基于Landsat-8影像的陵水—三亚湾水深与海表温度的相关性研究

遥感技术能够快速、大面积获取数据,为水深反演和海表温度反演提供新的方法。为探究陵水—三亚湾地区水深与海表温度的相关性,笔者根据水深实测点数量较少且水深较浅的问题提出水深实测点外推实验并进行了精度验证。依据外推点与实测点进行了统计相关模型、BP神经网络模型与支持向量回归这3种方法的水深反演实验,通过辐射传输方程法进行海表温度反演并建立研究点,提取BP模型反演水深值与海表温度值进行相关性分析与关系模型的构建。结果表明：BP神经网络模型进行水深反演精度最高,水深值与海表温度相关性较高,关系模型的精度达到0.928。     

水平层状介质中基于DTA的三维电磁波逆散射快速模拟算法

为提高水平层状介质中三维电磁波散射和逆散射数值模拟的效率,在对角张量近似(DTA)的基础上根据不同回代方式得到了求解积分方程的DTA1和DTA2两种近似. 这两种近似可以作为计算积分方程稳定型双共轭梯度快速Fourier变换(BCGS-FFT)算法的初始猜测值和预条件因子,从而形成效率更高的混合DTA-BCGS算法. 散射实例说明了DTA2的高精度和混合DTA-BCGS算法尤其是混合DTA2-BCGS算法的高效率. 由于DTA2近似程度更高,将DTA2与变型Born迭代反演方法(DBIM)相结合形成了一种对三维异常体进行重构的快速电磁波逆散射技术. 文中的逆散射实例说明所开发的逆散射技术对重构水平层状介质中的任意三维异常体是非常有效的.     

CUBE算法及其在多波束数据处理中的应用

阐述了一种基于表面生成的多波束数据处理方法——CUBE(Combined Uncertainty and Bathymetry Estimator)算法,用该方法可以对观测区域网格节点"真实"水深及相关误差进行估计。与从测量水深中选择出"最佳"数据的手工交互方式的多波束数据编辑手段不同,CUBE算法具有很强的抗差性和较高的效率,适合于实时多波束数据处理。对南海某测区多波束数据处理结果表明,在没有人工干预的情况下,利用CUBE算法去噪生成的海底DTM图与手工编辑生成的相当吻合。CUBE算法和手工编辑方法综合对比得出,CUBE算法能够很好地保留水深地形细节,在计算效率、误差评估、实时处理等方面比手工编辑方法具有较大的优势。     

一种利用气象要素场时变信息确定其空间分布状态的方法及数值模拟研究

本文将藉观测资料所包含的时间演变信息来建立要素场空间结构的问题提成一个反问题，并利用共轭方程和最优控制技术把模式初值作为控制变量来求解这个反问题；希望对由于空间测站不足而得不到合理初始场的问题以及由于用共轭方程而引起大的计算量的问题获得解决的方法。文中利用了一个边界层动力模式及其共轭方程模式进行了数值试验，结果表明：在对计算做出简化处理及较合理的测站分布下，方法能够从大大少于模式自由度的观测资料中得出比较合理的要素场初值的空间结构。     

星载SAR水下地形和水深遥感的最佳雷达系统参数模拟

根据星载合成孔径雷达 (SAR)浅海水下地形和水深成像机理 ,建立了浅海水下地形和水深雷达后向散射截面仿真模型。该模型包括奈维 斯托克斯方程、谱作用量平衡方程和雷达后向散射模式。利用该模型仿真结果 ,探讨了不同波段 (P、L、C和X)、不同极化 (VV和HH)和不同入射角 (2 0°— 70°)的星载SAR测量浅海水下地形和水深的能力。研究结果表明 ,浅海水下地形和水深遥感的最佳波段为P波段 ,L波段次之 ,C波段比X波段要好一些。VV极化SAR的测量能力要强于HH极化。 2 0°— 40°是星载SAR测量浅海水下地形和水深的最佳入射角范围。     

一种时空域优化的高精度交错网格差分算子与正演模拟

如何有效压制数值频散是有限差分正演模拟研究中的关键问题之一.近年来,许多学者对二阶声波方程的差分算子开展了大量的优化工作,在压制频散方面取得不错的效果.一阶压强-速度方程广泛用于研究地震波在地下变密度模型中传播规律,目前针对一阶方程的优化工作大多只是在空间差分算子上展开.本文在前人研究的基础上,推导出一阶声波方程中压强场与偏振速度场之间的解析关系,据此在传统交错网格基础上给出一种高精度的显式时间递推格式,该递推格式将时间差分与空间差分算子结合在一起,并采用共轭梯度法得到精确时间递推匹配系数,实现时空差分算子的同时优化.在编程实现算法的基础上,通过频散分析与三个典型模型测试表明:本文方法能够较为有效地压制时间频散与空间频散,提高数值计算精度;同时对复杂模型也有很好适用性.     

