CT 成像的改进算法及其实验

Ｆｏｕｒｉｅｒ算法是求解Ｒａｄｏｎ变换的一种方法,优点是计算量小,速度快,但因其成像质量较差,所以在医疗ＣＴ方面的应用较少。本文叙述了一种改进的Ｆｏｕｒｉｅｒ算法,并对其作了成像实验,实验结果表明改进Ｆｏｕｒｉｅｒ 算法的成像质量不低于国产ＣＴ所采用的卷积反投影算法,但在速度上却有很大优势。     

西昌地区现今地壳运动及主要断裂活动研究

利用2009—2017年GPS水平速度场和1990—2018年跨断层短水准资料, 分析西昌地区现今三维地壳活动及主要断裂的活动性。 结果表明: 在西昌地区, GPS水平运动场及应变场的大小和方向发生变化。 E向运动速率由北部的平均约8 mm/a减小到南部的平均约4 mm/a; S向运动以安宁河—则木河断裂为界, 西侧点位的运动速率明显大于东侧的点位。 相对华南地块的水平形变场也显示西昌地区水平运动的差异性。 主应变场在西昌地区以SW—NE向拉张和NW—SE向挤压为主。 大凉山次级块体东侧的张应变和压应变均大于西侧; 最大剪应变率在此次级块体以条带形式展布, 条带上的最大剪应变率大于东、 西两侧; GPS水平运动速率和变形宽度相比1999—2007年资料得到的结果大, 表明安宁河—则木河断裂带处于剪切应变积累阶段, 闭锁程度有所提高。 跨断层水准资料显示, 该断裂存在新的活动迹象, 应力持续积累。 综合分析两种资料结果, 推测区域地震危险性将进一步增强。     

鄂尔多斯块体周缘地区现今地壳水平运动与应变

位于青藏块体和华北块体之间的鄂尔多斯块体及其周缘地区是中国大陆构造活动最活跃的地区之一,从1300年至今,在块体周边断陷盆地和西南缘断裂带上发生了五次8级以上的地震.为了了解该地区现今地壳运动、应变状态以及断裂滑动分布,我们收集了中国大陆构造环境监测网络2009—2013年、国家GPS控制网、跨断陷盆地的8个GPS剖面等共527个流动站和32个连续站GPS观测数据,获得了高空间分辨率的地壳水平运动速度场,进一步用均匀弹性模型计算了应变率分布.结果表明,块体内部GPS站点向NEE方向运动,速度变化较小,应变率大多在(-1.0~1.0)×10~(-8)/a之间;山西断陷带构造运动与变形最为强烈,盆地相对于鄂尔多斯块体为拉张变形,应变率为(1.0~3.0)×10~(-8)/a,相对于东部山地则为挤压变形,应变率为(-2.0~-3.0)×10~(-8)/a,盆地西侧断裂(如罗云山断裂、交城断裂)以拉张运动为主,拉张速率为2~3mm·a-1,盆地东侧断裂主要以右旋缩短运动为主,速率为1~3mm·a-1;河套断陷带西部的临河凹陷处于较强的张性应变状态,应变率为(2.0~3.0)×10~(-8)/a;块体西南边缘处于压缩应变状态,应变率为(-1.0~-2.0)×10~(-8)/a,六盘山断裂存在明显的地壳缩短运动,速率约为2.1mm·a-1,速率在断裂附近逐渐减小,反映了断裂处于闭锁状态;相对于鄂尔多斯块体内部渭河断裂带为左旋运动,速率为1.0mm·a-1,盆地处在弱拉张变形状态.     

