基于平滑伪魏格纳-维勒分布的时频分析方法的震例回溯性研究

以四川及其邻区现有地磁台站数据为研究对象,基于平滑伪魏格纳-维勒分布的时频分析方法(SPWVD),对其进行时频计算,并对康定地震、九寨沟地震附近地磁台站及中强震活跃时段与平静时段的川滇地区部分地磁台站Z分量滤波后周期为4. 4h的振幅变化特征进行回溯性震例分析。研究发现:2014年康定地震之前,震中附近7个地磁台站4. 4h振幅存在同步高值异常现象,其中5个台的幅值为震前所研究时段的最高值;九寨沟地震前,震中附近6个台站存在同步相对高值的异常现象,其中3个台的幅值为震前所研究时段的最高值; 2014年川滇地震活跃时期,该区域地磁台站普遍存在4. 4h振幅同步异常,台站数量多、振幅大,与此时间段内中强地震发生强度呈正相关,在时间上呈现短临特征; 2018年川滇地区中强地震活动平静时期,4. 4h振幅变化较平稳,异常振幅相对较小,而后活跃期间同步异常的最大振幅增大且异常台站数量增加。综上所述,通过SPWVD时频方法对地磁数据进行处理和分析,以此得到的规律和认识,对未来川滇地区中强地震预测和研判区域地震活动性的强弱有积极意义。     

结合主成分分析法(PCA)和正定矩阵因子分解法(PMF)的鄱阳湖丰水期表层沉积物重金属源解析

为识别表层沉积物重金属的来源以及量化源贡献,选取鄱阳湖丰水期表层沉积物为研究对象,测定14种重金属(V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Mo、Cd、Sb、W、Pb、Hg和As)的含量,分析其污染及空间分布特征,并利用主成分分析法(PCA)和正定矩阵因子分解法(PMF)对沉积物重金属进行源解析.结果表明:除V和Cr外,Cd、Mo、Hg、Cu、Pb、Zn、W、Sr、As、Ni、Co和Sb的平均含量分别为江西省土壤背景值的5.7、2.2、1.9、1.8、1.5、1.5、1.4、1.3、1.3、1.2、1.0和1.0倍; Cd、Hg、Cu、Mo、Pb、Sr和Zn超出江西省土壤背景值的比例相对较高,分别为100%、100%、100%、100%、97%、97%和93%,所有沉积物样品中Cd含量超过农用地土壤污染风险筛选值的比例为51%; V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Mo、Sb、W、Pb、Hg和As含量呈未污染至弱污染水平,而Cd含量属于中等污染水平,接近于重污染水平.总体而言,Cd的污染相对较严重.重金属的分布具有显著的区域特征,其中Cr、Cu、Zn、Sr、Pb、Hg和As的空间分布十分相似,表现为在赣江、抚河、信江和饶河入湖口附近区域含量较高,而Co、Ni、Mo和Sb明显在湖区南部、东北部和修水入湖附近这3个区域聚集,Cd和W的空间变异性相对较大,V的含量分布相对较均匀.PCA和PMF解析结果都表明鄱阳湖丰水期表层沉积物重金属受4种来源的共同影响,其中,矿业和工业活动的影响最大,相对贡献率为38%,其次是尾矿和废渣,相对贡献率为28%,再是农业活动,相对贡献率为19%,最后是自然来源的相对贡献率为14%.     

基于航磁垂向分量的深度识别技术研究与应用

本文提出了一种基于航磁垂向分量数据提取磁性场源体深度的方法.从垂直磁化条件下球体模型垂向分量的正演理论出发,给出了利用垂向分量极大值获取异常体埋深的关系式,并在此基础上推导了约束条件下垂向分量深度识别关系式.该关系式简化了场源深度识别的复杂度,充分利用先验信息且无需进行复杂反演运算,能够较为精确地计算异常体的埋深,为磁性场源体深度的提取提供了一种新的解决方案.理论模型试验证明,利用本文提出的深度识别方法进行深度估算的相对误差绝对值均小于1%,相较于常规的垂向分量极大值方法具有更高的估算精度.将该方法应用于中国北部某地区实测航磁垂向分量数据,获取的深度结果与钻孔资料相一致,深度相对误差绝对值小于10%,验证了本文方法对于实际资料的有效性.     

云南GNSS时间序列共模分量提取分析

针对共模分量的精确获取问题,以2011—2018年云南31个GNSS连续站垂向时间序列为基础,选用区域叠加法和主成分分析法,提取得到共模分量的主要成分,对比分析了这两种方法的效果。结果表明:(1)由于云南垂向非线性运动空间一致性较好(测站间相关系数平均值为0.88),两种方法得到的共模分量较为一致;(2)两种方法提取得到的共模分量与全球水文负荷和大气负荷模型给出的位移时间序列接近(相关系数均为0.9),说明共模分量的主要成分为地表负荷变化引发的地壳垂向非构造运动;(3)共模分量不能用周期模型完全表示,还包含了年际间的运动差异等信息;(4)两种方法的空间滤波效果非常接近(WRMS减速比平均值都为0.70),测站的空间滤波效果与测站间相关系数呈显著的正相关。由于区域叠加法对测站数据完整率要求相对较低,因此建议当测站较少或者数据缺失较多时,采用区域叠加法;在测站较多且数据完整率较高时,建议采用主成分分析法。     

