基于能量运算的磁共振信号尖峰噪声抑制方法

磁共振探测信号微弱,使用高灵敏度的核磁共振地下水探测仪,极易受到环境噪声干扰.其中,工频谐波噪声和尖峰噪声,是影响信号质量最严重的两类噪声.国内外研究表明,通过参考线圈的布设,依据探测线圈和参考线圈中噪声相关性,利用自适应参考对消算法,能够有效抑制工频谐波噪声.然而,尖峰噪声的存在严重影响了主通道与参考道的数据相关性,成为了参考对消算法应用的难题与障碍.为解决这一问题,本文提出磁共振信号中尖峰噪声的抑制方法,推导了能量域磁共振信号表达式,通过计算信号能量,可有效检测尖峰噪声并突出不易识别的小幅度尖峰噪声,采用基于中位数的绝对偏差法确定阈值,进而剔除尖峰噪声.为了验证去噪效果,与应用较广的统计叠加法进行对比研究.仿真结果表明,对于干扰幅度较大、持续时间较长的尖峰噪声,能量运算法和统计叠加法均能识别并剔除,且不损失有效的磁共振信号,标准差偏差控制在0.3%以内,可以满足实际应用的要求;对于小于信号幅度1.5倍的尖峰噪声,能量运算法可有效识别并剔除,而统计叠加法无法实现.针对多通道探测系统,使用能量运算法剔除尖峰噪声后,可明显提高主通道和参考道的数据相关性,为后续自适应参考对消算法的应用奠定了基础.实测数据处理结果进一步证明了本文方法的实用性.     

中纬热层大气质量密度经向结构差异研究

本文利用CHAMP卫星以及全球电离层-热层模型(GITM)来研究太阳活动低年(2007—2009年)中纬热层大气质量密度(ρ)的经度结构变化.结果如下:(1)ρ存在明显的经度单波结构(单峰和单谷),且南北半球反相,波峰和波谷随着地方时增加而向东移动;(2)模拟表明离子拖曳效应在ρ结构差异的形成中起到了重要的作用,欧亚地区电子密度经度差异性较弱,不足以影响ρ经度分布,导致该地区ρ经度差异不明显;(3)在磁中纬地区,太阳天顶角的经度差异可达20°~30°,太阳光加热的经度不均匀性是导致ρ经度差异的另一个主要原因.     

干湿循环作用下压实黏土力学特性与微观机制研究

针对干湿循环作用下填埋场封场覆盖系统压实黏土防渗结构损伤等问题,系统开展了干湿循环作用下（室内模拟填埋场气候环境）压实黏土力学特性及微观结构特征试验研究,从微观层次揭示了压实黏土在干湿循环作用下变形特性和强度衰减内在本质。研究结果表明：随着干湿循环次数的增加,压实黏土初始变形段区间割线模量增加,末段区间割线模量大幅度降低,变化幅度随初始压实度的增加而增加;同时,压实黏土剪切强度呈减小趋势,但减小幅度随初始压实度和围压的增加而减小。经过3次干湿循环后,压实黏土发生不可逆的体积收缩,体积收缩比例随压实度的增加而减小,低压实黏土和高压实黏土的体积收缩20.5%和11.5%。同时,低压实黏土和高压实黏土的大孔体积增加25.7%和53.9%,微裂隙体积增加3.1%和41.7%,增加幅度随初始压实度的增加而增加。压实黏土不可逆的体积收缩致使土体更加密实,从而导致压实黏土初始切线模量和强度增加。同时,大孔体积增多和微裂隙的发育,导致压实黏土剪切强度和末端切线模量降低,干湿循环对不同压实度黏土力学特性影响是二者的综合表现。     

近地表速度结构对场地强地震动特征的影响

近地表松散沉积层对地震波具有强烈的改造作用。为了揭示近地表速度结构对场地强地震动特征的影响机理,采用横波勘探和地脉动测试方法研究两个地震台站的场地条件,并对比分析场地测试结果与汶川地震记录的频谱特征。正如浅层地震勘探和地脉动数据所揭示的那样, MXT地震台的强震记录中,对应横波图像0.10 s处强反射波的地震动分量（频率5 Hz左右）在该场地占明显优势,而对0.22 s的弱反射界面（对应的基频为2.3 Hz）的反映并不明显,分析认为这一现象归因于地下10~11 m处粉土与卵石层间具有较大的波阻抗差异,因而造成地震反射图像上0.10 s附近的强振幅掩盖了0.22 s的反射波组,岷县强震记录频谱也显示为单峰值形态。横波勘探在WUD台获得的地震图像显示分别在0.22 s和0.50 s处有两组比较明显的反射波,其所对应的场地潜在响应频率分别为2.3 Hz和1.0 Hz,WUD台的强震记录频谱的形态也明显受这两个波阻抗界面的影响;通过对比地脉动与地震记录的频谱图,认为场地结构对地震信号与一般地脉动信号的影响是有差别的。研究表明：（1）剪切波的强阻抗界面深度及其平均波速是控制场地频谱主频的主要因素,近地表地层中阻抗强的界面对地震波的改造作用占主导地位;（2）近地表松散覆盖层的波速结构影响着场地地脉动频谱与地震动频谱的谱形变化;（3） 一般情况下,浅部强波阻抗界面对地脉动频谱特征的影响可能大于深部（百米以内）,强震作用下深部波阻抗界面会使场地的响应主频向比其脉动基频更低的频段发展。     

