基于极差归一化变换的超低频地震电磁场事件提取方法研究

介绍一种高采样率超低频地震电磁场观测系统,通过对几种事件分析和提取方法的优缺点讨论,引入一种新的事件判定和提取方法,即极差归一化变换法,利用该方法对怀来地震台的超低频地震电磁场试验观测数据进行分析处理.研究结果表明:极差归一化变换法在事件阈值计算中不受观测数据幅度变化的影响,且受到背景噪声干扰的影响比较小,是一种比较有应用前景的超低频地震电磁场事件提取方法.     

小波分析及其在我国地球物理学研究中的应用进展

小波分析在当前数学领域、物理领域和地质领域中,是一个发展迅速的分析工具,它同时具有理论上的深刻性和应用的广泛性.由于小波具有时频分析的重要特性,已经在地球物理的相关问题研究中显示其独特的作用.本文较全面的介绍了小波分析理论基础、发展历史,及其在我国地球物理学研究中的应用进展,并在此基础上对地球物理领域小波分析所存在的问题以及应用前景作了进一步的分析.     

基于T梁三维声波模拟信号的S变换时频分析技术

混凝土T梁在我国桥梁建设中发挥了越来越重要的作用,由于其结构的复杂性,目前基于T梁预应力束孔管道无损检测方法正处于理论探究阶段.三维声波数值模拟作为一种有效的、常规的正演手段被大量的应用于合成记录的生成中,本文参照实际T梁模型的大小设置了一组模型参数,并进行了三维声波数值模拟,分析了不同位置所接收到的多道记录信号,给出了不同时刻剖面的波场快照图.同时,采用了S变换时频分析方法,提取了频率为25Hz时间域的能量分布图,得到了数值模拟信号的时频联合特征,在S变换时频剖面上能更加清晰的识别低速异常体的分布位置.结果表明:声波法可用于T梁预应力束孔管道无损检测中,S变换时频分析方法有助于提高声波数据解释的准确性.     

基于相似变换的CT图像缺陷定位方法

为对CT图像中的缺陷进行简单有效定位,提出一种基于相似变换的缺陷定位新方法。在提出并证明相似变换性质的基础上用该法对验证CT图像进行缺陷定位,从定位结果的分析得出基于相似变换缺陷定位方法的有效性和准确性。从不同模板定位结果的比较得出人为构建模板的可行性。     

全球大震活动特征

分析了全球、环太平洋地震带(P系)和低纬度环球剪切带(E系)的地震活动特征, 并运用小波变换技术对地震活动周期成分进行了定量研究, 结果表明: (1)全球地震活动存在45.5 a和32.0 a的显著周期成分, P系为45.5 a, E系为30.9 a和47.5 a; (2)全球及两大构造系7.0级以上地震频度均显示30.0 a左右的周期特征, 但地震频度与全球8.5级以上特大地震活动是不同步的, 不能作为判定地震活跃期与平静期的依据, 频度变化可能反映全球尺度的某种活动对地震产生的影响; (3)全球地震具有50.0 a尺度的活跃期与平静期; 当前全球地震活动处于2004年开始的以8.5级以上地震活动为特点的大释放阶段, 这种状态还将持续数年; E系处于M_w≥7.8大震活跃期的尾声, 而2010年智利M_w=8.8地震可能标志着P系开始进入大释放阶段.      

Curvelet变换域侧扫声纳图像增强算法

针对海底侧扫声纳图像对比度低、纹理弱、噪声严重等问题,提出了一种基于第二代Curvelet变换的声纳图像增强算法。首先对原始声纳图像进行多尺度、多方向的Curvelet变换分解,得到低频子带和高频子带;然后引入非线性S型函数对低频系数进行处理,提高图像整体的对比度;采用一种可以避免过度增强的新型非线性函数对各尺度的高频子带系数进行处理,提高图像整体的对比度,增强图像边缘和纹理细节,并通过估计噪声水平设定阈值进行阈值降噪。最后经Curvelet逆变换得到增强图像。实验表明,该方法不仅改善了海底侧扫声纳图像对比度低的问题,而且降低了噪声,突出了声纳图像的边缘和纹理细节。     

斜压海洋能量传递对风场的响应

风是海水运动的重要动力因素,也是海洋内部的主要能量来源.本文在应用陆架海洋模式HAMSOM对东中国海海水运动进行数值模拟的基础上,通过傅里叶变换、旋转谱分析等研究方法,对风向海洋的能量输运进行研究.研究结果显示,风场向海洋输运的最有效途径是风杨扰动量与流场扰动量的相互作用;惯性能量主要来源于海洋表层,由风场提供,向下传递;而潮频率能量大部分来自海底的内潮与底地形相互作用,向上传递.     

快速滤波本征模态函数分解中的边界处理

针对快速滤波分解信号为本征模态函数(IMF)所产生的边界效应问题,提出了一种抑制这种边界效应的方法。即利用快速滤波先将原信号分解为本征模态函数,然后在信号内部截取适当的两段分别延拓到原信号两端,经快速滤波得到分解结果后,再截去延拓的部分,保留原信号长度的分解结果。通过实例验证了该方法的有效性。     

经验模态与小波分解在光学遥感内波参数提取中的应用

内波遥感参数提取是利用遥感影像研究海洋内波的重要手段,通过提取内波的基本参数可以对海洋内波的生成与传播机制进行进一步的研究。提出了利用经验模态分解、小波分解与高阶多项式拟合从光学影像中提取内波半波宽度的方法。经验模态分解与小波分解对内波剖面数据进行尺度分解,根据归一化方差最大来提取内波分量;多项式拟合基于内波剖面的亮暗条纹变化完全由内波调制的假设,对数据进行拟合,并根据一阶导数来提取半波宽度。用南海北部东沙岛附近2004年7月10日的中-巴资源卫星(China-Brazil Earth Resources Satellite,CBERS)影像对方法进行了验证。结果表明,3种方法能较好地提取所需参数,获取的内波半波宽度具有较好的一致性;上述方法在处理非平稳及非线性遥感数据上,具有非常明显的优势。基于一维非线性内波理论,通过提取的内波半波宽度,辅以水深和混合层深度数据,反演了内波的振幅。     

关中平原清代霜雪灾害特点与周期研究

通过对关中平原清代历史文献资料的搜集、整理和小波分析,对该区清代霜雪灾害等级、周期及其成因进行了研究,并恢复了该区清代霜雪灾害发生时的最低气温.结果表明:关中平原清代共发生霜雪灾害34次,其中轻度、中度、重度霜雪灾害分别为2、20、12次;关中平原清代霜雪灾害可分为3个阶段,1644~1733年为第1阶段,1734~1823年为第2阶段,1824~1912年为第3阶段;第1和第3阶段为霜雪灾害多发阶段,以中度和重度灾害为主,第2阶段为霜雪灾害少发阶段,以轻度和中度灾害为主;小波分析表明,关中平原清代霜雪灾害的发生存在不同的时间周期规律,其周期主要有9~15年、13年、34年左右和40年左右;降雪或寒流引起的气温骤降至0℃以下是造成关中平原清代霜雪灾害的主要原因;关中平原清代轻度和中度霜雪灾害的气温范围为-6.4℃~-1℃,重度的气温范围一般为-19℃~-17℃;关中平原清代共发生3次寒冷气候事件,分别为1690~1692年、1861~1865年和1893~1895年.