关于地球化学数据处理方法的讨论-以大兴安岭喜桂图地区1/20万区域地球化学数据为例

针对地球化学数据中存在的离群数据点在地球化学图面上出现的等量线畸变或“牛眼点”现象,本文使用多种数据网格化插值方法和参数对比以消除“公牛眼”现象,结果表明,克里格、径向基本函数、改进的谢别德、最小曲率、移动平均等方法均不能较好地消除该现象。各种网格化算法编制的地球化学等量线图和交叉验证结果证明,以改进的指数距离幂倒数加权网格化方法效果最好,并且网格参数选择中以取样间距为网格间距,以2.5倍网格间距为搜索半径和幂指数因子的网格化参数既能消除等量线畸变现象,又能对原始数据进行较接近的表达。上述各种地球化学数据网格化插值方法的对比及结果可为地球化学数据处理中遇到同类问题提供信息。     

中国大陆深探测的大地电磁测深研究

通过对地震波速度、密度、磁性、导电性等物理场进行观测,研究地壳与上地幔的物性与结构特征,将为研究地球内部物质状态、地壳运动过程及其动力学机制等科学命题提供科学依据,同时也将为寻找深部大型矿床提供信息。大地电磁深探测方法作为研究地球壳幔电性结构的主要地球物理方法,在国内外完成了大量探测工作,取得了许多重要的研究成果。在研究壳幔构造方面,大地电磁法和地震方法一起被视为两大支柱方法,在世界范围内解决大陆动力学问题方面已有许多成功的应用范例。但由于大地电磁探测以天然电磁场作为场源,在矿集区等强干扰地区往往很难采集到高信噪比的数据,抗干扰能力较弱。同时,大地电磁与地震数据的约束反演以及联合解释目前尚没有达到实用化,这些都限制了大地电磁数据的处理及解释精度。深部探测技术与实验研究(SinoProbe)专项下属的深部探测技术实验与集成项目将选择青藏高原、西部造山带与华南山区结晶岩等复杂地质条件和不同人文干扰水平地区,以大地电磁探测与地震探测作为主要手段,研究深部精细地球物理探测技术的集成,并且通过实验剖面研究这些实验区的壳幔结构特征。其中的大地电磁测深大剖面观测实验与壳/幔三维电性研究课题,将通过在实验区的大地电磁观测实验,研究适用于不同地质条件及干扰水平地区的大地电磁数据采集方法技术以及精细处理与反演方法,同时探讨大地电磁数据与地震数据的约束反演以及联合解释。该研究将提高深部地球物理探测精度,为深部精细地球物理探测方法技术集成以及区域地球物理精细探测提供范例。已经完成的青藏高原东北缘西秦岭造山带和福建结晶岩地区的大地电磁观测试验表明,在这些典型地质构造区域,虽然存在施工困难,干扰水平大等各种不利因素,但只要采取合适的野外观测技术,并通过数据精细处理与反演计算,是能够获得高质量的大地电磁数据以及可靠的电阻率分布模型。试验所取得的成果,将为实现深部探测技术实验与集成项目科学目标和研究任务提供重要的技术支撑与保障。     

基于SOA的遥感影像共享架构研究

针对遥感影像数据共享中存在的“信息孤岛”问题,提出了面向服务的共享架构;基于OGC规范扩展定义了可支持计算机搜索、评价并集成数据服务的元信息模型;基于Web Services技术设计和实现了元数据服务和数据服务。实验结果表明,面向服务的共享架构能够集成地理上分布的异构影像数据资源。     

一种用于篡改定位及近似恢复的水印算法

针对遥感影像易被非法篡改的问题,提出了一种用于篡改定位及近似恢复的遥感影像半脆弱水印方案。首先将二值伪随机矩阵作为认证水印,通过量化Contourlet变换各方向子带中绝对值最大的系数将其嵌入,然后采用影像4×4分块后的灰度平均值作为恢复水印,将其嵌入到最低有效位。水印检测不需要原始遥感影像参与,实现了盲提取。实验结果表明,算法对于噪声、JPEG压缩等合理性失真具有一定的鲁棒性,而对于恶意篡改等攻击具有脆弱性,能够实现篡改区域的精确定位和近似恢复,使恢复后的遥感影像满足基本的视觉要求,可有效保护遥感影像的安全。     

