基于匹配追踪和遗传算法的大地电磁噪声压制

针对匹配追踪计算量大、大地电磁数据处理效率低的问题,提出基于匹配追踪和遗传算法的大地电磁噪声压制方法.首先,利用Gabor原子构建过完备原子库,并对过完备原子库集合进行划分.然后,借助遗传算法的自适应性,快速搜寻最优匹配原子及所在位置.最后,运用最优匹配原子对待处理信号进行稀疏分解,重构有用信号.通过对计算机模拟的典型强干扰和矿集区实测大地电磁数据进行分析处理,实验结果表明,相对于匹配追踪和正交匹配追踪,文中所提方法能从过完备原子库中快速、自适应地选取最优匹配原子与不同噪声干扰类型高精度的匹配,极大地提升了计算效率;大地电磁时间域序列中的大尺度强干扰被有效剔除,视电阻率曲线更为光滑、连续,低频段的数据质量得到明显改善.     

A model‐based data‐driven dictionary learning for seismic data representation

Planar waves events recorded in a seismic array can be represented as lines in the Fourier domain. However, in the real world, seismic events usually have curvature or amplitude variability, which means that their Fourier transforms are no longer strictly linear but rather occupy conic regions of the Fourier domain that are narrow at low frequencies but broaden at high frequencies where the effect of curvature becomes more pronounced. One can consider these regions as localised “signal cones”. In this work, we consider a space–time variable signal cone to model the seismic data. The variability of the signal cone is obtained through scaling, slanting, and translation of the kernel for cone‐limited (C‐limited) functions (functions whose Fourier transform lives within a cone) or C‐Gaussian function (a multivariate function whose Fourier transform decays exponentially with respect to slowness and frequency), which constitutes our dictionary. We find a discrete number of scaling, slanting, and translation parameters from a continuum by optimally matching the data. This is a non‐linear optimisation problem, which we address by a fixed‐point method that utilises a variable projection method with ?₁ constraints on the linear parameters and bound constraints on the non‐linear parameters. We observe that slow decay and oscillatory behaviour of the kernel for C‐limited functions constitute bottlenecks for the optimisation problem, which we partially overcome by the C‐Gaussian function. We demonstrate our method through an interpolation example. We present the interpolation result using the estimated parameters obtained from the proposed method and compare it with those obtained using sparsity‐promoting curvelet decomposition, matching pursuit Fourier interpolation, and sparsity‐promoting plane‐wave decomposition methods.     

Statistical downscaling of reference evapotranspiration in Haihe River Basin: applicability assessment and application to future projection

Future changes in reference evapotranspiration (ET₀) are of increasing importance in assessing the potential impacts on hydrology and water resources systems of more pronounced climate change. This study assesses the applicability of the Statistical Downscaling Model (SDSM) in projecting ET₀, and investigates the seasonal and spatial patterns of future ET₀ based on general circulation models (GCMs) across the Haihe River Basin. The results indicate that SDSM can downscale ET₀ well in term of different basin-averaged measures for the HadCM3 and CGCM3 GCMs. HadCM3 has a much superior capability in capturing inter-annual variability compared to CGCM3 and thus is chosen as the sole model to assess the changes in future ET₀. There are three homogeneous sub-regions of the Haihe River Basin: Northwest, Northeast and Southeast. Change points are detected at around 2050 and 2080 under the A2 and B2 scenarios, respectively. The Northwest is revealed to have a slight to strong increase in ET₀, while the Northeast and the Southeast tend to experience a pattern change from decrease to increase in ET₀.

EDITOR M.C. Acreman

ASSOCIATE EDITOR J. Thompson     

全球温升1.5℃和2.0℃情景下中国降雨诱发地质灾害危险性和人口暴露度评估研究

气候变化情景下极端降水事件的频次和强度预估呈增加趋势,这会导致全球部分地区极端降雨诱发地质灾害风险的增加。本文基于中国降雨诱发地质灾害易发性模型和不同地貌分区的累积事件降雨量-降雨历时阈值曲线,采用最新的CMIP6全球气候模式多模式集合结果,基于全球温升目标情景的视角,从地质灾害空间易发性和发生频次两方面,探讨温升情景下中国地质灾害危险性的可能变化及其对暴露人口的潜在影响。结果表明,CMIP6多模式集合预估的多年平均降水在温升1.5℃和2.0℃情景下相比基准时期可能增加5.4%～9.5%,导致中等至极高地质灾害易发区范围预估增加0.33%～0.74%,由于预估的极端降水事件增加,地质灾害发生频次预估增加7.0%～11.2%,进一步综合未来人口空间分布,潜在地质灾害暴露人口可能增加6.20亿人次（18.90%）和4.26亿人次（12.97%）。各地貌分区未来情景下地质灾害危险性预估增加且存在显著的空间异质性,温升2.0℃情景下中等至极高易发性范围相比基准时期增加0.71%～1.28%,地质灾害发生频次预估增加1.2%～15.6%,其中,青藏高原区地质灾害危险性增加最明显。综合考虑未来人口...     

