Imaging of elastic seismic data by least-squares reverse time migration with weighted L2-norm multiplicative and modified total-variation regularizations

Least-squares reverse time migration has the potential to yield high-quality images of the Earth. Compared with acoustic methods, elastic least-squares reverse time migration can effectively address mode conversion and provide velocity/impendence and density perturbation models. However, elastic least-squares reverse time migration is an ill-posed problem and suffers from a lack of uniqueness; further, its solution is not stable. We develop two new elastic least-squares reverse time migration methods based on weighted L2-norm multiplicative and modified total-variation regularizations. In the proposed methods, the original minimization problem is divided into two subproblems, and the images and auxiliary variables are updated alternatively. The method with modified total-variation regularization solves the two subproblems, a Tikhonov regularization problem and an L2-total-variation regularization problem, via an efficient inversion workflow and the split-Bregman iterative method, respectively. The method with multiplicative regularization updates the images and auxiliary variables by the efficient inversion workflow and nonlinear conjugate gradient methods in a nested fashion. We validate the proposed methods using synthetic and field seismic data. Numerical results demonstrate that the proposed methods with regularization improve the resolution and fidelity of the migration profiles and exhibit superior anti-noise ability compared with the conventional method. Moreover, the modified-total-variation-based method has marginally higher accuracy than the multiplicative-regularization-based method for noisy data. The computational cost of the proposed two methods is approximately the same as that of the conventional least-squares reverse time migration method because no additional forward computation is required in the inversion of auxiliary variables.     

地缘经济合作背景下的中国磨憨-老挝磨丁口岸地区建设用地扩张

20世纪90年代以来,在地缘经济合作机制的影响下,作为中南半岛唯一的内陆国家,老挝边境地区正在经历以建设用地扩张为主的土地利用与覆被变化（LUCC）。本文以中老磨憨-磨丁口岸为例,基于2016年2月-2018年11月10期Sentinel-2 A/B 10 m分辨率遥感影像,利用面向对象与分类后目视修改相结合方法提取2016-2018年磨憨-磨丁口岸15 km缓冲带的建设用地分布信息,并分析了建设用地的时空变化及国别差异。研究结果表明：① 中老磨憨-磨丁口岸地区经历了阶段性快速发展,由2016年年初的1098.8 hm ²激增到2018年年底的2238.8 hm ²,增加了1140.0 hm ²,其中50.8%的新增建设用地集中在海拔800~1000 m,80.9%在坡度20°以下;② 中国磨憨口岸侧建设用地占研究区建设用地的比重从63.3%递减至54.8%,但仍占规模优势,由695.4 hm ²猛增到1226.7 hm ²,平均增幅6.7%;③ 老挝磨丁口岸侧建设用地增加近1.5倍,从403.4 hm ²剧增到1012.1 hm ²,平均增幅11.1%,占比由36.7%递增到45.2%。可见,日益发展的地缘经济合作是推动中老两国边境地区（特别是口岸）土地利用变化的主要诱因。     

湖泊型流域水生态功能分区的理论与应用

地域分异是地理学核心研究方向之一,水生态功能分区是地学分区面向生态环境领域的发展和应用。基于水生态分区的管理是流域水环境管理的趋势,流域水生态功能分区是建立中国新型水环境管理的基础。论文在界定水生态功能分区涉及的主要概念基础上,分析了湖泊型流域水生态系统的尺度,为湖泊型流域水生态功能分区体系的建立奠定了理论基础;根据分区的目的,建立了分区的原则和指标体系,研发了分区技术、结果验证校核方法;以巢湖流域为例,进行了一级至四级水生态功能分区,并对分区结果进行验证。湖泊型流域水生态功能分区有助于丰富地域分异规律研究,对水生态目标管理的理论与方法具有指导作用。     

Moisture content variations in soil and plant of post-fire regenerating forests in central Yunnan Plateau,Southwest China

Journal of Geographical Sciences - Plant moisture content (PMC) is used as an indicator of forest flammability, which is assumed to be affected by climate drought. However, the fire-induced drought...     

