任意各向异性介质三维有限元航空电磁响应模拟

在航空电磁探测方法应用中,地下探测环境复杂,地下介质物性参数存在各向异性特征。如果采用常规各向同性介质模型,在资料解释过程中会产生严重的偏差。本文基于矢量有限元法开展三维任意各向异性频率域航空电磁响应模拟计算研究。首先,将总场分解成一次场和二次场,对空气介质的均匀全空间进行一次场解析计算,同时利用矢量有限元法对二次电场的双旋度方程进行求解。为提高求解速度,采用共享内存直接求解器PARDISO对大规模稀疏矩阵并行计算,大大提高了三维模型的计算速度。之后开展了4种典型目标模型的三维各向异性介质模拟：围岩各向同性-目标体各向异性（绕z轴旋转）模型;围岩各向同性-目标体各向异性（绕x轴旋转）模型;围岩各向异性-目标体各向异性（绕z轴旋转）模型;围岩各向异性-目标体各向异性（绕x轴旋转）模型。对比分析了不同模型在不同旋转角度情况下,磁场实虚分量的变化特征,进而总结了各向异性参数对航空电磁响应的影响规律和识别方法。     

基于地磁与红外双模探测的海洋浮标预警系统设计

设计了一种基于地磁检测与红外感应相结合、可对浮标周围异常目标进行探测和预警的控制系统。系统采用芯片级的微型磁感线圈,以及高集成度、低功耗的数据采集与总线技术,通过探测船体磁性对地磁场的扰动,监测船舶对浮标的靠近;采用芯片级的热释电红外传感器,通过探测人体红外辐射,监测浮标在正常工作期间未知人员的入侵。系统的预警采用声光报警和图像远程传输相结合的方式,现场采集的图像数据经过压缩编码后通过无线数传电台发送至远程岸基监测站,实现海洋浮标的远程预警与现场取证功能。     

基于热红外光谱的干旱区土壤盐分监测研究

土壤盐渍化是新疆最常见的土地退化过程,已经严重威胁到了当地的农业生产、生态稳定和经济发展。通过对渭库绿洲土壤含盐量和土壤热红外光谱分析,探讨了土壤含盐量与热红外发射率之间的定量关系。结果表明：（1）盐渍化土壤的发射率随着含盐量的变化而发生变化,当土壤盐分增加时,发射率也随之增大。（2）土壤含盐量与热红外发射率光谱数据相关性在8.5～9.5 μm波段范围内表现尤为显著,相关系数超过0.8,最高为0.90,对应波段范围9.259～9.271 μm。（3）运用回归模型一阶导数变换形式下建模效果和预测精度都是最优的,R²达到了0.899,RMSE最小为1.734。热红外光谱技术可以反演土壤含盐量,为利用热红外遥感识别土壤盐分信息提供技术支撑。     

龙门山和相邻地域航磁场特征与汶川大地震

本文应用化极、水平及垂向导数、向上延拓、视磁化强度填图及磁性界面反演等方法处理了龙门山及相邻地域最新的航空磁测数据,分析了龙门山及相邻地域的航磁异常展布特征.研究结果表明:1)龙门山造山带与其东、西两侧可划分为三个磁异常区:松潘—甘孜磁异常区、龙门山负磁异常带、四川盆地磁异常区;三个区、带的地壳介质磁性结构存在明显差异.2)根据该区航空磁异常场的分布特征分别研究了,松潘—甘孜地块、龙门山造山带和四川地块的磁场特征.3)除识别前人识别的断层外,还推断鲜水河ES延伸甘洛—雷波北断裂作为四川盆地与滇西的界带.4)航空磁异常,磁性体上、下界面及磁源体深度的空间分布特征与汶川MS8.0大地震及芦山地震发生相关.     

中国航空联系的网络结构与区域差异

区域空间联系是不同客体之间基于空间法则下的相互作用现象,航空联系是诸多空间联系的一种。依据中国国内航班运营信息数据,运用基于O-D联系网络的GIS空间分析法,通过在大尺度数据空间内刻画每一条运营航线,深入解析全国通航中心城市间（不含港澳台）航空联系的网络结构,并与按重力模型计算的空间联系进行对比,分运距区段绘制中国城市空间相互作用联系与航空联系网络结构图谱,深入揭示航空联系的空间相互作用本质。进而分析东、中、西部及东北4区域间航空联系的网络结构差异,揭示中国航空联系的网络结构及区域结构特征。研究发现,城市航空联系网络与人口、经济之间的空间相互作用高度吻合,大城市集聚特征显著,空间分布较不平衡。依据进出港航班数量,可将通航中心城市划分为全国性、区域性、省域及地方性中心4个等级,其中北京、上海、广州为全国性中心。城市航空联系主要集中在600~2 000 km空间距离范围内,总体上服从空间距离衰减规律。全国航空客流的区域分布极不平衡,东部航空运输地位极其突出,西部相对较强,中部与东北相对较弱。     

航空重力测量中牛顿中心差分器对确定载体加速度的影响

讨论不同点数的牛顿中心差分器对航空重力测量中确定载体加速度的影响。理论分析表明,当航空重力测量的有效频段位于牛顿中心差分器的通带时,不同点数的牛顿中心差分器所得结果经低通滤波后几乎没有差异。实验表明,当采样间隔为1 s、载体平均速度为155 m/s、所需重力数据的分辨率为10 km时,低通滤波后不同点数的牛顿中心差分器输出结果之间的较差优于2.1 mGal。     

2011年盈江5.8级地震热辐射亮温异常分析

使用从2010年1月12日至2012年1月11日,在(20°～30°N,93°～ 103°E)范围内由中国静止气象卫星FY-2E观测的热红外遥感亮温资料,对2011年3月10日盈江5.8级地震周边地区的热红外亮温异常特征进行了研究.结果表明:从2011年3月初开始在盈江5.8级地震震中周围开始出现相对能谱异常,之后异常区域逐渐扩大并向震中区域集中,并于3月中下旬在震中偏西地区形成片状异常区域,相对能谱最大异常幅度达13倍,随后异常区域和幅度逐渐减小,地震发生后数天异常消失.     

卫星热红外和微波遥感资料在地震预报中的应用研究

选取四次典型震例,分别以微波遥感及热红外遥感为研究手段对各发震区的温度进行窗口时间序列扫描,探讨震前陆地表面温度异常特征。研究发现：由热红外遥感及微波遥感反演所得的陆表温度年变形态极为相似,前者特征更为明显;震前并非完全是一个增温过程,有负异常现象存在;大地震的温度异常空间分布特征与断层的展布存在密切关系,温度异常区并非大面积存在,且未呈现明显迁移特征,这一新发现具有明确的物理意义。     

红外与可见光图像配准的梯度相关法

多模态图像配准是图像配准研究中的重难点问题。本文将实数域的灰度图像转换到复数域的梯度图像,借鉴SAR图像配准的相干系数法,提出了基于梯度相关性的多模态图像配准相似性测度。通过中波红外和可见光图像的配准实验验证了方法的可行性,为多模态图像配准研究提供了新思路。     

2013年甘肃岷县漳县6.6级地震前热红外异常分析

应用中国静止气象卫星FY-2E红外遥感资料对2013年甘肃岷县漳县6.6级地震前的热红外异常信息进行研究,结果表明：由地震黑体辐射热异常时空演化图分析知,中强地震前,往往会有较大范围的热异常演变,热异常大面积沿断层分布,震中位置往往位于边界或热异常变化最大处.对比实时的长波辐射涡度场变化,能更好的对应未来地震的发震区域,涡度异常经常分布在震中边界.