基于SAR多普勒质心频移的海面流场迭代反演算法

为了克服SAR多普勒质心频移法反演海面流场时风场贡献去除困难的难题,本文提出了基于M4S模型的弦截下山法,利用其迭代计算局部区域的海面流场;然后估算整幅SAR图像中风场对多普勒速度的风贡献因子7;最后去除风场对多普勒速度的贡献.将该算法用于Radarsat-2数据反演海面径向流速,并利用匹配的实测数据验证反演精度.研究...     

海底沉积物的基本地声结构与地声模型

为准确建立海底地声模型,本文探讨地声模型的基本组成和基本结构。通过样品实验室测量,分析南海海底表层沉积物的密度、孔隙度与声速随着埋深变化的关系,得出海底实际存在的低声速表面–声速缓慢变化类型、低声速表面–声速增大类型、高声速表面–声速缓慢变化类型和高声速表面–声速增大类型4种典型地声结构;对比钻探测量,分析黄海海底沉积物的密度、孔隙度与声速随埋深变化关系,得出海底地声模型分层特征与地声结构组合特征。研究表明,地声模型可以归结为4种基本地声结构的组合,通过与底层海水声速、同层内声速剖面以及与上层海底沉积物下表面声速的比较,可以建立各种海底地声模型;基于实验室测量法建立的地声模型可以作为参考地声模型,但需要考虑实际海底温度和压力梯度以及海底沉积物的频散特性等,借助于声速比校正法和频散性理论模型进行计算及修正。     

长江口涨、落潮槽底沙输移趋势探讨

选择长江口南港南小泓和南港主槽作为典型涨、落潮槽为研究对象，以2001年9月所采底沙的颗粒分析资料为根据，并结合实测水文、泥沙资料进行水动力分析，运用Gao-Collins粒径趋势分析模型分析了底沙输移趋势，结果表明：南小泓的底沙主要是来自口门附近，由于涨潮流强于落潮流而使底沙向上游输移，即SE—NW方向，而南港主槽的底沙主要来自上游，由于落潮流强于涨潮流而使泥沙向下游输移，即NW—SE方向。     

ADCP资料处理中的船速计算

船载ADCP具有走航测流的特点,弥补了传统测流仪器只有停船才能观测的不足。它可以同时观测多层海流数据,获取连续性资料。ADCP测得流速是海水相对于船体的速度,在正常观测条件下,船速远大于海水流速,因而船速计算是ADCP资料处理的关键。本文对不同的船速计算方法进行了比较,对使用参考层法计算船速的原理、特点和效果进行了论述。     

波浪作用下渤海湾近岸海域污染物的输移扩散规律

用物理模型实验和数学模型计算相结合的方法,研究了均匀缓坡岸滩上,规则波及不规则波浪作用下形成的沿岸流及其对岸边排放污染物输移扩散的影响。针对渤海湾的地形和主要波浪方向,研究了渤海湾主要排污口附近单纯波浪以及波浪、潮流共同作用下近岸海域内流动速度分布与相应污染物输移扩散规律。结果表明,在渤海湾近岸海域(一定范围内),污染物输移扩散受到波浪作用的影响,表现为平行岸线方向。波浪作用使得远离污染物排放口的滩涂受污染的影响增大。     

2DVAR方法在台湾海峡海表流场融合中的应用

高频地波雷达可以提供沿岸大面积海表流的观测,但单个地波雷达只能提供径向流观测。本研究发展了一套二维变分(Two-Dimensional VARiational Method, 2DVAR)数据融合方法,将台湾海峡海域的地波雷达径向流数据与ROMS (Regional Ocean Model System)模式输出结果进行融合,得到一套较好的融合产品。结果显示,融合产品与雷达径向流的平均相对误差相较于模式输出与雷达径向流的平均相对误差由9.70%降低至1.54%。为进一步检验融合方法,设计了两种独立样本试验。试验一将雷达径向流按空间均匀划分为融合样本与独立样本,使用雷达融合样本与模式输出进行融合,此时融合结果的平均均方根误差(Root Mean Square Error, RMSE)相较于模式输出由0.41 m/s降低至0.19 m/s。试验二将雷达径向流和模式输出在空间上都均匀划分为融合样本与独立样本,对两种数据的融合样本进行融合,使用TC (Triple Collocation)方法估计模式输出、雷达观测与融合结果的误差方差,此时融合结果的平均误差方差最小,且其误差方差相对于独立的雷达径向流与模式输出在远岸处有明显减小。以上结果都表明融合数据更加接近实际海流,证明了2DVAR方法融合海表流的有效性。     

