基于改进经验模态分解的地震弱信号增强处理方法

针对地震反射信号经验模态(EMD)分解过程中出现的混叠及分解重建失真等问题,本文提出一种改进的EMD分解方法.首先对地震信号进行小波转换,对转换分解得到的信号高频部分进行噪声压制处理,然后将转换后的结果再进行EMD分解;针对频带宽度、振幅大小变换,提出了地震信号EMD分解的分段控制停止准则,根据主频带宽,确定相应的时窗长度,并采用各个时窗段部分叠置衔接的方法,最后对每段结果再利用单调函数停止准则进行变换,该方法有效避免了计算结果的时窗效应.通过实际资料处理对比分析,改进的EMD分解方法较以往常规EMD分解方法,在分解结果的可靠性、分解精度及非线性弱信号时频分析能力等方面都具有显著的改善,为提高薄层地质体识别能力提供了有力的技术手段.     

基于压缩感知的小波阈值和CEEMD联合去噪方法

中深层地质条件复杂,地震资料品质差,主要表现为:地震资料信噪比低、有效信号弱.如何在去噪的同时有效保留弱有效信号,获取高信噪比的地震数据成为地震数据处理的关键问题.传统小波阈值与互补集合经验模态分解(CEEMD)联合去噪方法相比单一方法可以获取更高品质的地震数据.基于压缩感知理论的去噪方法利用地震数据在变换域中的稀疏特性,通过设定稀疏基矩阵和测量矩阵,可以将地震数据去噪问题转化成求解最优化问题,通过最优解重构原始信号,实现对地震资料的去噪处理.该方法能够在有效衰减随机噪声的同时最大限度的保留有效信号.本文基于压缩感知理论开展小波阈值去噪方法研究,并在此基础上结合CEEMD方法对含噪较多的固有模态分量进行有针对性的随机噪声压制.通过对含噪数据开展不同方法的去噪结果对比可见,本文方法可以在保证高信噪比的基础上更为有效的保留弱有效信号,数值试算验证了该方法对弱有效信号地震数据去噪具有显著优势.     

重力学反问题中零外部位密度的研究

对重力学反问题研究中零外部位密度的数学性质及物理意义进行了系统研究和分析．首先从基本定义及条件的描述入手，推演出其数学表示和限制，由此揭示重力学反问题的非适定性形态，进而论及其与非零外部位密度之间的数学关系．由此证明对应于给定外部位的场源函数可以分解成零外部位密度与调和密度的直和．通过对其物理意义的讨论，为地球物理反演非零外部位场源及物理大地测量学构制等效场源提供理论依据．     

海洋大数据序列时-空变化主成分分析方法

介绍海洋要素时－空变化大数据量主成分分析方法,讨论并澄清主成分分析在海洋大数据序列应用中的一些问题和易混淆的概念。根据美国国家海洋与大气局（NOAA）卫星观测的海表面温度红外资料,对加拿大温哥华岛西部大陆架区8个夏季海表面温度的空间变化进行主成分分析,以促进主成分方法在海洋大数据序列分析中的应用。     

基于经验模态分解和小波阈值的自适应降噪方法

针对全波形三维激光测绘雷达(LiDAR)在数字地形测量中如何降低背景噪声问题,提出了一种基于经验模态分解(EMD)和小波阈值的自适应降噪方法.在扫测的地形信号经EMD分解后,计算内蕴模式函数(IMF)与经过2/3阶重构的扫测信号之间的互相关函数,从而改善小波阈值自适应地对IMF中的高频噪声成分进行滤除.实验结果表明,与...     

基于遥感数据和表层声速的全海深声速剖面反演

海洋声速剖面严重影响着水下声传播特性,近实时地获取声速剖面对水下声通信、水下定位、鱼群探测等都有重要意义。单经验正交函数回归（single Empirical Orthogonal Function regression,sEOF-r）方法通过建立声速剖面的经验正交系数与海面遥感数据之间的线性回归关系来反演声速剖面。但是,海洋是一个复杂的动力系统,声速与海面遥感数据并不是简单的线性关系,因此,本文基于Argo历史网格数据,通过自组织映射（Self-Organizing Map,SOM）生成海平面高度异常（Sea Level Anomaly,SLA）、海表面温度（Sea Surface Temperature,SST）等海表遥感数据以及表层声速仪测量的表层声速与声速剖面异常之间的非线性映射;然后利用近实时的海表遥感数据和表层声速反演三维海洋声速场。声速剖面反演的结果表明,在多源信息融合的优势下,本文方法的反演性能最稳定且精度最高,声速剖面的平均反演精度比经典sEOF-r方法提高约2 m/s,比未考虑表层声速的经典SOM方法提高约1 m/s。     

