四川茂县叠溪镇新磨村滑坡特征与成因机制初步研究

西藏自治区贡觉县雄松乡至沙东乡金沙江流域作为川藏铁路的必经河流,地形崎岖、地质灾害隐患点多,亟需对该地区隐患点进行全方位的识别。首先,选取61景哨兵一号（Sentinel-1）升轨影像、53景Sentinel-1降轨影像和7景陆地观测技术卫星2号（advanced land observing satellite 2,ALOS-2）升轨影像对研究区域进行滑坡探测与监测。然后,利用合成孔径雷达（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）通用型大气改正在线服务（generic atmospheric correction online service for InSAR,GACOS）辅助干涉影像堆叠技术（InSAR Stacking）的方法,获取研究区域雷达视线（line of sight, LOS）方向的InSAR年形变平均速率图,并结合3个轨道的结果提取出沿坡向和垂直滑坡向的平均速率图。最后,与LiCSBAS时间序列分析包的结果进行比较,发现两者具有高度一致性,LOS向年形变速率图像的相关系数在0.92以上,沿坡向和沿垂直滑坡向年形变速率的相关系数在0.85以上,证明了GACOS辅助下InSAR Stacking结果的可靠性。此外,还发现研究区域内沿坡向最大年形变速率为-163 mm/a;结合InSAR形变结果与光学遥感影像解译,可将该滑坡群分为A~G 7个区域进行实时监测。     

均值漂移模式几种粗差探测法的MDB比较

观测数据受到粗差污染时,平差结果往往失真,不可采用。选择合适的统计检验量是对测量数据进行粗差处理的关键一环,而构造统计检验量必须对尺度因子做出估计。首先对样本尺度因子的绝对中位差（median absolute deviation,MAD）估计进行了讨论,并详细探讨了其中涉及到的Fisher一致性调节因子的确定;然后在此基础上,分别提出了平差模型中基于标准化残差和一致最大功效（uniformly most powerful,UMP）统计检验量序列的尺度因子的两种抗差估计方法,尺度因子的两种抗差估计都可用于构造相应的统计检验量以识别和定位可疑观测量;最后对全球导航卫星系统（global navigation satellite systems,GNSS）网平差进行具体数值计算,结果表明,尺度因子的MAD估计具有良好的抗差性,不但可用于粗差处理,还可用于平差成果的精度评定。     

基于U-Net的井中多道联合微地震震相识别和初至拾取方法

微地震震相识别和初至拾取是水力压裂微地震监测资料处理中的两个关键步骤,其结果会对后续事件定位和压裂裂缝缝网解释产生重要影响.常规方法如STA/LTA法、模板匹配法、多道互相关法等需要提取有效信号与噪声间振幅、偏振、频率、波形相似性等方面的特征差异完成震相识别和拾取工作.本文基于深度学习技术的自动特征提取能力,根据井中微地震观测系统的多道数据源特点,提出基于U-Net的多道联合震相识别和初至拾取方法（MT-Net）.方法采用具有"逐采样点"识别能力的U-Net模型,模型训练阶段以具有不同信号特征的多道微地震监测记录作为输入,以P波、S波及噪声的概率分布标签作为输出,通过设置二维卷积操作使得道内与道间的波形信息同时被自适应地学习,以满足对相邻道间波形记录处理结果高度一致性的要求;测试阶段将连续记录中的分段波形馈入模型,通过设定P波、S波概率分布曲线阈值完成单震相、双震相和噪声的波形分类,同时对含有效震相的微地震事件完成初至拾取.实际微地震资料处理结果显示,本文方法与同样基于U-Net的单道方法（ST-Net）相比,显著降低了震相识别中低信噪比事件漏拾与误拾发生的概率;同时有效避免了部分单道发生严重的初至拾取结果偏差及P、S震相误拾等情况.本文方法的识别与拾取结果整体上达到了与多道互相关法接近的水平,可满足微地震监测资料处理中实时性和准确性的要求.     

地-空瞬变电磁法电阻率成像研究与应用

地-空瞬变电磁法（Semi-airborne transient electromagnetic,SATEM）凭借适应能力强、探测深度大、实时性强等特点,适用于湖泊、沼泽、山区等地形复杂地区观测.SATEM接收数据量大、精度要求高,传统成像方法基于地面视电阻率计算未考虑飞行高度,开展SATEM的高精度快速成像研究对实际运用有重要作用.针对SATEM中电性源发射装置感应电流分布,接收装置设置于空中以及两者不在相同平面的特点,本文考虑横向、纵向感应电流差异,飞行高度对视电阻率影响等因素,提出电性源SATEM电阻率成像方法.首先,基于电性源瞬变电磁场感应电流分布特征及各分量空间分布、扩散特性分析,推导出基于均匀半空间磁场与感应电压解析解,然后定义了电性源地-空瞬变电磁法早期、晚期、全期视电阻率;最后根据对感应电流分布分析定义了横向分量和纵向分量的成像深度,并研究了成像深度受飞行高度、发射磁矩、偏移距、偏移角度的影响;对煤炭采空区的实测结果表明,利用本文提出的电阻率成像方法可以更加精确定位目标体位置.

