磁异常数据处理方法的应用

文章以冀东一些铁矿区地面磁测成果为例,总结了磁异常转换、定量解释推断一些方法的应用及效果.     

Flux contribution of coherent structures and its implications for the exchange of energy and matter in a tall spruce canopy

The flux contribution of coherent structures to the total exchange of energy and matter is investigated in a spruce canopy of moderate density in heterogeneous, complex terrain. The study deploys two methods of analysis to estimate the coherent exchange: conditional averages in combination with wavelet analysis, and quadrant analysis. The data were obtained by high-frequency single-point measurements using sonic anemometers and gas analysers at five observation heights above and within the canopy and subcanopy, and represent a period of up to 2.5 months. The study mainly addresses the momentum transfer and exchange of sensible heat throughout the roughness sublayer, while results are provided for the exchange of carbon dioxide and water vapour above the canopy. The magnitude of the flux contribution of coherent structures largely depends on the method of analysis, and it is demonstrated that these differences are attributed to differences in the sampling strategy between the two methods. Despite the differences, relational properties such as sweep and ejection ratios and the variation of the flux contribution with height were in agreement for both methods. The sweep phase of coherent structures is the dominant process close to and within the canopy, whereas the ejections gain importance with increasing distance to the canopy. The efficiency of the coherent exchange in transporting scalars exceeds that for momentum by a factor of two. The occurrence of coherent structures results in a flux error less than 4% for the eddy-covariance method. Based on the physical processes identified from the analysis of the ejection and sweep phases along the vertical profile in the roughness sublayer, a classification scheme for the identification of exchange regimes is developed. This scheme allows one to estimate the region of the canopy participating in the exchange of energy and matter with the above-canopy air under varying environmental conditions.     

堤坝管涌的室内试验与颗粒流细观模拟研究

本文对水流垂直方向的堤坝管涌现象分别进行了室内模型模拟和颗粒流模拟实验。在室内模型试验模拟中采用先进的数码成像跟踪设备在细观的尺度上对土样在管涌发生发展的全过程进行了观察和记录,为颗粒流细观模拟提供了必要的细观参数及宏观依据。提出的二维孔隙率与三维孔隙率转换的关系公式很好的将室内模型试验的孔隙率同颗粒流数值模拟结合,运用颗粒流程序采用固液耦合的分析模型对管涌现象作进一步的数值模拟分析。根据模拟结果,分析了管涌产生、发展在颗粒细观尺度的原因,对管涌产生发展中的试样细观变化规律及流速的变化规律进行了分析。这些结果为PFC2D在渗流和渗透破坏等方面的深入研究应用提供了一定的实用依据,同时也为在细观尺度上解释和分析管涌现象提供了一条新的途径。     

典型振动信号时-频分析方法研究

首先对比较简单的单分量信号和多分量信号进行时-频分析,对比了不同时-频分析方法(STFT、WD、Hilbert时-频谱分析、连续小波分析)的分析精度。结果表明对单分量信号和可以分解为若干单分量信号叠加的多分量信号,Hilbert时-频谱分析精度最好,WD和STFT次之,连续小波变换的精度最差;由于Hilbert时-频谱分析和WD方法要求信号为单分量信号或可以分解为若干单分量的信号,故其不适用于复杂信号的时-频分析;对多分量信号,STFT时-频谱较连续小波时-频谱精度高些。需要指出的是,当使用STFT方法时,取不同的窗参数,STFT的时-频分析精度相差很大,必须使用合适的窗参数,以取得较好的分析效果。此外还对El Centro波的两水平分量和人工合成的地震动进行了时-频分析,虽然STFT的时间分辨率和频率分辨率存在矛盾,但它对信号的适应性最强,对复杂信号的时-频分析精度一般可以满足需要,而连续小波变换进行信号的时-频分析时,时-频分辨精度最差,且对于大于30Hz的频率分量,随频率的增加,时-频分析的效果和精度迅速变差,说明小波变换并不适合于做时-频分析,尤其对于高频信号,用连续小波变换得到的时-频谱图看起来很粗糙,而且很难准确解释。进一步对比了真实地震动和人工地震动的时-频分布,认为用胡聿贤教授合成人工地震动的方法合成的地震动在时-频域上的分布和真实地震动相似。     

基于小波包变换的面波分离技术研究

依据面波视速度的分布范围,提出一种新的叠前面波分离技术,即把地震波场分成不受面波影响的波场和受面波影响的波场,然后利用小波包变换对受面波影响的波场进行时频分析,通过分解与重构,从中提取有效波,再将其与不受面波影响的波场合并,就可得到面波分离后的地震波场。该方法在成功分离面波的同时,可使有效波的能量(尤其是其低频能量)不受损失,既有效地保持信号的频宽不变,又提高了记录的信噪比。实际资料的处理结果表明:此方法在叠前面波分离方面具有有良好的效果。     

同时计算二维实序列的DFT和二维实序列的DFT的IDFT的新公式

利用二维离散傅里叶变换（DFT）的一些性质，将Gunther提出的关于同时计算一个N点实序列的DFT和另一个N点实序列的DFT的逆离散傅里叶变换（IDFT）的4个新的直接公式中的第1和第4个公式，以及他提出的关于同时计算2个N点实序列的DFT的新公式推广到了二维的情形，并给出了相关证明。这些结果在处理实信号时是非常有用的。     

Trace变换的基本理论及其在地震勘探中的应用

Trace变换是一种新的图象重建工具,在图象重建方面已取得很好的效果。推导了Trace变换公式中的一个公式:∫(ε(t))rdtq的反变换公式,并结合τ-p变换中坐标系的转换关系,讨论了它在地震勘探中应用的可能性。对80道单一理论水平合成记录作了正、反变换的分析。从原记录和反变换记录中分别取道分析,分析结果表明对80道理论水平记录能很好的恢复。     

起伏地表条件下地震波场数值模拟有限积分变换有限差分方法

针对起伏地表条件下的地震波数值模拟问题,提出将起伏的地表映射到一个规则的长方形网格坐标系中,并在此基础上推导出变换域中的波动方程。根据导出来的波动方程应用有限余弦变换有限差分方法进行地震波场的数值模拟,以解决起伏地表条件下的数值模拟。     

探地雷达信号特征分析和分辨率提高方法研究

探地雷达信号的奇异点或突变点作为雷达信号的重要特征通常反映介质重要信息,如电性变化界面或异常体等。分析了探地雷达信号在Hilbert变换下,利用小波变换确定探地雷达信号奇异点位置的方法。解决了传统傅立叶变换只能从整体检测探地雷达信号奇异性的局限性。并且由于小波变换良好的时频局部化特性,进一步讨论了其在提高探地雷达信号分辨率的研究中的应用。     

基于中值滤波和小波变换的天气雷达回波图像处理

本文提出了一种中值滤波和小波变换相结合的天气雷达回波图像处理方法,分别从目标回波的视觉角度和统计量的客观角度对处理后图像进行了分析。实验结果表明,本文算法实现了去除回波图像中高斯和脉冲混合噪声的目的,有效的保留了回波图像边缘细节,视觉效果好,层次感较为丰富,处理效果明显优于传统图像处理方法,为自动识别回波种类的研究提供了良好的基础。