A novel strategy using biodegradable EDDS for the chemically enhanced phytoextraction of soils contaminated with heavy metals

For the sake of cost and potential environmental risk, it is necessary to minimize the amount of chelates used in chemically-enhanced phytoextraction. In the present study, a biodegradable chelating agent, EDDS was added in a hot solution at 90℃ to the soil in which garland chrysanthemum （Chrysanthemum coronarium L.） and beans （Phaseolus vulgaris L., white bean） were growing. The application of hot chelate solutions was much more efficient than the application of normal chelate solutions （25℃） in improving the uptake of heavy metals by plants. When 1 mmol kg1 of EDDS as a hot solution was applied to soil, the concentrations ofCu, Zn and Cd and the total phytoextraction by the shoots of the two plant species exceeded or approximated those in the shoots of plants treated with 5 mmol kg^-1 of normal EDTA solution. The concentrations of metals in the shoots of beans were significantly correlated with the relative electrolyte leakage rate of root cells, indicating that the root damage resulting from the hot solution might play an important role in the process of chelate-enhanced metal uptake. The soil leaching study demonstrated that decreasing the dosage of chelate resulted in decreased concentrations of soluble metals in soils. On the 28th day following the application of chelate, the concentrations of soluble metals in the EDDS treated soil were not significantly different from the concentrations in the control soil to which chelates had not been applied.     

Simplified approach for design of raft foundations against fault rupture. Part Ⅱ： soil-structure interaction

This is the second paper of two, which describe the results of an integrated research effort to develop a four-step simplified approach for design of raft foundations against dip-slip （normal and thrust） fault rupture. The first two steps dealing with fault rupture propagation in the free-field were presented in the companion paper. This paper develops an approximate analytical method to analyze soil-foundation-structure interaction （SFSI）, involving two additional phenomena： （i） fault rupture diversion （Step 3）; and （ii） modification of the vertical displacement profile （Step 4）. For the first phenomenon （Step 3）, an approximate energy-based approach is developed to estimate the diversion of a fault rupture due to presence of a raft foundation. The normalized critical load for complete diversion is shown to be a function of soil strength, coefficient of earth pressure at rest, bedrock depth, and the horizontal position of the foundation relative to the outcropping fault rupture. For the second phenomenon （Step 4）, a heuristic approach is proposed, which ＂scans＂ through possible equilibrium positions to detect the one that best satisfies force and moment equilibrium. Thus, we account for the strong geometric nonlinearities that govern this interaction, such as uplifting and second order （P-△） effects. Comparisons with centrifuge-validated finite element analyses demonstrate the efficacy of the method. Its simplicity makes possible its utilization for preliminary design.     

鹤岗地区地震、爆破与矿震记录的识别

对2009—2020年鹤岗地震台记录的鹤岗地区2.0≤ML≤3.0天然地震、爆破以及矿震进行对比分析,发现天然地震、爆破和矿震在波形上具有相似性,但均具有独特的震相特征.在此基础上,对波形进行频谱和小波变换分析,进一步识别天然地震、爆破及矿震,发现:天然地震事件的频域相对较宽且频率较高,能量不集中,成分也较为复杂,面波...     

北天山中段时变重力场离散小波多尺度分解

利用北天山地区2016～2019年观测的4期流动重力观测资料,分析研究一年尺度的重力场动态变化特征,并利用小波分析方法,将不同场源深度的重力异常进行分离。通过功率谱分析,获取各阶小波重力细节对应的场源深度。研究结果表明,2017年8月9日精河M_S6.6地震前,震中位于负值集中区,四阶小波重力细节显示震中附近出现明显的四象限分布;2020年1月16日库车M_S5.6地震前,震中位于负值区,小波重力细节整体量值较小;功率谱估算的场源近似深度与2次地震的震源深度相近。