利用风云3D微波成像仪数据估算北极海冰密集度的精度评价

卷积神经网络（convolutional neural network, CNN）已用于星载全球导航卫星系统反射测量（global navigation satellite system-reflectometry,GNSS-R）海冰检测,其具有数据预处理简单、最大限度保留反射面信息等优势,但已有GNSS-R CNN海冰检测方法研究的数据集时间跨度较小,代表性有限,且未考虑训练集内海水、海冰时延多普勒图（delay-Doppler map, DDM）的比例对方法泛化能力的影响。针对该问题,首先提出一种筛除畸形DDM方法,有效筛除错误数据;然后,设计合适的CNN结构及参数,通过小样本对比实验发现CNN模型在训练集内海水、海冰DDM的比例为1∶1时具有高准确率和最佳泛化能力,并优化数据集选取策略;最后使用2018年全年大样本数据集评估改进的方法在大数据量和大时间跨度时的有效性和可靠性。研究表明,改进的方法通过加强数据质量控制、优化数据集选取策略,提升了CNN海冰检测方法的泛化能力及可靠性,使其更适用于实际应用场景,为海冰消融等研究提供参考。

     

瑞利波技术超前探测掘进工作面构造异常

掘进工作面前方存在断层、溶洞、陷落柱、含水层等地质构造,常常导致透水、冒顶等灾害性事故。采用YTR (D)瑞利波探测仪对山西潞安集团五阳煤矿7603掘进工作面进行超前探测,并对现场采集的数据进行处理和分析。结果显示,2个测点共发现9处异常区,通过后期工程验证,有7处探测异常区与实际揭露的结果基本一致,探测与实际揭露异常区域位置误差均在4 m以内。     

甘南高原\

为准确应用旁瓣回波作强冰雹预警,对湘西北地区5次强冰雹过程中9个风暴单体被观测到的159次旁瓣回波样本进行统计分析,并系统总结旁瓣回波的雷达产品图像特征和探讨影响旁瓣回波观测的主要原因,深入研究旁瓣回波随强度与空间的分布特征。结果表明：⑴产生旁瓣回波的风暴核最小反射率因子强度为60 dBz,其强度是能否产生旁瓣回波的决定因素,强度越强,越易产生旁瓣回波且特征越明显,旁瓣回波的面积与60 dBz以上的风暴核面积和强度成正比,旁瓣回波中心强度、最大值强度与相应的风暴核最大值强度相关性分别可达0.86和0.92。（2）旁瓣回波在高度4 km左右、仰角3.4°、距离75 km左右出现频次达到峰值,风暴核回波强度的垂直分布特点是造成这种分布特征的主要影响因素。（3）旁瓣回波在270 °-360°方位区间出现频次最多,具有明显的方位分布特点,强风暴单体的生成源地及其路径决定旁瓣回波的方位分布。（4）旁瓣回波分布在风暴核切向方向梯度大值区一侧,另一侧由于存在真实回波,导致旁瓣回波特征被真实回波覆盖而不易被观测到。（5）旁瓣回波特征可以作为S波段天气雷达强冰雹预报预警的充分条件。

     

磁异常探测中磁场矢量导数快速计算方法

目的 针对计算磁位高阶导数常用的频率域快速傅立叶变换方法在实际应用中存在边界效应的问题,提出了分别在x和y方向上移相π/2二维余弦变换定义及其时域微分定理,推导出了磁场矢量分量的导数计算公式,并将其应用于方向解析信号的磁异常边界识别方法。通过棱柱体源磁场理论数据对比分析,验证了基于余弦变换计算磁位高阶导数的方法在不需要扩边或滤波处理、未增加额外处理数据和算法复杂度的前提下,可避免或减小边界效应,算法稳定性更好,计算结果精度更高。     

基于傅里叶变换的频谱分析法在X射线轮胎检测中的应用

子午线轮胎的缺陷检测方法比较多,频谱分析法是基于频域的图像分析方法,其主要功能是获取图像在频域中的纹理特征。傅里叶变换能够将时域的信号分解为频域各频率分量下之和,即分解为各个频率下的谱。然后通过对得到的频谱进行图像处理,判断轮胎有无缺陷。实验证明使用基于傅里叶变换的频谱分析法进行子午线轮胎缺陷检测可以大幅降低工作量,提高轮胎检测效率。     

