多分量重力梯度数据联合欧拉反褶积与软件系统设计

和传统欧拉反褶积相比,重力梯度数据联合欧拉反褶积具有更高的计算精度和反演分辨率。为了消除计算产生的发散解,在应用中须使用不同的筛选方法,使得计算流程变得相对繁琐。可见提供有效的筛选方法与开发一个易用的可视化软件有利于提高该方法的准确性、便捷性和使用效果。因此,本文提出基于相关系数边界识别约束的重力梯度数据联合欧拉反褶积,并依据界面直观、功能实用、代码简洁的设计原则,针对算法流程与功能需求,利用Python语言及其函数库设计了一种支持数据/文件管理、二/三维可视化、边界识别、重力梯度数据联合欧拉反褶积等功能的软件系统。通过理论模型与实测数据试验,验证了计算的准确性和软件的实用性,设计的软件系统能够提高应用效果。     

几种降水pH值预报方法效果对比分析

将4种预报pH值的模式(欧拉酸沉降数值预报模式、神经网络预报模式、动态统计预报模式和集成预报模式),对2005年汛期(5～9月)的预报资料进行了对比,分析了这几种模式预报效果.结果显示:欧拉数值模式有较严重的计算数据溢出;4种预报模式均存在本地化不足问题,预报准确率受城市降水本身的pH值高低影响;内陆城市与沿海城市酸雨可能有不同的发生机制,并对各模式的预报效果产生影响;部分没有阴阳离子的模式在一些城市的预报效果可以接近有阴阳离子的模式.     

对偶四元数GPS辅助光束法区域网平差

针对GPS辅助光束法区域网平差中线元素和角元素分而治之引起转动和平移的耦合误差问题,该文提出了一种基于对偶四元数的GPS辅助光束法区域网平差方法。利用对偶四元数统一描述像空间坐标系与WGS84坐标系之间的旋转和平移关系,建立对偶四元数GPS辅助光束法区域网平差模型,实现了区域网影像外方位元素以及待定点WGS84坐标的平差解算。实验结果表明,本算法具有对迭代初值无依赖性、迭代次数少和精度高的优点,为姿态稳定较差的轻小无人机影像的GPS辅助光束法区域网平差提供了一种新的思路。     

多应变参数维度的川滇应变率场构造及分析

针对当前主流单维度地应变分析方法难以全面反演地壳动态迁移及其趋势,无法精确反映应变与地震相关性的问题,该文提出利用多维参量解析法进行全方位地壳应变分析。利用2011—2014年GAMIT解算得到的高精度GNSS坐标时间序列经过模型化拟合得到的ITRF08框架下的川滇地区速度场,并去除欧亚板块欧拉矢量速度场进行Delaunay三角形构网,解算得到了川滇地区的主应变率场、最大剪切应变率场、面膨胀率场。研究结果表明,最大剪切应变率高值区域及面膨胀率梯度较大区域与地震的发生存在较强的相关性,地壳动态迁移趋势性体现比以往常规研究显著占优;多维参量解析法从更丰富的数据维度反演了川滇区域地壳活动状态。     

智利三联点相关的板块相对运动及其地球动力学意义

智利三联点作为典型的RTT型三联点,伴随智利洋脊俯冲到南美大陆板块下方,通过建立纳兹卡—南极—南美—太平洋四板块系统,并基于GPS、地震滑移矢量、洋中脊扩展速率及转换断层方位角等观测资料,给出了前三个板块相对于太平洋板块的欧拉矢量,据此进一步得到了各板块两两之间的相对欧拉运动矢量.结果显示,整个智利海沟处,三联点以北表现为纳兹卡板块相对南美板块的约83.0 mm·a^-1的近东向俯冲,快速下降到三联点以南的南极板块相对南美板块的约22.0 mm·a^-1的东偏南俯冲,由于洋脊俯冲效应,智利三联点自5.3Ma以来,整体由南向北作迁移运动,同时因为智利洋脊被转换断层切割成多个小段,导致智利三联点的性质在RTT型与FTT型间不断转变,当智利三联点为FTT型时,其运动方向改变为反向自北向南迁移,使得部分地区会经历多段洋脊的重复俯冲,从而导致洋壳玄武岩多次经历800~900℃的温度条件和低压（10~20 km深度）下的部分熔融,使熔体与残留物从第一次相平衡后形成的中性岩石,在经历又一次的部分熔融后形成酸性岩,这也是我们在三联点交替向北向南迁移的位置,多处发现弧前酸性岩存在的重要原因.

