基于曲波变换的航空电磁数据去噪方法研究

航空电磁法作为一种地形复杂地区资源探测的有效方法,近年来得到了广泛的应用.然而,由于系统所处的动态环境,噪声干扰严重.为了改善航空电磁数据质量,提高地下电性反演的准确性,需要研发相关去噪技术.传统航电去噪大多针对特定噪声或单一测线上的信号进行处理,难以兼顾相邻测线之间观测信号的相关性.本文采用曲波变换进行二维航空电磁数据去噪.由于曲波变换具有多尺度和多方向性特征,可以在对噪声精细分析的基础上进行有效去除,同时还保证了整个测区内信号的相关性.进而,我们提出Sigmoid阈值函数对传统阈值函数进行改进,以进一步改善去噪效果.为了验证曲波变换方法对航空电磁数据去噪的有效性,将曲波变换和传统去噪方法分别应用于理论模型和实测数据进行对比.试验证明本文曲波变换用于航空电磁数据去噪具有明显的优越性.

     

基于整数小波变换的多光谱图像无损压缩

多光谱图像一般都采用预测方法去除空间冗余和谱内冗余实现无损压缩。通过用提升方法构造整数小波变换, 将变换方法用于去除空间冗余；通过分类方法构造谱间预测器，用预测方法去除谱间冗余，两者相结合，实现无损压缩。由于变换方法的去相关性能良好，使该方法压缩效果大大改善。     

Wavelet-based detection of bush encroachment in a savanna using multi-temporal aerial photographs and satellite imagery

Although increased woody plant abundance has been reported in tropical savannas worldwide, techniques for detecting the direction and magnitude of change are mostly based on visual interpretation of historical aerial photography or textural analysis of multi-temporal satellite images. These techniques are prone to human error and do not permit integration of remotely sensed data from diverse sources. Here, we integrate aerial photographs with high spatial resolution satellite imagery and use a discrete wavelet transform to objectively detect the dynamics in bush encroachment at two protected Zimbabwean savanna sites. Based on the recently introduced intensity-dominant scale approach, we test the hypotheses that: (1) the encroachment of woody patches into the surrounding grassland matrix causes a shift in the dominant scale. This shift in the dominant scale can be detected using a discrete wavelet transform regardless of whether aerial photography and satellite data are used; and (2) as the woody patch size stabilises, woody cover tends to increase thereby triggering changes in intensity. The results show that at the first site where tree patches were already established (Lake Chivero Game Reserve), between 1972 and 1984 the dominant scale of woody patches initially increased from 8 m before stabilising at 16 m and 32 m between 1984 and 2012 while the intensity fluctuated during the same period. In contrast, at the second site, which was formely grass-dominated site (Kyle Game Reserve), we observed an unclear dominant scale (1972) which later becomes distinct in 1985, 1996 and 2012. Over the same period, the intensity increased. Our results imply that using our approach we can detect and quantify woody/bush patch dynamics in savanna landscapes.     

绕射波逆时偏移成像方法研究

地震剖面中的绕射点反应地下断层、尖灭、溶洞等不连续体的位置信息,因此绕射波对于实现小尺度构造的精细成像具有重要意义.基于逆时偏移的绕射波成像方案包括乘法成像条件法和倾角域拾取法.乘法成像条件利用正\负倾角构造剖面相乘实现绕射点的定位,倾角域拾取法则根据绕射波能量在角度域的特征进行拾取.其中,通过Hilbert变换和伴随波场的延拓可以实现波场的方向分解,从而实现单一倾向构造的成像并改善倾角道集的质量.本文也对无需方向分解的正\负倾角构造成像公式进行了推导.逆时偏移作为一种全波成像方法,所得剖面本身包含绕射点信息,因此本文通过图像处理方法提取绕射点位置.这一方法具有成本低、扩展性强、可对剖面做局部化处理的特点.