穿越南沙礼乐滩的海底地震仪广角地震试验

本文对穿越礼乐滩东北部向西北方向延伸进入中央海盆长369 km的广角地震剖面OBS973-2进行了反演研究,以期了解南海南部陆缘的地壳结构,同时探讨南、北陆缘的共轭问题.结果表明OBS973-2剖面的速度模型中三个沉积层的速度分别为1.8～2.0 km/s、2.0～2.7 km/s和3.5～4.0 km/s;沿剖面沉积...     

西藏当惹雍错和扎日南木错现代湖泊基本特征

湖泊现代特征的调查和对比研究是湖泊学和古湖泊学研究工作的基础,青藏高原大部分湖泊目前仍缺少详细的基本特征考察资料.基于2009年9月实地考察,本文报道藏北高原腹地的两个内陆封闭大湖——扎日南木错和当惹雍错的水深分布和现代湖水基本特征.测深结果显示扎日南木错大部分湖区水下地形较为平坦,最大水深为71.55m;当惹雍错实测最大水深为214.48m,是青藏高原上已知最深的湖泊,也是我国已知的第二深水湖.湖水理化性质显示在垂直方向上两湖都呈现明显的分层结构,温跃层的温度梯度分别为1.1℃/m和0.57℃/m,当惹雍错底层水温最低仅为1.6℃;两湖表水层的电导率分别高达18500μS/cm和12900μS/cm;两湖表水层pH都超过10,而底层水的pH都降低到5左右,上下层湖水显示了不同的酸碱性质.湖水电导率和溶解氧在温跃层都具有同步跃变特征,反映了温度对湖水性质的影响.     

基于拟Hessian梯度预处理算子的勒夫波全波形反演研究

构建近地表横波速度模型是煤田多分量地震资料处理的重要环节。相较于面波多道分析法,全波形反演在构建近地表横波模型中具有更高的分辨率。然而,在基于梯度的全波形反演中,由于地震记录频带有限、波场的非均匀覆盖以及双重散射等原因导致梯度算子不随深度的增加而缩放,模型深部参数得不到明显更新。目标函数的Hessian算子包含曲率信息,可清晰预测梯度算子中的焦散现象及双重散射产生的伪影,因此,逆Hessian算子则可作为反卷积算子实现对梯度的预处理,加强对模型深部的照明能力。然而Hessian算子具有巨大维度,对其显式计算十分困难。基于此,借鉴逆散射理论的思想,给出勒夫波全波形反演目标函数的拟Hessian算子的表达式,并提出一种梯度预处理的全波形反演方法。将该方法分别应用于断层模型、凹陷模型以及起伏界面模型的重构试验,反演结果表明:与传统的共轭梯度全波形反演方法相比,基于拟Hessian算子的预处理共轭梯度方法可加快收敛速度,提升成像质量。      

阿尔金山各边界断裂的归属性

系统研究阿尔金山南缘断裂、西北缘断裂、北缘红柳沟-拉配泉断裂的构造属性, 对重新认识中国大陆西部构造格架具有非常重要的意义.在卫星遥感图像宏观解译和野外调查基础上, 充分参考了近年来的区域地质调查和前人研究成果, 分析了阿尔金山各边界断裂特征, 结果表明南缘断裂形成于元古宙, 早古生代中晚期是一条具有右行走滑性质的巨型陆内转换断层, 中新生代分段差异复活; 西北缘断裂系形成较晚, 中新生代以来发生强烈的左行走滑, 应属于亚洲共轭滑移系的组成部分; 红柳沟-拉配泉断裂属于塔里木地块中央构造带系统, 是一条蛇绿构造混杂带, 早古生代属于陆缘或陆间裂谷.它们三者分属于不同的断裂系统, 具有不同的形成演化史, 其活动形式和构造意义各有不同, 但又相互联系、相互制约.