青藏高原地形起伏度及其地理意义

地形起伏度是区域人居环境适宜性与资源环境承载力的关键评价指标之一。当前有关其最佳评价窗口、及其与海拔—相对高差的相互关系仍缺乏深入研究,进而影响该指标对区域地形起伏的有效表征。客观认识青藏高原地形起伏度有助于促进其国家生态安全屏障建设与区域绿色发展。以先进星载热发射和反射辐射仪全球数字高程模型（ASTER GDEM, 30 m）地形数据（V2）为基础,本文利用均值变点分析法确定了青藏高原地形起伏度评价的最佳分析窗口,基于地形起伏度模型（RDLS）研制了青藏高原首套30 m地形起伏度专题图,据此分析了地形起伏度与海拔、相对高差的相互关系,并界定了地形起伏度对区域地形起伏状况的有效表征。主要结果/结论包括：① 基于GDEM的青藏高原地形起伏度评价最佳窗口为41×41个像元的矩形邻域,对应面积约为1.51 km²,均值变点分析表明区域地形起伏度评价最佳窗口有其唯一性。② 青藏高原地形起伏度均值约为5.06,超3/5区域地形起伏度介于4.5~5.7之间;整体上,青藏高原地形起伏程度由其东北部向西南部、西部递增,仅在柴达木盆地、藏南谷地以及河湟谷地出现低起伏地貌特征。且地表起伏在不同纬度剖面变化较为一致（沿山脉走向）,但不同经度剖面起伏层次错落（横切山脉走向）。③ 相关性分析表明不同地形起伏度分别对应不同平均海拔、不同相对高差的地貌单元。青藏高原地形起伏度经纬向剖面分析表明,该区由东部的低山稳步爬升,山体经历骤然爬升（即地表起伏特征剧烈）后形成以极高山为主的有序错落起伏（喜马拉雅山脉）。     

Comparison of spatio-temporal transmission characteristics of COVID-19 and its mitigation strategies in China and the US

Journal of Geographical Sciences - Investigating the spatio-temporal transmission features and process of novel coronavirus disease 2019 (COVID-19) mitigation strategies are of great practical...     

小网窄带防护林叠加防风效果风洞实验

小网窄带防护林在干旱区防护林构建中发挥着重要作用,研究小网窄带防护林叠加防风效果对指导防风固沙林空间配置与结构优化具有重要意义。选取两种典型小网窄带防护林网,对连续6个林网叠加的防护林开展基于流场分析防风效果的风洞模拟试验。结果表明:小网窄带防护林叠加后随着林网数量的增加各林网内的风速逐渐减小且在中间林网位置趋于稳定,乔木纯林林网在第3林网基本达到稳定,乔灌混交林网在第2林网达到稳定;两种防护林各林网内风速均符合正态分布特征,风速稳定后多为右偏态高狭峰;16 m·s^-1风速下,乔木纯林网叠加(0~252 cm)的防风效能分布范围为16%~74%,整体在60%防风效能下发挥着良好防风效果,乔灌混交林林网叠加的防风效能分布范围为15%~89%,整体在70%防风效能下发挥着良好防风效果;16 m·s^-1风速下,乔木纯林林网叠加(0~42H,H=6 cm)的风速加速率为0.25~0.94,乔灌混交林林网叠加的风速加速率为0.1~0.94;根据风速加速率的分布特征划分出4个不同的风速分布区,分析还发现灌木对林带枝下高范围的近地层气流影响显著,对削弱近地层风速起到了重要作用。     

海洋数据仓库的数据清洗规则应用研究

建立海洋数据仓库以实现海洋多源信息的汇集融合已成为趋势,数据清洗是数据仓库建立过程中的重要环节。文章介绍基于滤波和离差法的数据清洗规则,并以厦门市海洋水温数据为例,采用该规则方案对异常值进行批量探测和修正,得到较好效果,可为数据挖掘技术的研究和应用提供支持。     

煤矸石在泡沫玻璃中的应用试验研究

为了充分利用煤矸石,减少环境危害,以龙山煤矸石、华丰煤矸石为主要原料,考察了发泡剂种类及掺量、煤矸石玻璃粉料的粒度、发泡温度、发泡时间等四个因素对煤矸石泡沫玻璃制备的影响。最终确定的最佳工艺条件为基础玻璃研磨至过200目筛,烧成温度1 000℃,烧成时间30min,发泡剂添加量为5%。试验制得的泡沫玻璃产品达到JC/T 647-2005标准的要求,可应用于外墙保温、化工管道、寒冷地区上下水管网的保温隔热保护等方面。     

王家尾矿库细粒尾矿胶结性能研究

为探索焦家金矿细粒尾矿胶结工艺,对尾矿进行整体利用,以焦家金矿王家尾矿库尾矿样为原料,进行了胶结工艺研究。结合尾矿化学成分分析、主要矿物组成分析和粒度分析等结果,进行了塌落度与扩展度试验、沉降试验、尾矿胶结试验等研究,最终确定矿浆浓度为76%,灰砂比为1∶12时,28 d强度可达到1.78 MPa,其中7天强度可达到1.02 MPa,满足上向进路充填采矿法充填强度要求;在灰砂比为1∶6的条件下,28 d抗压强度在浓度72%以上时可达到4.00 MPa以上,满足下向进路充填法假顶强度4 MPa的强度要求。