四川省城市地震灾害脆弱性综合评价研究

城市化进程的不断推进使得城市的地震灾害脆弱性日益加剧,而城市承灾体的脆弱性受复杂因素影响。本文针对评价指标受主观性影响较大的问题,基于人口、工程、经济及社会4个方面,构建了城市震害综合脆弱性评价指标体系;并构建基于实码加速遗传算法优化投影寻踪（RAGA-PP）的城市震害脆弱性评价模型;最后,对四川省21个市、州进行了震害脆弱性评价。结果表明:巴中、南充等地脆弱性较高,成都、攀枝花等地脆弱性较低;经济因素对城市震害脆弱性影响较大;该评价模型能够克服人为主观性,有效可行。     

移动电子地图中伪3D可视化设计

定义了移动电子地图中伪3D可视化概念,提出伪3D可视化模型,并设计了快速的三维投影变换算法。进行了移动电子地图的伪3D可视化实验设计,并给出了可视化性能测试结果。     

第二次土地调查底图生产监理中若干技术的探讨

第二次全国土地调查底图生产是一项重大的系统工程,认真做好二次调查底图生产监理工作可有效保证成果的质量。文章对二次土地调查底图生产的监理流程进行了简单介绍,同时对工作中出现的正射纠正、投影变换以及影像质量检查等若干技术方法进行了一些探讨。     

基于OFA-PP模型的区域最严格水资源管理类型识别与评价

为科学识别云南省16个州市最严格水资源管理区域类型,提出最优觅食算法(OFA)-投影寻踪(PP)识别模型。从最严格水资源管理用水总量控制红线、用水效率控制红线、纳污控制红线3个方面分别构建指标体系和分级标准,利用2015年云南省各州市指标数据及分级标准阈值分别构建基于"三条红线"的投影指标函数,采用OFA分别搜索最优投影向量,并计算各州市综合投影值和各分级标准阈值投影值,利用分级标准阈值投影值对各区域最严格水资源管理类型进行识别。结果表明,OFA-PP识别模型具有较好的识别效果,识别结果可为云南省实行最严格水资源管理制度提供参考。     

模糊多属性决策法在海底电缆路由方案比选中的应用

海底电缆预选路由方案的比选需要参考多种指标,这些指标包含定量和定性两种,但各指标间的不可公度性,给路由方案的选择提出挑战。文章提出了一种基于离差思想和模糊向量投影的多属性决策法。首先引入三角模糊数,将定性指标合理量化,构建决策矩阵,规范化后运用离差思想求解各指标权重,然后计算各方案在正理想方案和负理想方案上的投影,最后求出相对贴近度,依据其大小比选出最佳方案。     

敦煌西湖自然保护区湿地演化及驱动力分析

西湖国家级自然保护区位于河西走廊西端,是敦煌盆地人工绿洲的天然屏障。近几十年来,由于气候变化和人类水土资源过度开发,保护区生态环境持续恶化,湿地退化和沙漠化趋势日趋严重。本文运用多时相资源卫星遥感影像,解译分析了保护区湿地演化规律。结果表明：1980-2013年间有23个年份湿地处于快速退化状态,保护区湿地面积由1.72×10⁴ hm²减少到0.99×10⁴ hm²,减少了42.4%;保护区湿地的斑块数从32个增加到51个,平均斑块面积由537 hm²减少为213 hm²,湿地演化呈破碎化趋势。湿地分布质心向西南方向移动了11.59 km,湿地呈整体向西南缓慢移动的趋势。运用因子分析法对湿地演化的驱动因子进行了分类,并利用投影寻踪模型分析各驱动因子对湿地演化的贡献率,结果表明：下游湿地退化的根本原因是大规模引地表水和开采地下水灌溉,其次是气候变化引起的冰川退缩、径流量衰减。20世纪90年代,西湖保护区湿地处于相对稳定状态,建议敦煌地区耕地维持在20世纪90年代初的2.7×10⁴ hm²水平,或通过节水、调整作物结构和跨流域调水等措施,压缩引地表水和开采地下水水量,灌溉用水需控制在20世纪90年代初的用水水平。该研究成果可为自然保护区湿地保护和流域综合开发提供依据。