基于时序分解与机器学习的非平稳径流序列集成模型与应用

揭示变化环境下非平稳径流序列波动特征,可为提高径流预测精度和涉水工程规划提供支撑。针对径流序列具有非平稳性、周期性和异方差性的特征,收集长江流域攀枝花、城陵矶和大通站2008—2018年实测径流资料,基于周期趋势分解法(STL)将原始数据分解为周期项、趋势项和剩余项,结合各子序列特征采用多模型集成获取未来径流的综合预测值,并将预测结果与Prophet、LSTM和GARCH等单一模型进行对比。结果表明：联合机器学习和时序分解的集成模型在多个评价指标上均优于单一模型,且对异方差效应显著的站点模拟精度提升明显;验证期内3个站点的纳什效率系数分别为0.96、0.95和0.93,表明该模型能有效模拟长江流域径流波动过程。     

基于数字孪生的智能钻探服务平台架构

针对地质钻进过程中钻遇对象未知且复杂多变、钻进事故频发的现状,采用数字孪生技术,构建了基于时序数据驱动的地质钻探数字孪生模型体系,用以满足随钻探测、工况识别、钻速优化等实际需求。将监测到的地表设备、随钻测量、钻进工艺等数据按照时间序列分解为事前数据、实时数据、延时数据和迟到数据,利用物联网技术将这些多源异构数据进行处理,采用时序数据进行特征分析,基于事前数据建立典型工况,实时数据进行随钻预测和钻进过程工况识别,延时数据和迟到数据演进融合进行钻后优化,建立了数字孪生智能钻进周期服务平台,平台设计了设备物理层、虚拟模型层、数据处理层及钻探服务层4层交互系统,实现钻前、钻中、钻后全数据的全过程集成融合,达到了钻进系统参数最优化配置和安全高效钻探的目的。基于上述平台,利用Unity3D软件开发了数字孪生智能钻进原型系统,实现了钻前设备的数字化设计、钻进过程孔内三维可视化和钻进过程参数实时监测与控制的功能。结果表明,基于时序数据构建的数字孪生模型可有效提高钻进过程的效率和可靠性。研究结果为智能钻探优化提供了全新的路径和方法,有望在煤炭、石油、天然气、页岩气等钻探领域实现工程应用。     

基于Sentinel-1A SAR数据的呼和浩特城区地表形变分析

为了实现对呼和浩特市城区形变监测,采用永久散射体合成孔径雷达干涉测量（PS-InSAR）技术,对2017年3月—2021年4月期间25景呼和浩特市城区Sentinel-1A数据进行时序干涉处理,提取了城区地表沉降信息,并分析了主要沉降中心沉降原因。结果表明：呼和浩特市城区地表存在5个明显的沉降中心,整体地表平均年沉降速率3.65 mm/a,平均累计沉降量为15.50 mm,其沉降主要原因是由于地下水过度开采。Sentinel-1A数据具有时间基线短、影像数量足、数据免费等优点,利于InSAR时序分析,可满足同类城区地表形变监测工作,服务城市安全。     

基于北斗授时的雷达接口时序设计方法

为解决某雷达数据接口系统工作不稳定、故障率高的问题,利用北斗导航模块的授时功能,通过FPGA读取北斗时间,为雷达数据提供准确的时间信息。在北斗模块1PPS的同步下,生成雷达测距系统和角编码系统数据输出所需的时序信号,确保雷达按正确的时序将数据放置在总线上。设计中解决了时间信息与1PPS不同步和原系统时序信号抖动较大的问题,在某雷达数据接口系统改造中得到成功应用。     

