Initiation of large-volume silicic centers in the Yellowstone hotspot track: insights from H<Subscript>2</Subscript>O- and F-rich quartz-hosted rhyolitic melt inclusions in the Arbon Valley Tuff of the Snake River Plain

During the onset of caldera cluster volcanism at a new location in the Snake River Plain (SRP), there is an increase in basalt fluxing into the crust and diverse silicic volcanic products are generated. The SRP contains abundant and compositionally diverse hot, dry, and often low-δ¹⁸O silicic volcanic rocks produced through time during the formation of individual caldera clusters, but more H₂O-rich eruptive products are rare. We report analyses of quartz-hosted melt inclusions from pumice clasts from the upper and lower Arbon Valley Tuff (AVT) to gain insight into the initiation of caldera cluster volcanism. The AVT, a voluminous, caldera-forming rhyolite, represents the commencement of volcanism (10.44 Ma) at the Picabo volcanic field of the Yellowstone hotspot track. This is a normal δ¹⁸O rhyolite consisting of early and late erupted members (lower and upper AVT, respectively) with extremely radiogenic Sr isotopes and unradiogenic Nd isotopes, requiring that ~50 % of the mass of these elements is derived from melts of Archean upper crust. Our data reveal distinctive features of the early erupted lower AVT melt including: variable F concentrations up to 1.4 wt%, homogenous and low Cl concentrations (~0.08 wt%), H₂O contents ranging from 2.3 to 6.4 wt%, CO₂ contents ranging from 79 to 410 ppm, and enrichment of incompatible elements compared to the late erupted AVT, subsequent Picabo rhyolites, SRP rhyolites, and melt inclusions from other metaluminous rhyolites (e.g., Bishop Tuff, Mesa Falls Tuff). We couple melt inclusion data with Ti measurements and cathodoluminescence (CL) imaging of the host quartz phenocrysts to elucidate the petrogenetic evolution of the AVT rhyolitic magma. We observe complex and multistage CL zoning patterns, the most critical being multiple truncations indicative of several dissolution–reprecipitation episodes with bright CL cores (higher Ti) and occasional bright CL rims (higher Ti). We interpret the high H₂O, F, F/Cl, and incompatible trace element concentrations in the context of a model involving melting of Archean crust and mixing of the crustal melt with basaltic differentiates, followed by multiple stages of fractional crystallization, remelting, and melt extraction. This multistage process, which we refer to as distillation, is further supported by the complex CL zoning patterns in quartz. We interpret new Δ¹⁸O(Qz-Mt) isotope measurements, demonstrating a 0.4 ‰ or ~180 °C temperature difference, and strong Sr isotopic and chemical differences between the upper and lower AVT to represent two separate eruptions. Similarities between the AVT and the first caldera-forming eruptions of other caldera clusters in the SRP (Yellowstone, Heise and Bruneau Jarbidge) suggest that the more evolved, lower-temperature, more H₂O-rich rhyolites of the SRP are important in the initiation of a caldera cluster during the onset of plume impingement.     

部分变量误差模型的整体抗差最小二乘估计

部分变量误差模型(partial EIV model)的加权整体最小二乘(weighted total least-squares,WTLS)估计不具备抵御粗差的能力。鉴于粗差可能同时出现在观测值和系数矩阵中,本文在提出部分变量误差模型WTLS估计的两步迭代解法的基础上,运用抗差M估计的等价权方法,发展了一种整体抗差最小二乘(TRLS)估计方法,并采用一致最大功效统计量确定降权因子。针对WTLS估计两步迭代解法的特点,设计了两个不同的降权方案:第1个方案是在估计系数矩阵元素时,不对观测值降权,仅对系数矩阵降权;第2个方案是在估计系数矩阵元素时,既对系数矩阵降权,同时也对观测值降权。通过对模拟2D仿射变换和线性拟合实例进行计算和分析,结果表明第1方案优于第2方案,并且优于基于残差和验后单位权方差的抗差估计和现有的变量误差模型抗差估计。     

多尺度细节增强的遥感影像超分辨率重建

鉴于现有超分辨率重建方法难以突显重建影像细节信息的问题,提出多尺度细节增强的遥感影像超分辨率重建模型框架。首先,通过最小二乘滤波方法将序列影像分解成包含大尺度边缘的平滑信息和包含中小型尺度的细节信息;其次,利用插值方法得到相应的高分辨率细节信息和平滑信息,构造纹理细节增强函数,提升中小型细节的增强幅度;最终,融合细节信息和平滑信息,得到初始的超分辨率重建结果,并利用局部优化模型进一步改善重建影像质量。选取同时相和多时相遥感影像作为试验数据。试验结果表明,本文重建结果与插值方法、TV方法和MAP方法相比,在客观评价指标上均有显著提高,明显改善了重建影像的纹理细节。论文提出的多尺度细节增强的超分辨率重建方法,可以使重建影像提供更多高频细节信息,具有较好鲁棒性和普适性。     

