基于Maan-Kendall检验和小波功率谱分析的滏阳河径流量变化研究

选用滏阳河流域典型水文站1961年~2020年的逐月径流量资料,运用Mann-Kendall非参数检验、Morlet小波分析法,探究滏阳河年径流量变化特征。结果表明,河北省近60年来径流量总体呈波状减少趋势,并以-0.112亿m^(3)/a的速率递减,但并不显著(P>0.05)。其多年平均径流量为14.96亿m^(3),丰枯变化与季节性降水、年际降水量丰度密切相关。径流量演变存在多个阶段性特征,但并未通过突变特征检验。其变化周期以3 a~5 a的短周期为主,此周期为7 a~8a和14 a。

小波功率谱Monte Carlo显著性检验的一个简易方案

对一个气象量时间序列p={P(t),t=1,n},通过相空间中的几何分析直观地阐明了Morlet小波功率谱W(t,k)的计算原理,给出了一个对W(t,k)作Monte Carlo显著性检验的方案。由于该方案中随机序列的产生与分析序列p的理论分布无关,实施简单易行。对6月100hPa南亚高压强度指数序列的小波功率谱显著性检验表明,该方案能充分揭示p中年际、年代际振荡随时间的变化,因而具有实际应用价值。

基于小波功率谱估计的空间目标RCS特性分析

随着空间技术的研究与发展 ,对空间目标的监测与识别显得越来越重要。在小波变换的基础上 ,详细讨论了小波功率谱估计的实现方法 ,并利用窄带雷达测量获得的空间目标RCS数据 ,利用Morlet小波对几个空间目标的RCS时间序列进行功率谱分析。并把傅里叶变换同小波变换进行结合 ,以实现对目标RCS的信号功率谱估计。

Nio海区冷暖事件的小波功率谱分析

根据NOAA/CPC发布的1950.1～2003.12期间Ni(n)o海区的SSTA资料,采用小波变换方法分析了SST变化的多时间尺度结构及其强度变化.结果表明,Nino各海区的SSTA序列表现出多层次相互嵌套的时频结构,经检验存在着2～7 a、8～20 a和30 a以上尺度的变化周期;10 a以上和1 a以下时间尺度的周期信号能量较弱,显著性变化周期的能量主要集中在2～7 a的周期振荡上;同一事件在不同海区的频率结构也不完全相同,冷暖事件的振荡能量和显著性水平从东向西有低频增大而高频减弱的变化趋势,时域中1970年以后尤为明显.

基于小波功率谱和Anusplin的江苏省近58年来降水时空变化分析

定量分析区域降水时空变化,对于区域水资源管理有积极意义。利用江苏省1960~2017年69个站点降水观测资料,基于线性回归法、小波分析与Anusplin插值法,研究了江苏省降水量变化趋势、周期性与空间分布特征。结果表明,近58年来江苏省南北各地降水量变化速率为苏北(-9.97 mm/10a)<苏中(6.34 mm/10a)<苏南(26.11 mm/10a),其中苏南地区降水变化达到显著水平;该地降水变化存在4、13、15年的主周期。Anusplin插值分析表明,江苏省降水量为618~1360 mm,呈现自南向北减少的分布规律。江苏省中南部降水以增加趋势为主,其趋势中心位于苏南;北部以减少趋势为主,其趋势中心位于徐州南部和连云港。研究成果可为江苏省农业气候资源管理、气象减灾提供参考。

基于小波功率谱算法的脑电地形图成像方法

由于脑电图信号的非平稳性,首先从理论上推导出针对脑电图信号的小波功率谱计算公式。以小波功率谱算法代替传统功率谱算法,以所记录的脑电图数据作为原始数据,编程计算出16导脑电图数据在δ、θ、α1、α2、α3、β等脑电波频段在采样区间[t1,t2]的功率,再用插值方法,计算出大脑某个水平截面各点的功率分布,并用伪彩色将截面上的功率分布显示出来,构造出更准确和更符合实际的脑电地形图。

基于Mann-Kendall和小波功率谱的丹东市近35年降水量变化特征解析

为探究丹东市降水时空变化规律,以1986—2020年站点观测资料和降水栅格数据为基础,运用Mann-Kendall检验、Morlet分析和统计方法,研究了该地降水倾向趋势、变化周期及空间分布。结果显示,丹东近35年来平均降水量以3.79mm/a的速率增加,但趋势不显著。降水变化具有多个短震荡周期,主周期为6a,在2000年发生弱突变。受季风与地形影响,降水量呈现中高周低分布,空间差异为823~1098mm。文章揭示了近35年丹东降水量变化特征,可为区域水资源管理提供参考依据。

