北印度洋—南海海面风速和有效波高的年代际变化

采用1958年1月—2001年12月ECMWF ERA-40的10m风场资料,以及由该风场资料驱动WAVEWATCHⅢ得到的北印度洋—南海海域44a的海浪场资料,通过EOF分析、正交小波分析和M-K检测方法,分析了北印度洋—南海海域海面风场和有效波高的年代际变化特征。结果表明：北印度洋—南海海域存在3个大风、大浪区,其中亚丁湾以东洋面风力最强,有效波高最高;表面风场和有效波高存在35、15和3a的主周期变化,并自20世纪70年代中期以来,年平均风场和有效波高均存在明显增强趋势,1977年为突变起始年;年平均海表10m风速和有效波高随时间增大主要是由冬季和春季海表10m风速和有效波高随时间增大引起的;冬、秋季海面风场与有效波高的年际、年代际变化周期较一致,冬季以35～40a的周期为主,秋季以11～12a的周期为主。     

Flexible spectral methods for the generation of random fields with power-law semivariograms

Random field generators serve as a tool to model heterogeneous media for applications in hydrocarbon recovery and groundwater flow. Random fields with a power-law variogram structure, also termed fractional Brownian motion (fBm) fields, are of interest to study scale dependent heterogeneity effects on one-phase and two-phase flow. We show that such fields generated by the spectral method and the Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) have an incorrect variogram structure and variance. To illustrate this we derive the prefactor of the fBm spectral density function, which is required to generate the fBm fields. We propose a new method to generate fBm fields that introduces weighting functions into the spectral method. It leads to a flexible and efficient algorithm. The flexibility permits an optimal choice of summation points (that is points in frequency space at which the weighting function is calculated) specific for the autocovariance structure of the field. As an illustration of the method, comparisons between estimated and expected statistics of fields with an exponential variogram and of fBm fields are presented. For power-law semivariograms, the proposed spectral method with a cylindrical distribution of the summation points gives optimal results.     

关于数字化记录中前兆信号的分析

介绍了如何用MATLAB工具软件—小波分析的基本理论对数字信号进行数字滤波,着重分析和研究了呼和浩特地震台形变观测资料出现各种信号,提出了小波分析理论对台站实际工作的重要性。     

Exploratory spectral analysis of hydrological times series

Current methods of estimation of the univariate spectral density are reviewed and some improvements are made. It is suggested that spectral analysis may perhaps be best thought of as another exploratory data analysis (EDA) tool which complements, rather than competes with, the popular ARMA model building approach. A new diagnostic check for ARMA model adequacy based on the nonparametric spectral density is introduced. Additionally, two new algorithms for fast computation of the autoregressive spectral density function are presented. For improving interpretation of results, a new style of plotting the spectral density function is suggested. Exploratory spectral analyses of a number of hydrological time series are performed and some interesting periodicities are suggested for further investigation. The application of spectral analysis to determine the possible existence of long memory in natural time series is discussed with respect to long riverflow, treering and mud varve series. Moreover, a comparison of the estimated spectral densities suggests the ARMA models fitted previously to these datasets adequately describe the low frequency component. Finally, the software and data used in this paper are available by anonymous ftp from fisher.stats.uwo.ca.     

基于交互式分割技术和决策级融合的SAR图像变化检测

为免去降斑预处理及克服选择分布模型的限制,结合差异图的特点和一种不涉及分布模型的交互式分割方法,产生不同＂种子点＂下的变化检测结果后,再利用投票策略进行决策级融合给出最终的变化检测结果。分割中,将每个像素的特征设置为由差异图及静态小波变换分解差异图再丢弃高频系数后重构得到的各层表示内,对应位置上的灰度值构成的矢量。此特征及决策级融合的策略使本文变化检测技术对SAR图像中的斑点噪声具有一定的抗差性。在无需对SAR图像做预处理的情况下,对真实SAR图像数据集的变化检测结果证实了方法的有效性。     

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。     

冲刷桥墩基础的HHT振动频谱特性分析与判读研究

尝试以移动车流为振动源,在明显受冲刷与未受冲刷桥墩系统上方一侧布设讯号传感器,接收桥梁下部结构因振动源所产生的振动讯号。再以经验模态分解法EMD与希尔伯特黄转换HHT作为讯号分解与振动频谱解析的方法,针对桥墩系统（桥梁下部结构）的Y方向振动讯号进行解析与判读。于EMD分析过程中导入间断性准则进行振动讯号分解。针对完整（未裸露）桥墩系统（P1）,与跨河冲刷桥段桥墩系统（P2）的Y方向,进行频谱解析与比对探讨。由研究结果可知,EMD讯号分解过程可能产生模态混合现象,导致HHT图形中产生频率损失以及可判读区间缩短的现象。借由间断性准则的应用,可有效解决这些问题,获得判读性较高的HHT频谱图与边际频谱图。此外,HHT频谱图所得结果证实,桥墩系统Y方向的瞬时频率变化为一频宽带,其区间范围约在1～4 Hz之间。而由边际频谱图中可知,P1、P2的频率能量分别集中于2.5 Hz与1.7 Hz,可知P2的整体系统刚度小于P1。据此,明显受冲刷桥墩系统P2,其承载能力弱化的现象得以由HHT方法中明显呈现。     

沿圆曲线的Radon变换数值解

研究具有紧支集且在支集内连续的二元函数沿上半圆曲线的Radon变换反演问题。基于对投影函数的Fourier变换,反演问题可以归结为具有弱奇性及震荡核的Abel积分方程的求解。我们证明了当圆曲线中心及半径在一定范围内变化时,在已知沿上半圆曲线的Radon变换情况下,这个积分方程的解具有唯一性,并给出了消除Abel积分方程弱奇性的数值方法。在考虑投影数据噪声的情况下,给出了多次加权改善系数矩阵条件数稳定的数值方法,并通过数值模拟验证所提出方法的有效性。     

城市街渠大气湍流结构的小波分析

利用小波分析方法对城市街渠大气湍流场特征进行了初步研究，发现小波变换能够很好地揭示湍流的串级结构和多尺度结构。结合Fourier分析对湍流中不同尺度涡旋对能量的贡献进行了比较，发现噪声能量主要集中在高频处。