     

晋冀蒙交界地区地震时间序列谱的分析与研究

利用快速傅里叶变换和连续小波变换方法对晋冀蒙交界区1494年至2009年间发生的30个M_S≥5.0地震的时间—震级序列的准周期性进行了对比研究。研究结果显示:该区M_S≥5.0地震序列现阶段存在333年的较长稳定周期和77年的中等周期以及11年、8.6年的优势短周期,333年的长周期表明该区5级以上地震高潮期已过,但仍处于地震的较强活跃时段,77年的中等周期表明目前处于5级以上地震成组活动的低潮期,而11年的短周期显示2010年前后周期峰值达到极大值,表明2010年在77年成组活动的低潮期内有一次小的高潮,而8.6年的短周期显示周期已于2007年达到峰值极大值。相比于傅里叶变换,小波变换方法不仅能够分辨出地震活动的优势准周期性,而且能够对不同周期在不同时段的活跃程度给出清晰的描述,对当前及未来地震活动趋势的判断相对更准确。     

北印度洋—南海海面风速和有效波高的年代际变化

采用1958年1月—2001年12月ECMWF ERA-40的10m风场资料,以及由该风场资料驱动WAVEWATCHⅢ得到的北印度洋—南海海域44a的海浪场资料,通过EOF分析、正交小波分析和M-K检测方法,分析了北印度洋—南海海域海面风场和有效波高的年代际变化特征。结果表明：北印度洋—南海海域存在3个大风、大浪区,其中亚丁湾以东洋面风力最强,有效波高最高;表面风场和有效波高存在35、15和3a的主周期变化,并自20世纪70年代中期以来,年平均风场和有效波高均存在明显增强趋势,1977年为突变起始年;年平均海表10m风速和有效波高随时间增大主要是由冬季和春季海表10m风速和有效波高随时间增大引起的;冬、秋季海面风场与有效波高的年际、年代际变化周期较一致,冬季以35～40a的周期为主,秋季以11～12a的周期为主。     

2012年印尼8.6级地震应变地震波的Hilbert-Huang时频分析

本文通过端点效应压制的Hilbert-Huang变换, 对大同及沁源台布置的四分量钻孔应变仪记录的印尼8.6级地震激发的应变地震波形进行时频分析, 结果显示印尼8.6级地震的主震和8.2级余震的应变地震波序列各个震相具有不同的时频特征: ① 地震波到达之前的所谓“环境噪声”部分, 瞬时频率低, 瞬时振幅小; ② P波初至时, 高频成分突然增加, 振幅也随即增强; ③ S波到达时, 频率有所降低而振幅剧烈上升; ④ 面波到达时, 振幅进一步剧烈上升达到整个序列的极大值; ⑤ 尾波部分振幅逐渐降低, 但与噪声部分相比频率依然偏高, 振幅依然偏大。 本文也将应变地震波与地震仪记录的地震波进行对比, 虽然应变地震波与地震波波形和Fourier谱具有极高的相关系数, 但从Hilbert-Huang变换得到的边际谱上看, 应变地震波与地震波有显著的区别, 应变地震波比地震波记录的低频成分相对更多。 通过Hilbert谱, 有助于更好地了解非平稳信号的局部特征, 对于突变信号的地震波, Hilbert-Huang变换是一个较好的时频分析工具。     

任意荷载下欠固结地基的非线性一维固结

根据Gibson得到的固相坐标z下的非线性固结控制方程,运用Laplace变换求解了在任意荷载作用下的单层饱水欠固结地基一维非线性变形问题;通过Laplace逆变换,求得单层饱水欠固结地基在任意荷载作用下的一维非线性固结解。结合单层地基在几种常见荷载作用下固结变形的算例,对解进行了探讨,揭示了任意变荷载作用下单层饱和软粘土欠固结地基一维非线性固结的特性,得到了一些可用于指导工程实践的有益结论。     

中国东南沿海及邻近海区一种独特的大陆增生方式——转换断层向俯冲体系的转变

闽东沿海构造带—东海陆架西缘断裂、钓鱼岛隆起带(台湾—宍道褶皱带)以及帛琉—九州洋脊在中生代期间先后经历了自转换断层向俯冲系统的转变,这种转变构成了中国东南及毗邻海区独特的大陆增生方式,它表明特提斯和古太平洋的演化对这一地区的中、新生代构造格局起着重要的制约作用。     

基于分类K—L变换的多波段遥感图像近无损压缩方法

去除空间和谱间相关性是多波段遥感图像压缩中的重要环节，为了得到更好的去相关效果，将矢量量化方法引入多波段遥感图像压缩中，以去除对应同一地物的波段矢量间的相关性，再通过分类K－L变换去除量化误差图像的变间相关性，对K－L变换后的特征图像采用预测树的方法进一步去除谱间结构相关性和空间相关性，实验结果表明，该方法可以取得很好的压缩效果。