     

古地理和古地形三维再造的发展趋势

“模拟技术”是当今科学研究的主要手段之一,把它应用于地质学的某些方面,能取得很好的效果,如盆地模拟已经发展到了比较成熟的阶段。但在古地理和古地形再造方面,国内外在这方面的研究甚少,尤其是在三维模拟方面。根据Hay等(1989)提出的物质平衡理论,在给定时间间隔内,作用在研究区表面的构造、侵蚀和沉积过程所造成的沉积物的侵蚀总量与沉积总量之间物质守恒,与古地形再造和古地理重建相结合,用三维数值模型来模拟研究区域的变化过程,用GIS技术把这个变化过程的动态显示出来,是一项具有理论意义和实践意义的工作。     

基于单位四元数的小像幅面阵CCD相机检校

介绍了面阵CCD相机的径向畸变、偏心畸变模型,建立了用于非量测相机标定的扩展共线条件方程.引入了四元数姿态描述方法,利用单位四元数替代外方位角元素(ω,ψ,к)构建旋转矩阵,建立了基于单位四元数的相机标定数学模型.采用室内三维控制场对小像幅面阵CCD相机进行了标定实验,取得了优于0.2个像素的定位精度.     

区域地壳水平运动模型的Euler-GABP神经网络构建

针对传统的欧拉(Euler)矢量法在具有复杂构造运动的区域地区内构建GPS速度场模型精度低的问题,该文提出了欧拉矢量法结合遗传算法(GA)和BP神经网络方法来构建区域GPS速度场。以云南区域1999—2015年间的GPS速度场为实验数据,分别使用欧拉矢量法、遗传神经网络(GABP)、欧拉矢量结合神经网络(Euler-BP)和欧拉矢量的遗传神经网络(Euler-GABP)法构建区域速度场模型。实验结果表明,相比其他3种方法,该文提出的Euler-GABP方法在构建区域GPS速度场模型是可行和有效的且精度高。     

欧拉反演方法分析及实用技术改进

欧拉反演是重磁资料反演解释的重要方法.在深入研究的基础上,针对欧拉反演存在的问题提出了具体的技术措施:水平梯度滤波准则、距离约束评价准则、聚集度约束评价准则等方法,从而使三维欧拉反演的适用能力得到很大加强,使欧拉反演方法技术进入实用化阶段.     

Cascade插值方法在GRAPES模式中的应用

基于半拉格朗日 (semi-Lagrangian) 方案的数值天气预报模式, 求解半拉格朗日轨迹上游点变量, 通常采用传统直线逐点拉格朗日多项式插值, 由已知模式格点 (欧拉网格点) 的数值插值获得。对于三维空间上游点的插值, N阶精度需要O(N3) 运算量。N增大, 运算量将大幅增加, 特别耗费计算机机时, 而采用Cascade插值法 (降阶插值法) 则只需要O(N) 运算量。它的显著特点是:用曲线代替直线, 通过一系列中间过渡网格点, 在曲线上用一维拉格朗日插值, 使得相邻拉格朗日格点或中间过渡点的插值不再是孤立的, 而且可以重复使用某些中间结果, 达到减少运算量的目的。将这种方法合理应用于GRAPES模式, 并根据模式的特点, 对Cascade插值过程中独立变量的距离分段计算, 从而有利于实现并行计算。计算结果表明Cascade插值法与传统直线逐点插值法相比, 计算效率平均提高约30%, 同时不降低精度。