基于PCA的地震官方微博影响力评价研究

随着政务微博用户规模及影响力的不断提升,微博作为地震部门传播平台,在地震信息传播方面发挥着巨大的作用。本文在充分考虑地震部门行业特点的基础上,对30个地震官方微博数据进行收集,利用主成分分析法(PCA)归纳出3种地震微博的主要影响指标,即服务力主成分、交互力主成分和创作力主成分,并由此构建出地震官方微博影响力评估指标体系,在此基础上计算得出各地震官方微博的主成分指标得分和影响力综合得分,最后根据得分情况对地震官方微博影响力提出了具可行性的提升策略。     

地电阻率观测各类干扰源的分析与研究

地电阻率观测是我国地震前兆监测的重要手段之一,目前已积累了大量的观测资料和强震震例。但随着农村经济的发展和城市现代化轨道交通设施的建设,使得部分地电台站观测环境发生较大变化,导致地电阻率前兆观测资料受到较强的干扰。本文通过对国内现有地电阻率观测资料的分析、干扰源的调研,研究了各类干扰产生的原因及识别方法。并根据已有的研究成果,对地电阻率观测抑制干扰的技术和方法及数据使用与处理提出了相应的建议。     

Peak displacement demand of small to moderate magnitude earthquakes in stable continental regions

A theoretical fault‐slip model has been developed for predicting the notional peak displacement demand (PDD) of earthquakes based on a limiting natural period of 5 s, for application in stable continental regions (SCRs). The developed theoretical expression is simple and robust. Importantly, it envelops predictions arising from a number of existing empirical and seismological (stochastic) models included in the comparison. The notional PDD prediction has been made initially for hard rock crustal conditions and at a reference source–site distance of 30 km. Factors have accordingly been introduced to correct for different distances and geological conditions in completing the PDD prediction model. Assuming displacement‐controlled behaviour, the predicted notional PDD may be compared with the displacement capacity of a structure, or component, for purposes of seismic stability assessment. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

地磁低点位移频谱特征及机理探讨

以河北省昌黎地震台为例,使用该台地磁Z分量的分钟值数据,分别对比了正常时段、磁暴发生时段、 低点位移时段的主要频率谱值变化特征. 通过多频点功率谱对数拟合,发现在数据长度相等的情况下,相对于正常时段而言磁暴时段各频率的能量明显增强,特别是高频端尤其明显; 而当大范围低点位移发生时,高频端的能量基本与正常时段持平,但4个小时以上的周期功率谱大部分要低于正常段. 通过对多日低点位移时段的FFT累加与正常时段对比后发现,低点位移发生时,8.5小时和13.7小时周期的频谱值增加. 通过与DE-METER卫星观测的电子密度数据空间图象进行对比,发现地磁低点位移的发生与空间Ne的增加有很好的对应性. 最后对这些变化特征及低点位移可能产生的机制进行了探讨.      

强噪声环境条件下的浅层地震勘探方法研究

常规方法产生的地震记录难以在提高记录频率成分的同时提高记录的信噪比.而用Mini-Sosie方法产生的地震记录具有较宽的频率范围;同时,由于激发过程为一持续过程,可通过长时间持续激发产生的记录进行相关叠加后得到较强的信号,在持续激发的过程中,由于随机噪声在随地震波传播的过程相互干涉,可在很大程度上压制随机噪声,从而使得地震记录具有较高的信噪比,这可在一定程度上解决常规地震勘探中提高记录主频而降低记录信-噪比之间的矛盾.     

Estimating anisotropic aquifer parameters by artificial neural networks

In recent years, many approaches have been developed using the artificial neural networks (ANN) model incorporated with the Theis analytical solution to estimate the effective hydrological parameters for homogeneous and isotropic porous media, such as the Lin and Chen approach (ANN approach) and the principal component analysis (PCA)‐ANN approach. The above methods assume a full superimposition of the type curve and the observed drawdown and try to use the first time‐drawdown data as a match point to make a fine approximation of the effective parameters. However, using first time‐drawdown data or early time‐drawdown data does not always allow for an accurate estimation of the hydrological parameters, especially for heterogeneous and anisotropic aquifers. Therefore, this article corrects the concept of the superimposed plot by modifying the ANN approach and the PCA‐ANN approach, as well as incorporating the Papadopoulos analytical solution, to estimate the transmissivities and storage coefficient for anisotropic, homogeneous aquifers. The ANN model is trained with 4000 training sets of the well function, and tested with 1000 sets and 300 sets of synthetic time‐drawdown generated from the homogeneous and heterogeneous parameters, respectively. In situ observation data from the time‐drawdown at station Shi‐Chou on the Choushui River alluvial fan, Taiwan, is further adopted to test the applicability and reliability of the proposed methods, as well as provide a basis for comparison with the Straight‐line method and the Type‐curve method. Results suggest that both of the modified methods perform better than the original ones, and using late time‐drawdown to optimize the effective parameters is shown to be better than using early time‐drawdown. Additionally, results indicate that the modified ANN approach is better than the modified PCA‐ANN approach in terms of precision, while the efficiency of the modified PCA‐ANN approach is approximately three times better than that of the modified ANN approach. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.