2014年2月12日于田M_S7.3地震前后的微震活动集中区及对地震危险区的可能指示

2001年以来,在巴颜喀喇地块周缘相继发生2001年昆仑山口西8.1级地震、2008年汶川8.0级地震、2010年玉树7.1级地震、2012年芦山7.0级地震等。对比分析昆仑山口西8.1级地震前、后相同时间长度内,与其地球动力学上相关区域的地震应变释放强度变化特征,发现该地震发生之后,龙门山地区、巴塘地区、温泉盆地西侧南北向谷地的地震应变释放明显增强,第一个地区发生了汶川地震,第二个地区与玉树地震的发生相关,说明巴颜喀喇地块北边界东昆仑断裂带上发生地震破裂后,其南侧的物质向东南运移,将构造变形集中在龙门山构造带上,并在其上发生破裂。该震例说明基于地震地质背景分析、找出的地球动力学上相关联的地震活动增强区域是中长期破坏性地震的易发区。2014年2月12日新疆于田发生MS7.3地震后,阿尔金断裂带东部与祁连山构造带交汇地区的地震频度和地震应变释放明显增强,该区域的中长期地震危险性值得关注。     

基于SMOS卫星数据的BP神经网络盐度反演模型

海表面盐度SSS(Sea Surface Salinity)是研究大洋环流和海洋对气候影响的重要参量、是决定海水基本性质的重要因素之一。卫星微波遥感可以满足盐度研究过程中大范围、连续观测的需要。目前,由欧洲空间局设计开发的SMOS(Soil Moisture and Ocean Salinity)卫星于2009年发射成功,并且根据它的观测数据和物理机制反演出了海表面盐度的相关产品。但结果显示,在某些近海岸区域(如中国南海海域)受陆地RFI等诸多因素的影响,基于卫星遥感物理机制反演得到的盐度产品的精度较低。本文的主要目的是利用中国海洋大学"东方红2"科学考察船的走航数据、SMOS卫星数据,针对中国南海海域提出了用BP神经网络预测海表面盐度的方法,并用实测Argo浮标、WOA13的盐度数据对模型进行适应性评估。结果表明,模型产品相对于"东方红2"实测盐度数据的均方根误差(RMSE)是0.21,而SMOS的SSS1产品、SSS2产品和SSS3产品的精度分别为1.90、1.93和1.91。同时,在验证数据集中,模型预测数据相对于Argo浮标实测盐度数据的均方根误差(RMSE)是0.50,而SMOS的SSS1产品、SSS2产品和SSS3产品的精度分别为1.83、1.83和1.84。此模型具有良好的适应性和泛化能力,为海表面盐度的反演和预测提供了一个不依赖于物理机制的新方法。     

六盘山东西两侧第四纪以来构造差异隆升速率递变性

河流阶地作为第四纪以来较新的沉积地貌单元,在研究区域构造隆升和区域断裂活动性方面扮演重要角色.本文利用前人对六盘山东西两侧黄河、渭河及泾河地区阶地研究成果,借用古地磁及14C等方法测定阶地形成年龄和实测阶地拔河高度已有数据,引进构造差异隆升速率(△UT)参数来反映区域构造隆升强弱.通过对兰州黄河阶地、陇西渭河阶地与泾河阶地的构造差异隆升速率对比研究表明,第四纪以来,兰州黄河阶地与泾河阶地4个期次平均构造差异隆升速率(△UT)分别为76.87mm/ka、42.88mm/ka、421.06mm/ka和1050mm/ka;平均值为397.70mm/ka;陇西渭河阶地与泾河阶地3个期次内(△UT)分别为177.37 mm/ka、171.83 mm/ka和168.27mm/ka;平均值为172.49mm/ka.说明六盘山西侧总体活动性要强于六盘山东侧,同时六盘山构造带北段较南段活动性强,并有逐渐增强趋势.其主要原因可能是六盘山西侧区域系列NWW、NNW活动构造发育对应力的转换和吸收占据重要位置,而六盘山东侧依附于较稳定的鄂尔多斯地块,对区域应力的转换和吸收不明显.     