SAR影像与光学影像的高斯伽玛型边缘强度特征匹配法

提出了一种基于影像边缘强度图描述的SAR影像与光学影像匹配方法。首先对影像进行粗纠正,消除影像之间的尺度和旋转变化;其次,改进相位一致性特征检测方法,提取对影像相干斑噪声稳健的特征点;然后基于高斯伽玛型双边窗口比值算子计算影像边缘强度图,在此基础上构造不变特征描述符;最后联合几何约束条件,实现SAR影像与光学影像匹配。试验结果证明,与现有方法相比,本文方法能够大幅提高SAR影像与光学影像匹配结果中的正确匹配特征数量以及影像配准精度。     

多光谱遥感影像亮度空间相位一致性特征点检测

提出了一种基于亮度空间和相位一致性理论的多光谱遥感影像特征点检测算法。首先利用参数自适应的灰度变换函数建立影像亮度空间;然后结合相位一致性方法在影像亮度空间进行候选特征点检测,并将候选特征点映射到原始影像上进行非极大值抑制;最后在尺度空间计算特征点的特征尺度值。本文方法有效结合了亮度空间特征检测和相位一致性特征检测的优势,对多光谱遥感影像的辐射变化具有较强的稳健性。试验结果证明,与传统特征点检测算法相比,本文方法在特征重复率和重复特征数量方面都具有明显的优势。     

全球气候数据集生成及气候变化应用研究

科技部在"十三五"期间部署的国家重点研发计划"全球变化及应对"专项资助了"全球气候数据集生成及气候变化关键过程和要素监测"研究项目。项目围绕由全球气候观测系统提出的基本气候变量,完善地空天基观测体系,生成中国首套以遥感数据为主体的涵盖大气、海洋和陆表长时间序列、高精度、高时空一致性的产品,即气候数据集,动态监测全球变化关键过程和要素。     

地铁车站群洞效应下变形监测研究

结合重庆地铁6号线金山寺车站群洞开挖施工背景,对车站结构、地质条件和施工方法等工况分析后,提出了该工况下变形监测基本思想。确定了监测项目、监测点位布设方案、监测方法及监测数据分析方法,初步制定了监测信息反馈流程。依此思想进行变形监测并及时、有效地反馈监测信息,可保证群洞开挖安全、顺利进行。     

1∶50000地形数据库更新项目过程质量监督检查

在充分总结分析4年来1∶50000地形数据库更新项目生产、质量管理、过程质量控制等工作实际的情况下,研究对影响成果质量的主要资料、技术、流程等要素进行过程质量控制,及时发现并解决生产中出现的质量问题,采用"预防为主、防检结合"的手段将成果的质量隐患消除在生产环节,确保生产出满足质量管理目标的动态更新成果。     

多源卫星重力场模型精度与频谱分析

针对新一代卫星重力探测技术对地球重力场的频谱贡献问题,该文提出了一种基于GPS/水准数据获取多源卫星重力场模型频谱变化特征的方法。采用GPS/水准外符合检验,有效分析评估了多源卫星重力场模型在中国东、西部地区的精度水平。研究结果表明,以CHAMP、GRACE和GOCE卫星为代表的高-低卫星跟踪卫星、低-低卫星跟踪卫星和卫星重力梯度技术,对地球重力场的频谱贡献分别集中在600km以上的长波和中长波、300km以上的中波、200~350km之间的中短波部分。     

一种裸露土壤湿度反演方法

针对目前土壤湿度反演方法研究较少且缺少实时性的现状,该文提出一种土壤湿度反演方法——最小二乘支持向量机技术。以积分方程模型为正向算法,数值模拟不同雷达参数(频率、入射角及极化)下后向散射系数随土壤含水量和地表粗糙度的变化情况。经过数据敏感性分析,选取C-波段和X-波段、小入射角下的同极化后向散射系数作为支持向量回归的训练样本信息;经过适当的训练,利用支持向量回归技术对土壤含水量进行了反演研究;并考虑通过多频率、多极化、多入射角数据的组合,消除地表粗糙度的影响,提高反演精度。模拟结果表明,该方法反演土壤湿度具有较高的精度和较好的实时性;同时,与人工神经网络方法的结果比较,证明了该方法的有效性,为土壤湿度的反演研究提供了一种方法。