基于Mann-Kendall和小波功率谱的赤峰市降水量变化研究

文章基于赤峰市1980~2020年14个标准气象站日降水资料,采用线性函数、Mann-Kendall突变检验、小波分析及空间分析方法,探究了该地降水量总体变化趋势、突变特征、震荡周期和空间变异性,以期为区域气象减灾、气候预报、水资源利用提供科学依据。

有色噪声在物理小波变换下功率谱分布研究

借鉴ChristopherTorrence等利用噪声小波功率谱的统计特性检测有效信号的方法,研究有色噪声在匹配地震子波的物理小波(以下简称物理小波)下的功率谱分布规律,MonteCarlo仿真结果表明,该功率谱服从χ22分布,这是在小波域辨识有效信号和噪声的基础。利用假设检验的统计学方法,可以确定有效信号能量分布空间。

基于小波功率谱的洗涤冷却管振动分析

采用防水型加速度计,在不同工况下测定洗涤冷却管的振动信号,并用小波变换分析信号;讨论了表观气速和静态液位对小波功率谱的影响,分析了冷却管振动的原因。信号的功率谱指数分析表明,静态液位对振动能量的影响存在于3个区间,分别为0．35～0．69、0．69～1．30和1．30～1．69,其中以区间0．69～1．30的能量最大。

宇宙大尺度结构的小波功率谱分析:方法及数值模拟检验

采用基于离散小波变换 (discretewavelettransformation)的多分辨分析 ,给出离散星系样本的功率谱估计的像素化方法 .由于小波基函数在物理空间和波数空间同时具有局域化性质 ,可以证明离散小波功率谱 (DWT谱 )等效于Fourier功率谱的频带平均 .同时 ,对给定的扰动尺度 ,DWT谱可以自适应地选择样本的空间取样 ,并在各态历经假设下 ,通过局域化扰动谱的空间平均实现对系综的平均 .进一步采用N体数值模拟方法对 4种典型的冷暗物质结构生成模型的DWT谱进行了统计检验 .为考虑各种观测效应的影响 ,分别在模拟样本中引入了不规则巡天几何 ,一定的选样率 ,径向选择效应以及红移畸变效应 ,并检验其对DWT功率谱估计的影响 .数值结果表明 ,得益于小波的局域化性质 ,DWT谱较少受到选样率、巡天几何及系综统计涨落的影响 ,并且通过小波分解的快速算法 ,DWT谱估计方法可以有效地应用于大巡天样本的统计 ,这对由新一代红移巡天样本精确测量宇宙学参数具有直接的意义 .

基于小波能量系数功率谱的转子不平衡故障特征提取

针对转子不平衡故障特征提取问题,通过分析旋转机械运行时所产生的振动信号,提出了一种基于小波能量系数功率谱的特征提取方法;该方法在小波变换基础上对信号进行小波能量谱分层计算,在比较各层中的信号能量分布后找到能量系数之和最大的分解层,对该层进行功率谱变换,找出各个特征频率所对应的特征量;实验结果表明,该方法不仅能够克服Fourier变换不适于分析非平稳信号的不足,还能够对微弱故障信号进行详细的局部刻画,提高了转子不平衡故障特征提取的准确性。

基于小波功率谱和Mann-Kendall算法的闽江径流量时间变化研究

文章以1951-2018年福州境内闽江径流量时间序列数据为基础,运用线性回归、Mann-Kendall趋势检验和小波分析方法,研究了该地径流量时间变化特征。结果表明,近70年来闽江径流量呈现出了一定的波动,并以y=0.3284x-478.75,R2=0.0506的形式呈显著变化,但倾向斜率并不显著(P>0.05)。多年径流量在1991、1993和1997年发生突变,但均不显著(P>0.05),自1998年以后区域径流量呈现线性增加趋势。其中径流量主周期为6年,次周期为16年和3年。这一研究对于更好地管理和保护闽江水资源具有一定指导意义。

叠前地震资料噪声衰减的小波域方法研究

讨论了叠前地震记录中随机噪声的模拟方法,采用定性分析与Monte Carlo仿真相结合的方法,研究了在物理小波为基本小波的变换域该类随机噪声局部小波功率谱的统计特性,得出:其局部小波功率谱服从χ22分布.在此基础上,利用假设检验给出了在给定置信度下确定有效信号在小波变换域内能量分布空间的方法,通过在有效信号能量分布空间重建信号来压制噪声.给出了模型及实际地震资料算例,证明了本文提出的方法的有效性.