GNSS在断层形变研究中的应用

大地震多发生在主要活动断裂带及其附近, 因此断层形变的监测与研究非常重要。 多年来采用跨断层短水准、 短基线、 跨断裂带综合观测剖面等手段监测断层活动, 进而研究断层活动与变形规律。 GNSS多用于大面积地壳水平运动场和主要地块活动与变形的研究, 随着GNSS数据的积累和应用研究的深入, 已有学者用GNSS从不同角度开展断层形变的监测与研究。 本文介绍和论述了GNSS在断层形变研究中已有的部分应用和新的探索, 主要介绍以下几个方面: ① GNSS用于断层走滑活动的监测与研究; ② GNSS用于断层垂直活动的监测与研究; ③ 通过研究断层两边地块变形规律并建立应变模型, 可分别依据各自模型推测断层的活动与形变, 将推测结果与跨断层观测到的实际情况进行研究与比较。 研究分析认为, 由块体推测的变形与实测变形差异越大, 说明块体相互作用越强烈。 这可能对强地震地点预测、 地震危险性判定及地震趋势预测均有重要意义。     

黑龙江省延迟型低温冷害气候指标研究

针对影响黑龙江省农业生产的延迟型低温冷害,探讨前人提出的东北地区低温冷害气候指标在黑龙江省的适用性,借鉴前人经验,考虑玉米和水稻种植面积不断北扩等因素,确定黑龙江省延迟型性低温冷害气候指标的技术路线、判识临界值和计算方案。利用1961-2012年黑龙江省27个气象台站5-9月平均气温,以热量指数距平冷害判识指标为参照,考虑低温冷害指标与纬度、经度和海拔高度的密切关系,采用逐步回归法建立黑龙江省延迟型低温冷害气候指标;经过验证,表明该指标判识的低温冷害年与黑龙江省低温冷害的实际和发生规律相符,可作为监测指标;该指标所需数据量小,计算简便,具有实用性和推广价值;可采用该指标对黑龙江省低温冷害的历史发生规律进行分析。     

关于"一致"地震动衰减规律的探讨

以我国中南地区烈度资料为例,用卡方正交回归烈度和震级的联合椭圆衰减模型,研究了烈度和震级相互转换的一致性问题,给出适合该地区的“一致”地震动衰减关系,并与常规方法得到的最小二乘结果进行比较,结果较为合理。该方法也可用于预测不同地区其它地震动参数衰减关系。     

一个中纬电离层E层理论模式

本文建立了一个中纬电离层E层理论模式. 该模式从NO+,O２＋,O+和N２＋这四种主要离子的连续性方程出发,通过数值模拟得到中纬电离层E层电子和各种离子密度随时间和高度的变化情况. 计算结果能较好地反映出E层电子密度峰值（NmE）或E层临界频率（foE）的日变化、季节变化以及随太阳活动的变化趋势. 将模式的计算结果与武汉地区测高仪的观测数据进行比较,结果证明模式能够较为客观地反映中纬电离层E层的实际形态. 针对以往电离层E层理论模式存在的主要问题,本文还进一步讨论了几种重要因素,包括二次离化源,λ<150?谱段的辐射通量,吸收截面以及NO分布对于模式计算结果的影响.     

模糊聚类与遗传算法相结合的卫星云图云分类

针对模糊C均值聚类（FCM）方法存在的缺陷,提出运用遗传算法（GA）全局寻优与FCM局部寻优以及模糊减法聚类客观估算聚类数等优势互补的思想和途径进行卫星云图云分类判别.试验结果表明,综合方法（GA\|FCM）的云分类效果明显优于单一的FCM和GA算法,可有效弥补FCM和GA算法在云分类中存在的不足,并可运用于实况云图中云类的客观、自动判别.     

松辽盆地白垩纪青山口阶的同位素地层标志及其与海相Cenomanian阶的对比

本研究利用大庆油田在松辽盆地中部的岩心样品进行了青山口组有机碳稳定同位素的测试,通过化学地层和生物地层研究提出了青山口阶的顶底标志。在青山口组底部同位素值最低,为- 32 .2‰,与介形虫Cypridea elliptica的消失界面吻合。同位素值随后迅速上升,形成底界之上的第一个峰值,为- 2 8.1‰。随后的4个峰值自下而上分别是- 2 8‰、- 2 7.8‰、- 2 7.3‰和- 2 6 .6‰,相间的低峰值一般处于- 30‰～- 2 9‰左右。最为重要的是,有机碳稳定同位素值在青山口组顶部出现一个明显的异常,由- 2 9.5‰急剧升为- 2 3.1‰,随后又迅速降为- 30 .12‰,形成一个明显的正向峰值。这一正向偏移的位置与介形类Cypridea panda和Triangulicyprisfusiformis的消失界面基本吻合,并与全球Cenom anian- Turonian界线稳定同位素事件表现一致。据此,将这一稳定同位素正向偏移确定为青山口阶顶界的化学标志。通过这一标志可以将青山口阶的顶界与海相Cenom anian阶顶界进行对比。研究结果表明,化学地层标志是陆相与海相地层的对比的渠道。青山口阶的有机碳稳定同位素值具有全球一致的意义,与我国西藏南部海相地层,乃至全球重要地区Cenomanian- Turonian阶稳定同位素界线均具有可比性。