基于重力卫星数据探测核幔边界动态过程信号

使用GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment）重力场数据，联合多源数据模型剔除地表过程的重力信号，以分离得到核幔边界处包含液态外核流体运动特征的重力信号，同时根据CHAOS-7地磁场模型重建核幔边界与地球表面的地核地磁场变化，以此为基础使用主成分分析（PCA）与独立主成分分析（ICA）方法对重力信号与磁场信号进行统计分解，得到2种信号的时变模态与空间模态，对比分析2种信号分解结果的相关性，研究表明，重力信号第3模式的时变模态与磁场信号第2模式的时变模态相关性较好，同时，其空间模态反映了太平洋低纬度地区较为明显的东西向“偶极子”形式的变化特征，与地磁场二阶导数在太平洋地区的空间变化特征相对应，在2014年以后重力信号的时变模态与磁场信号二阶导数的时变模态均表现出相同的线性快速变化特征，与现有的研究成果相符合。     

海洋环境中大地电磁测深阻抗的ROBUST估计

传统上,地球的电磁响应函数均采用最小二乘方法估计,它假定信号的噪声是高斯正态分布,如果实际数据偏离这种分布,对系统参数的估计将产生较大偏差,在海洋环境中,研究表明,海水产生的电磁场噪音偏离正态分布,并且海水产生电磁噪音的频率范围正好与天然电磁场的“噪声词”相符,这进一步降低了该频段的信噪比,Ｒｏｂｕｓｔ的程序实现及其在海洋环境中大地电磁测深阻抗分析的应用。     

应用小波分析提高MT资料信噪比

大地电磁测深法（ＭＴ）野外观测得到的原始资料是包含多种频谱的时间序列,这种时间序列中常常包含固定源噪声。由于这种噪声的频率相对稳定,应用小波分析容易得到一个或多个以这种噪声为主的时间序列块。对实验数据应用小波变换,将时间序列分解成不同频率的多个时间序列块,压制噪声比较集中的时间序列块后重建时间序列。通过与未作这种处理的时间序列的谱分析结果对比,信噪比有明显的提高     

海陆联合大跨度多点位海底大地电磁同步数据采集

海底电磁探测是研究海洋基础地学课题和海底矿产资源分布的重要地球物理方法之一。由于大地电磁场存在区域噪声,因而,为压制干扰并获得高质量的场源数据,就需进行带远参考方式的数据采集。在采集过程中,包括陆上基站和海底测网的多台仪器应遵循同一个时间基准和统一的方位坐标。海底大地电磁仪为满足上述要求,其内部配备了高精度时钟源、姿态检测器件以及与海底电磁信息采集相关的自动信号测量与存储电路。海上作业时,科考船沿预定航线,实现仪器的逐点投放。海底测量结束后,通过遥控方式改变海底仪器的浮力性质,使其自动返回海面。近期的海洋试验表明,中国的海底大地电磁探测技术已实现了实用化,可为海洋勘查提供高技术支撑。     

构建大地坐标格网数据库的方法研究

目前常见的商业软件能较好地处理标准分幅的经纬格网,却不能方便地生成任意经纬格网,但任意格网在测绘生产、质检、管理工作中的重要性。。本文介绍了两种构建任意范围、任意格网数据库的方法,数据库格式采用Microsoft Access 数据库文件(mdb),便于使用SQL语句,在不同图层间进行属性赋值, 并重点介绍了如何运用Python编程自动构建大地坐标格网线和结合图表。     

曲面混合网格优化算法的研究

提出一种基于Laplacian方程的曲面混合网格优化算法,该算法首先对曲面边界进行预处理,然后对基于内部结点的网格单元进行调整,根据所要求的网格尺寸和精度,采用Laplacian及优化光顺方法进行网格优化．结果表明,该算法可以保证在满足指定精度要求的条件下,得到更合理的曲面混合网格,取得理想的优化效果．     

青藏高原清水河地区地质特征及其地球物理响应

青藏高原多年冻土层地质特征与其地球物理响应之间关系的研究是长期困扰地质学者的一个大难题。根据区域地质资料,进行了清水河地区地质研究,查明了该地区的地层、地质构造和多年冻土层地下水特征;在此基础上,采用音频大地电磁法(AMT),对比研究了地质特征的地球物理响应;并布置地质钻孔验证了地质特征与地球物理响应之间的对应程度。结果表明,青藏高原清水河地区地质特征与其地球物理响应之间具有明显的一一对应关系。     

大地电磁二维正演响应特征试算

采用基于有限差分的大地电磁二维正演程序,分别对单个低阻异常体、高低阻复合异常体和断层两侧高阻异常体模型进行了模拟计算,对比TE、TM视电阻率和相位特征以及TP振幅的响应规律进行模拟归纳并且总结出大地电磁二维正演的响应特征,为大地电磁方法的设计和数据解释提供参考与借鉴.通过计算结果表明:在二维大地电磁测深正演响应特征中,TE、TM视电阻率和相位以及TP幅值展现出不同的形态,其中TE模式可以更好地分辨纵向地质体异常,TM模式可以更好地分辨横向地质体异常.     

基于CUDA架构并行算法的带地形AMT二维反演实现与应用

并行计算是提高音频大地电磁（audio-frequency magnetotelluric method,AMT）数据反演效率的有效途径。本文在统一计算设备架构(compute unified device architecture,CUDA) 下开展带地形的AMT数据二维反演并行算法研究,旨在利用GPU强大的计算能力及并行计算技术实现高精度、快速度的AMT数据二维反演。首先利用有限元和自适应正则化反演算法实现AMT数据二维反演的串行化计算;然后在PGI Visual Fortran+ CUDA5.5环境下编写基于CPU+GPU的CUDA并行代码,将正演中的频率循环、反演中的模型灵敏度矩阵计算和反演方程正则化求解部分进行并行化处理;通过不同复杂程度的理论模型正反演模拟验证了该并行算法的有效性和准确性。不同模型和不同模式下的数值模拟结果对比表明,基于CPU+GPU的CUDA并行算法相较于传统的CPU串行算法,在灵敏度矩阵计算和反演方程正则化方面耗时更少,加速比最高可达10倍以上。最后将该并行算法应用于某矿区实测AMT数据的二维反演中,取得了较好的应用效果。     

基于VC的GPS高程的应用研究

当前,GPS平面控制网已经得到了广泛的运用,但是GPS高程却运用得不够,人们期望着能够用GPS高程测量代替传统的水准测量.本文对GPS高程测量的原理和方法进行了初步的探讨,并结合我国GPS高程测量的应用的实际,以数值拟合为主,建立了高程转换的数学模型.同时用VC 开发了GPS高程控制转换系统,经试验测试,在平原或浅丘地区,在不加地形改正的情况下,拟合出的正常高高程满足一般工程和大比例尺测图的精度要求,在一定程度上降低了生产成本.