路面对汽车非平稳激励的时域仿真及小波分析

建立了非平稳的四轮相关滤波白噪声路面随机激励时域模型,并结合离散事件对汽车单点激励的时域模型进行联合仿真。采用小波分析对仿真路面信号进行时频分析及谱估计,深入揭示非平稳路面激励的特征和性质,为路面破损检测及汽车平顺性分析提供基础和新的方法。

正交小波变换研究复杂下垫面边界层的湍流特征

小波变换方法具有较好的时频局部特性,非常适合于分析非平稳的湍流信号。本文对35 m铁塔的超声风速测量数据进行了离散正交小波变换,计算了各向同性系数(ISO isotropy coefficient)及小波功率谱,以此对实验场所代表的水陆交际复杂下垫面的近地面层湍流特征进行了研究。ISO系数可以很好地描述实际大气在不同尺度的各向同性特征。根据ISO系数的分布,我们可以通过设定一定的阈值(ISO=0.7)来得到各向同性小涡的分离尺度(记为ISO0.7),即湍流的各向同性尺度范围。研究表明,下垫面对于边界层湍流各向同性特性具有相当大的影响,当风从不同下垫面吹过时ISO0.7尺度的均值具有较明显的差异。同时湍流度和稳定度对湍流各向同性也有一定的影响。对湍流小波功率谱研究表明,功率谱谱幂率在分离出的小涡所处的频段接近于-5/3。而当风从陆面吹过且湍流度较弱时,湍流小波功率谱小涡以分离尺度所对应的频率(fms)为界具有明显的两段趋势:高于fms的频段,谱幂率一般接近-5/3;而低于fms的频段的谱幂率接近-3/3。这反映了下垫面特征对湍流功率谱的影响。同时在不同的风向转变过程中下垫面对功率谱的影响具有差异。

GRACE与SLR J_2项时间序列的小波分析

利用小波功率谱分析和离散小波变换,对CNES/GRGS、CSR、GFZ等研究机构发布的GRACE时变重力位模型的J2项时间序列进行了周期分析和特征提取,并与利用SLR跟踪数据获得的J2项时间序列的分析结果进行了比较,结果显示:SLR跟踪数据获得的J2项相较GRACE J2项具有更明显的季节性变化特征。GRACE时变重力位模型的J2项中混淆进了161天的周期信号,是由海洋潮汐模型中存在的太阳半日分潮S2项的误差引起的。

NINO3海面温度异常时间序列的小波分析

本文对连续小波变换和离散小波变换进行了简要介绍,对连续小波变换中小波函数与尺度的选取、小波尺度与Fourier频率的关系等进行了阐述。结合太平洋中部地区1871年至2005年6月期间NINO3海面温度异常时间序列进行了小波功率谱分析,提取了其时频特征,分析结果与主要厄尔尼诺和拉尼娜事件的发生时间吻合较好。最后,利用离散小波分解与重构对时间序列进行消噪处理,并对不同层数强制消噪效果进行了比较。

基于小波能熵的变压器励磁涌流的识别

提出了一种基于离散小波变换(DWT)并利用小波能熵作为判据来识别电力变压器励磁涌流和内部故障电流的方法.通过在MATLAB上搭建变压器空载合闸和匝间短路仿真模型,对其不平衡电流的小波功率谱进行分析,以验证这种新型判据的有效性.仿真结果表明,这种新型判据能够可靠地、快速地识别出励磁涌流和内部故障电流.

Morlet小波在确定局部周期中的应用

本文通过引入改进的Morlet小波变换核函数,得到了等幅值的Morlet小波变换(MMWT)和功率谱(MMPS).理论及实验均表明,MMPS不但能够准确的确定信号的局部周期,而且使相同振幅(强度)的谐波产生了相同大小的MMPS,弥补了MPS的不足.对于MMWT还给出了相应的Morlet小波变换尺度与频率转化公式.