千佛山断裂综合地球物理探测与地震活动性分析

千佛山断裂是济南市的一条重要隐伏断裂,研究该断裂的具体位置,断裂展布以及断裂的活动性具有重要意义。本文利用遥感技术、地球物理勘探(CT)、地质勘察等综合地质与地球物理探测手段,对该断裂地形地貌特征、地质构造特点、地层年代进行研究,分析其地震活动性。结果表明该断层中更新世早中期以来没有明显的活动证据,该断层的活动年代为早更新世-中更新世早期。千佛山断裂的运动性质以张性正断层为主,兼有左旋走滑运动的特点。从断层的几何结构分析,中更新世早中期以前断层经历了多期活动。     

ZDY3500T型煤矿用中深孔探放水钻机的研制

为了有效预防煤矿水害,针对煤矿探放水钻孔施工的需求,研制了一种高转速、长行程、适用于300 m孔深的ZDY3500T型探放水专用钻机。介绍了钻机的防水设计、给进装置、大角度变幅装置、卡瓦组件、大开口夹持器、动力泵组以及孔口安全装置。试验表明,该钻机技术方案先进,能满足多数煤矿对探放水钻孔施工的需求,为降低煤矿水害提供了一种可靠的设备支持。     

湖南保靖X区页岩气储层“甜点”区地震资料非线性反演预测方法

针对湖南保靖地区地表覆盖层复杂、地下高陡构造多变、地震勘探资料信噪比低,以及页岩气储层与周围泥岩层波阻抗对比度小等特点,研究敏感测井曲线重构与优化处理、地震资料相控非线性反演和叠后地震属性流体检测的综合储层评价方法。通过对多条测线的地震资料反演和流体检测并与实钻井结果对比,获得了良好的地质效果,初步验证了所研究方法的有效性和实用性。     

一次副热带高压控制龙卷雷达回波特征分析

利用江西WebGIS雷达拼图、单部雷达产品、常规天气、自动站和探空等资料,采用雷达气象学、天气学和中尺度分析等方法,对2020年8月21日江西省九江市都昌县出现的一次龙卷过程进行分析,结果表明：(1)龙卷发生在江西副热带高压(简称“副高”)控制下,地面温度锋区和湿度锋区为对流发生提供动力、热力和湿度梯度条件。(1)龙卷发生前,回波合并排列成短带;龙卷发生时,短带回波南端转为向南延伸发展,强回波边缘陡直,呈狭窄短带形态;60 dBZ强回波中心位于狭窄短带回波后部,都昌县龙卷产生在强回波之中。(3)龙卷回波速度场正负速度对明显,辐合较强,正负速度差值可达20 m·s^-1;低仰角正速度区面积较大,高仰角正速度面积减小。(4)反射率因子垂直剖面RCS(Reflectivity Cross Section)图上,强回波顶高在7 km以下;径向速度垂直剖面VCS(Velocity Cross Section)图上,具有速度辐合结构,达到弱切变标准。     

山西雷暴大风雷达产品统计学特征及预警提前量研究

为认识统计山西雷暴大风的雷达产品特征,做好其预报预警,利用2013—2017年4—9月高空探测资料和地面观测资料以及多普勒雷达资料对山西39次雷暴大风过程进行研究。根据500 h Pa环流形势将其分为四大类型：西北气流型、冷涡型、西风槽前型、副热带高压（简称“副高”）切变型。统计分析了不同环流背景下雷暴大风的雷达产品特征及其预警提前量。结果表明：（1）块状孤立对流单体是任一环流背景下山西雷暴大风的主要雷达回波形态。（2）副高切变型雷暴大风的最大回波强度、回波顶高、最大垂直积分液态水含量值最高,冷涡型最低。（3）低层径向速度大值区对雷暴大风的指示意义最明显,预警提前量最多,可提前30 min以上。（4）雷暴大风发生时,有阵风锋和逆风区出现,但出现次数极少。研究结果对利用雷达产品预警山西雷暴大风提供参考依据。