此,提出了一种融合多种约束条件的相机和线激光外参标定算法。该算法建立激光扫描线与V型棋盘平面间的点-面、线-面、点-线等多种约束求解和优化激光与相机间的外参,减少了激光点和像点噪声对结果的影响。实验结果表明,该算法相较于之前的算法有更高的精度和鲁棒性。并通过计算激光交点到V型棋盘面交线的距离,提出了定量评价激光与相机外参精度的标准。     

视频数据的地理信息提取研究

针对视频数据虽然能高效、逼真、详细地展现地理信息,但是因不具备地理框架而不能直接与GIS结合,参与空间分析的问题,该文通过多次真实环境条件下的尝试性实验,探索出一种从视频中提取地理信息的方案:采用运动目标检测技术自动识别出视频帧中实体的轮廓;通过半自动的处理清除提取数据的干扰轮廓;借助数据变换技术为视频帧及其提取的数据赋予准确的地理框架。基于真实环境的实验结果表明:该方案不仅可以有效地提取视频中的地理信息参与空间分析,还能够实现其空间分析结果的多视角可视化。本研究针对视频与GIS结合问题做出初步探索,为视频GIS的深层次研究提供帮助。     

海南岛3种石磺肌肉组织营养成分分析

参照国家食品营养成分分析相关标准,结合液相色谱仪,元素分析仪,电感耦合等离子光谱仪等测定海南岛采集的瘤背石磺(Onchidium struma),紫色疣石磺(Peronia verruculata),平疣桑葚石磺(Platevindex mortoni)3种石磺肌肉组织中营养成分。结果表明:海南岛3种石磺均属于高蛋白质低脂肪的海产品,蛋白质含量达65.0%以上,其中以平疣桑葚石磺蛋白质含量最高;瘤背石磺肌肉组织多糖含量高达30.96%±1.48%,显著高于其他2种石磺;3种石磺肌肉组织中氨基酸组成全面,且以呈味氨基酸含量最高,均达5.60%以上;3种石磺肌肉组织均含有丰富的矿质元素,其中以钙和镁元素含量最高,含量达20~30 g/kg,同时钠和钾元素含量达3.0~6.5 g/kg。海南岛3种石磺均具有丰富的营养价值,其中以高蛋白高多糖低脂肪的瘤背石磺最具有开发前景。     

青海门源MS6.9地震井水位与水温同震响应特征分析

基于全国地震地下流体台网数据库,分析了2022年1月8日青海海北藏族自治州门源县 M_S6.9地震引起的地下流体井水位、水温同震响应特征。结果表明:本次地震引起的水位同震响应观测井数量远大于水温;水位同震响应开始时间、结束时间均优先于水温,水温同震响应是水位同震响应的次生变化。对比门源2022年1月8日 M_S6.9和2016年1月21日 M_S6.4地震,发现地震能量不同是造成两次地震同震响应差异的主要原因。     

接收机天线相位中心改正对IGS/IGMAS站的影响

针对天线相位中心改正影响GPS数据解算以及处理软件不能识别接收机天线类型的问题,该文提出了利用近似型号的天线进行数据处理的方法。首先利用IGS站精确确定天线相位中心改正对数据解算造成的影响,再利用IGMAS站验证方法的可靠性。该文选取部分IGS、IGMAS站的数据,利用GAMIT软件进行试验并分析。结果表明,当不使用天线相位改正模型时,增大了单天基线解的NRM_S值,并增加15.5%的基线误差,对精密定位能带来平均2cm的影响;当将处理软件不识别的天线换成近似能识别的天线时,基线解效果要比不使用天线改正效果好,水平和垂向的定位精度均在3.9mm左右,比使用原装能识别天线的定位精度稍差。该方法既保证了精度,也较为简单快捷。     

GNSS多系统组合PPP解算方法与成果分析

研究GPS、GLONASS和BDS三系统组合精密单点定位（PPP）,包括函数模型、对流层延迟参数和差分码偏差(DCB)参数的解算方法。利用C++语言编制3系统组合PPP程序,分析MEGX网12个连续跟踪站1周观测数据,结果表明,无电离层组合模型和非组合模型的收敛速度和定位精度相当,同一测站在不同时间的收敛速度无明显差异,但非组合模型采用先验电离层信息约束可提高定位的收敛速度。多系统组合定位能改善PDOP值,提高收敛速度和定位精度;3系统组合PPP的水平坐标精度约3 cm,高程精度约5 cm,优于3个系统单独定位或2个系统组合定位的精度;当卫星遮挡较大时,多系统PPP结果较单系统更为稳定。