完全基于矢量的时序图形图像处理方法

本文重点讨论了时序图形图处理的有关问题,提出了完全基于矢量的时序图形图像的处理方法,讨论了该方法的数据结构和主要功能,同时也阐述了这种处理方法的优越性。     

青藏块体东北缘主要断裂带断层形变时序特征与强震关系

利用青藏块体东北缘地区20世纪80年代末至2007年底的跨断层短水准流动观测资料,借助应变强度比指标,分析了该区主要活动断裂带的构造变形动态演化特征和分段差异性及与强震的孕育-发生过程的关系.结果表明:①各断裂带、断裂段应变强度比时序曲线对其上或边缘附近发生的5.8级以上地震反映较好,震前数月至1年左右时间内基本对应"明显上升-均值线以上峰值-回落"的过程;而断裂带(段)之间应变强度比显著差异对其交汇区及附近强震有一定预示意义.②昆仑山口西、玉门、民乐地震相继发生后,构造应力场经过一段时间的调整,目前青藏块体东北缘总体上处于新一轮能量积累状态,其中,祁连山断裂带-海原断裂和西秦岭北缘断层尤为明显.     

煤山二叠纪-三叠纪过渡期事件地层时序的微观地层记录

煤山剖面二叠纪-三叠纪过渡期24～29层微观地层特征,清晰地显示了这一关键地层段持续的缺氧及频发的风暴扰动、固结基底／硬底构造、火山喷发、陆地风化和丘状微生物岩发育等事件的整体时序关系,为综合探讨二叠纪末期生物灭绝的机制提供依据．晚二叠世长兴组24层以发育有机质微细纹层为主,间断性受到风暴形成的底流冲刷,暗示这一时期静滞、分层和缺氧的海洋主体环境．晚二叠世末期快速海侵事件发生于24d层顶部,以典型的硬底构造发育为特征．持续的陆源火山物质风化和向海洋搬运沉积,使得以伊利石为主的黏土矿物广泛存在并贯穿二叠纪生物灭绝事件的整个过程．但是,发育正粒序火山玻屑的25层“界线黏土”却是强烈的火山喷发物在海洋直接沉降的结果．表现在27—2层上部的固结基底构造,发育Glossifungites遗迹等强烈生物扰动和塑性基底特征,代表着与牙形刺Hindeodusparvus的开始出现相一致的快速海侵事件的发生．27-5层微弱的丘状微生物岩的首次发现,表明华南浅水碳酸盐台地发育的微生物岩应属于早三叠世最早期,同时也代表了二叠纪末生物灭绝事件的最终结束．     

滑坡位移时序预测的核函数构造

获得支持向量机(SVM)背景下滑坡位移时序准确预测的关键,是构造或选择一合适的核函数。通过分析滑坡位移时序曲线特征以及不同类型Mercer核的性质,从基于核函数上的封闭运算角度,构造出支持向量机背景下预测滑坡位移时序的最佳核函数。利用3组不同特征的滑坡位移时序,对构造出的核函数进行性能检验,数值实验表明：对于典型的3组滑坡时序,LPG与MPG核的学习性能要优于简单核,且前者适合复杂位移时序的回归预测,而后者更适合规律性较强的简单时序曲线的建模预测。此外,探讨了这两种核函数下的核参数取值对模型精度的影响。     

内蒙古自治区东部两次Ms5．9地震前后长波辐射时序特征分析

以卫星对地遥测长波辐射(OLR)信息为基础,分析了2003年8月16日巴林左旗MS5.9地震和2004年3月24日东乌珠穆沁MS5.9地震前后震中附近的45°N,120°E点位长波辐射的时序特征。结果表明,在这两次MS5.9地震前后,位于45°N,120°E点位上长波辐射(OLR)月平均值、月距平值异常特征比较明显,这种基于不同点位上的时序特征分析对地震监视和预报具体孕震区具有一定的实际意义。     

地震应急期关键应急处置业务的时序特征

从省级抗震救灾指挥部的角度,依据《国家地震应急预案》对应急响应工作的要求,在分析抗震救灾指挥部各成员单位地震应急预案的基础上,结合盈江、彝良、芦山等地震应急救援案例,对破坏性地震发生后的关键应急处置业务进行梳理,并根据各项业务的时序特征提出了在震后不同时间段内所要完成的工作以及所要达成的目标,在一定程度上弥补了地方地震应急预案过于宏观和操作性不强的缺陷,为地震应急救援工作的开展提供参考。