联合InSAR和高频GNSS位移波形反演2022年青海门源M6.9地震同震破裂过程

使用差分干涉测量和像素偏移追踪从Sentinel-1 SAR卫星影像中提取了2022年青海门源M 6.9地震视线向位移及近断层距离向偏移,通过单历元精密单点定位获取了16个GNSS测站高频位移波形.基于上述观测资料的同震破裂过程联合反演结果表明,该地震使两个走向分别为82°和112°的断层面发生破裂,为双侧不对称破裂事件,总破裂长度～26 km,滑动集中分布在0～5 km深度,最大滑动量为～4 m,总地震矩释放量为8.65×10¹⁸Nm(对应矩震级为M_W6.56),在～10 s内全部释放.同震库仑应力变化结果表明,主震使两条发震断层在10 km深度处库仑应力增加,促进了该区域后续余震发生.滑动分布模型显示门源地震浅层滑动亏损较小,结合已有2014至2021年时序InSAR结果,推测在更长震间期内,与两条发震断层相近的冷龙岭断裂和托莱山断裂不存在明显的浅层蠕滑.     

地基GNSS-R在复杂地形条件下的积雪探测

GNSS-R技术是一种以GNSS为信号源的全新遥感技术,可用于监测海洋和陆地.在地基GNSS-R积雪探测研究中,反射区域内的复杂地形不仅会引起积雪的不均匀分布,还使得接收机能在同一时刻接收到来自多个反射界面的反射信号,从而增加了积雪探测的难度.针对该问题,本文利用北极圈内斯匹次卑尔根岛上布设的GNSS-R测站,开展了复杂地形条件下的积雪探测研究.根据不同界面上的反射信号具有不同多普勒频移的特点,本文提出了基于傅里叶变换的谱分析方法,将不同界面的反射信号从混合信号中分离出来,并根据特定多普勒频率段的功率来监测地表积雪变化.基于该方法,本文分析了反射路径位于Schetelig山地区域的8颗卫星在2014年间的反射信号,计算结果表明：卫星PRN 2、12和28与积雪地面介电常数之间的相关系数分别为0.02、0.20和0.05,表明这三颗卫星的反射信号与地面介电常数之间不相关;卫星PRN 14和20与地面介电常数之间的相关系数分别为0.29和0.26,为低度相关;PRN 17、18和25与地面介电常数之间的相关系数分别为0.43、0.54和0.44,为中等程度相关.研究证明本文提出的方法,可用...     

Rayleigh波的频散方程高频近似分解和多模式激发数目

对于在Rayleigh波勘探中经常提取到的多模式频散曲线,如何在理论上对其特征进行描述是一个很有意义的问题. 本文根据Rayeigh波频散方程中传递矩阵具有的高频近似特征,提出了传递矩阵的高频近似分解公式,据此导出了频散方程的高频近似分解公式,并在此基础上,定义了Rayleigh波的4种基本模式(R模、S模、R型周期模和S型周期模). 根据频散方程具有的周期性特征,给出了周期模频散曲线之间的平均间隔近似公式,以及在任意频率和相速度段内频散方程根的数目（即多模式的激发数目）的预测公式. 在这些结果的基础上,本文最后提出了频散方程数值搜根的一种新方法.     

VTI介质qP波方程高精度有限差分算子

波动方程有限差分法是一种使用广泛的地震波数值模拟方法.但是有限差分法本身固有存在着数值频散问题,会降低地震波场模拟的精度与分辨率.为了克服常规有限差分算子的数值频散,本文针对VTI介质地震波数值模拟问题,构造了频率-空间域qP波波动方程高精度有限差分优化算子,根据最优化理论中高斯-牛顿法确定了高精度有限差分算子的优化系数.利用常规差分算子和高精度优化差分算子对归一化相速度的频散关系精度进行了对比分析,并对均匀各向同性介质和均匀VTI介质中的qP波地震波场进行了有限差分数值模拟,通过频散关系精度分析和波场数值模拟结果表明：有限差分优化算子具有较高的波场数值模拟精度,有效压制了传统有限差分算子数值模拟中的数值频散现象,提高了有限差分算子精度,为VTI介质频率-空间域qP波正演模拟奠定了基础.