     

超磁致伸缩声波震源的时频特征与实测研究

宽频带、大功率、短余振声波震源是高分辨率探测大尺度复杂结构体的关键技术,为了解决探测距离与其分辨率的矛盾问题,采用超磁致伸缩材料制作的声波发射器作为震源,研制了一种新的声波探测仪器。该震源中心频率为5 kHz,激励电压300~600 V,具有辐射声功率大、余振短（3.5个周期）、频带宽（1~3 kHz）的特性;其最大的优点是每次激发的声波信号一致性好,可以采用单点多次激发,通过多次叠加的数据处理技术提高信噪比,较好地解决了声波探测距离与分辨率的矛盾,并成功地应用于煤矿采场顶煤厚度探测。现场探测结果表明：大功率声波探测系统能够有效提取4~7 m煤岩交界面的反射波信号,借助于小波多分辨分析信号处理方法,有效地提高了采场顶煤厚度探测的精度及其可靠性,为顶煤厚度精确探测提供了一条有效途径。     

CTBTO国际数据中心地震数据处理软件研究进展

全球台网地震震相有效关联与快速精确定位是地震监测和禁核试核查的核心问题之一。禁核试条约组织（CTBTO）筹备委员会临时技术秘书处（PTS）国际数据中心（IDC）自成立以来,一直致力于台网震相自动关联有效率及自动处理公报质量的提高,以减轻分析员的工作量。NET-VISA作为IDC下一代全球震相自动关联和事件检测定位软件,使用概率模型和贝叶斯方法找到解释检测观测结果的最佳事件集,进而从这些观测结果中生成自动处理地震公报。测试结果表明,NET-VISA产生的公报要比IDC目前使用的全球关联方法生成的自动处理公报SEL3更加完整和精准。本文介绍了NET-VISA方法的基本原理和测试进展,最后对CTBT北京国家数据中心参加NET-VISA测试中朝鲜6次核试验的NET-VISA关联结果作了分析对比。     

Characterisation of hydroclimatological trends and variability in the Lake Naivasha basin,Kenya

Recent hydro‐climatological trends and variability characteristics were investigated for the Lake Naivasha basin with the aim of understanding the changes in water balance components and their evolution over the past 50 years. Using a Bayesian change point analysis and modified Mann–Kendall tests, time series of annual mean, maximum, minimum, and seasonal precipitation and flow, as well as annual mean lake volumes, were analysed for the period 1960–2010 to uncover possible abrupt shifts and gradual trends. Double cumulative curve analysis was used to investigate the changes in hydrological response attributable to either human influence or climatic variability. The results indicate a significant decline in lake volumes at a mean rate of 9.35 × 10⁶ m³ year^?1. Most of the river gauging stations showed no evidence of trends in the annual mean and maximum flows as well as seasonal flows. Annual minimum flows, however, showed abrupt shifts and significant (upward/downward) trends at the main outlet stations. Precipitation in the basin showed no evidence of abrupt shifts, but a few stations showed gradual decline. The observed changes in precipitation could not explain the decline in both minimum flows and lake volumes. The findings show no evidence of any impact of climate change for the Lake Naivasha basin over the past 50 years. This implies that other factors, such as changes in land cover and infrastructure development, have been responsible for the observed changes in streamflow and lake volumes. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Parallelized combined finite-discrete element (FDEM) procedure using multi-GPU with CUDA

This paper focuses on the efficiency of finite discrete element method (FDEM) algorithmic procedures in massive computers and analyzes the time-consuming part of contact detection and interaction computations in the numerical solution. A detailed operable GPU parallel procedure was designed for the element node force calculation, contact detection, and contact interaction with thread allocation and data access based on the CUDA computing. The emphasis is on the parallel optimization of time-consuming contact detection based on load balance and GPU architecture. A CUDA FDEM parallel program was developed with the overall speedup ratio over 53 times after the fracture from the efficiency and fidelity performance test of models of in situ stress, UCS, and BD simulations in Intel i7-7700K CPU and the NVIDIA TITAN Z GPU. The CUDA FDEM parallel computing improves the computational efficiency significantly compared with the CPU-based ones with the same reliability, providing conditions for achieving larger-scale simulations of fracture.     

北斗系统周跳探测与修复方法探究

北斗卫星导航系统是中国自行研制的继美国GPS和俄罗斯GLONASS之后第3个成熟的卫星导航系统。进行GNSS相位数据处理的过程中,由于某种原因,载波相位观测值突然出现整周数的跳变的现象称为周跳。周跳现象的发生将会严重影响后续的数据处理,因此,有必要在解算前完成周跳探测与修复工作。本文就北斗系统周跳探测与修复课题进行了较为全面的探究,先后介绍了高次差法、多普勒法、伪距载波相位组合法、电离层残差法、三频数据组合探测法等一系列周跳探测与修复方法,可分别应用于不同频段接收机、不同观测环境、不同数据处理模式。