基于风带的海表面亮温增量统计模型

海表面盐度(Sea Surface Salinity, SSS)是研究大洋环流和海洋对全球气候影响的关键参数之一。目前借助卫星遥感技术获取全天候和连续的SSS是最有效的方法,但是SSS的反演精度在大部分海域达不到预期目标。众所周知,海表面亮温是反演SSS的关键因素之一,海面粗糙度导致了亮温增量的产生,亮温正演模型的误差会影响盐度反演的精度。本文首次提出了依据6个风带划分全球海域,利用Argo实测盐度数据、SMOS卫星数据和相关辅助数据,通过LASSO统计方法在各风带覆盖的海域构建了一个全新的二次曲线亮温增量模型,再通过贝叶斯迭代反演算法计算出了各个海域的SSS产品。与Argo实测SSS对比,新模型下6部分海域反演SSS的绝对平均误差分别为0.76、0.88、0.93、0.92、1.28和1.21,均显著优于修正前(SMOS L2 SSS)产品的误差(0.98、1.61、2.82、1.50、2.35和3.13)。     

McMullen函数族的六个结论

前人研究表明,对有理函数R_λ(z)=z~2+λ/(z~3),当正参数λ充分小时具有6个性质。本文应用临界点临界值理论和Riemann-Hurwitz公式等多种理论,发现对一般的McMullen函数族R_λ(z)=z~n+λ/(z~m),其中(1/n)+(1/m)1且λ∈C-{0},当|λ|充分小时同样的6个结论也成立。     

基于动态时间规整的气温日值数据二次插补

气温作为研究气候演变最基础的物理量,其日值序列的完整性和准确性对于气候分析与评估工作有着重要意义。近些年随着大量无人值守地面加密自动气象站的布设,不断出现随机站点和随机长度这种双随机特点的气象资料序列缺失,给气候分析和业务应用造成了不小的障碍。针对现有气象数据插补方案的不足,提出了一种全新的基于动态时间规整(dynamic time warping,DTW)的气温日值数据二次插补方法。该方法采用了一种实时的插补策略,主要技术内容包括:1)利用一元线性回归方程将原始气温观测时间序列分解出拟合直线和残差曲线,并将二者重构组成新的气温序列;2)给出了气温插补区的定义和插补条件;3)提出了利用动态时间规整方法计算站点间距离的新模式。利用山东省2021年的气温实况数据对该方法进行了双随机检验,检验结果表明:该方法可以满足日平均气温、日最高气温和日最低气温数据的插补需求;在插补流程中采用DTW距离测度和二次插补的组合方法,其插补效果优于目前常见的基于站点地理临近关系的组合方法;该方法对地形有一定的敏感性,平原或丘陵地区的插补效果要优于山地地区。     

2022年1月8日门源MS6.9地震同震位移场及其发震断层形变破裂特征

利用冷龙岭—托莱山断裂及其附近震前和震后GNSS观测资料,处理获取了2022年门源M_S6.9地震同震位移场,并以此为约束反演获取了地震同震破裂滑动分布图像,基于上述结果探讨了本次地震发震断层形变破裂特征,对比了区域震间与同震变形特征,结果表明：(1)此次地震在距震中约90 km范围内产生了10 mm及以上的同震永久变形,距震中160～200 km的GNSS连续站记录到的同震变形则十分微弱,总体在毫米级以下;(2)同震位移图像呈现典型的左旋走滑型同震变形模式.在距震中约3 km破裂带南侧的测站,其同震位移为近东向,大小445.9±3.3 mm,而在破裂带远场则呈现出典型的与左旋走滑型地震匹配的“四象限”对称分布的挤压或拉张尾端变形特征;(3)同震位移量以冷龙岭断裂—托莱山断裂为界,南北两盘具有明显的非对称性,南盘变形运动大于北盘;(4)托莱山断裂西段同震位移总体表现出随震中距减小而增大的“弹性回跳”现象,但其跨断层近场测站却并不服从上述同震变形特征,指示其并未参与此次地震破裂,考虑到托莱山断裂西段显著的左旋剪切应变能积累背景,其未来强震危险性值得关注.