IMPACT OF DIABATIC PROCESSES IN AGCM ON 4-DIMENSIONAL VARIATIONAL DATA ASSIMILATION*

The impact of diabatic processes on 4-dimensional variational data assimilation (4D-Var) was studied using the 1995 version of NCEP's global spectral model with and without full physics.The adjoint was coded manually.A cost function measuring spectral errors of 6-hour forecasts to "observation" (the NCEP reanalysis data) was minimized using the L-BFGS (the limited memory quasi-Newton algorithm developed by Broyden,Fletcher,Goldfard and Shanno) for optimizing parameters and initial conditions.Minimization of the cost function constrained by an adiabatic version of the NCEP global model converged to a minimum with a significant amount of decrease in the value of the cost function.Minimization of the cost function using the diabatic model, however,failed after a few iterations due to discontinuities introduced by physical parameterizations.Examination of the convergence of the cost function in different spectral domains reveals that the large-scale flow is adjusted during the first 10 iterations,in which discontinuous diabatic parameterizations play very little role.The adjustment produced by the minimization gradually moves to relatively smaller scales between 10-20th iterations.During this transition period,discontinuities in the cost function produced by "on-off" switches in the physical parameterizations caused the cost function to stay in a shallow local minimum instead of continuously decreasing toward a deeper minimum. Next,a mixed 4D-Var scheme is tested in which large-scale flows are first adiabatically adjusted to a sufficient level,followed by a diabatic adjustment introduced after 10 to 20 iterations. The mixed 4D-Var produced a closer fit of analysis to observations,with 38% and 41% more decrease in the values of the cost function and the norm of gradient,respectively,than the standard diabatic 4D-Var,while the CPU time is reduced by 21%.The resulting optimal initial conditions improve the short-range forecast skills of 48-hour statistics.The detrimental effect of parameterization discontinuities on minimization was also reduced.     

3维地理信息系统技术综述

文中对3维地理信息系统技术进行综述性介绍,扼要地讨论了国内外有关3维地球空间信息的获取、管理、分析与可视化等技术的进展与动态,并分别探讨了它们的优势和局限。     

DMSP-OLS与NPP-VIIRS夜间灯光遥感影像数据整合

DMSP-OLS夜间灯光遥感数据截至2013年,现已被NPP-VIIRS夜间灯光数据取代。因此,要获得长时间序列且稳定的夜间灯光数据集,需要整合两类夜间灯光数据。基于此,本文提出了基于重采样的两类数据整合方法,对2013—2020年NPP-VIIRS数据进行模拟,最终建立了1992—2020年长时间序列校正—模拟DMSP-OLS夜光遥感数据集。结果表明,基于重采样的整合方法效果良好(城市区域Pearson相关系数ρ=0.9852,RMSE=3.4607),整合数据集与相关社会经济参考量高度契合(影像DN值总和与GDP的相关系数ρ=0.946,与人口的相关系数ρ=0.971,二次多项式模型拟合R²≈0.98,RMSE<5.55),优于已有研究。因此,利用该方法整合后的数据集能更好地支撑基于夜间灯光影像的长时间序列研究。     

东海陆架盆地南部区域地震速度分析

在利用速度谱资料进行速度研究的可行性基础上,使用多种方法对速度谱资料进行甄别、筛选,对有效的速度谱资料进行统计、分析,计算出瓯江、闽江、基隆、晋江4个区域及全区的平均速度趋势,阐明了制作各反射层位平均速度分布图的方法,为本区时深转换提供基础资料。同时,分析了地震地质构造与速度趋势的相关性和一致性,对盆地内构造活动不强的区域等速度线与地层分布趋势及密度的关系进行了探讨,指出其对研究重力资料有一定的指导作用。     

Generalized ‘dependencies’ and parameter variance

The autodependence, (a special case of the — now quite obsolete — dependences, which had been introduced for very specialized astrometric purposes) is proportional to the parameter variance which is the expectation of the variance of the systematic error of a function evaluated with estimated parameters.     

面向大数据时代的数据融合系统之空间数据挖掘、分析和改进

多重空间数据因其可用性及几何和主题方面的质量差异,催生了针对数据挖掘方法研究的新系统开发,其中包括了异构空间数据结构分析与改进的处理进程。本文介绍了空间数据融合系统（ DAFU）的概念、架构与功能性方面的内容,DAFU能够有效使用异构空间数据信息并可进行地理数据的个体使用。