2022年8月南海典型空心台风“木兰”的诊断分析及高分辨率模拟

利用站点观测、FNL分析数据和融合降水等多源资料,对2022年8月南海空心台风“木兰”的特征及成因开展系统的诊断分析,结果表明“木兰”属于南海的季风低压发展而成的弱台风,具有季风低压的特征,整个台风过程无明显台风眼,前期气旋环流中有多个小环流。虽为弱台风,但其东北侧的低空东南急流配合南海充沛的水汽输送,以及陆地局部的强对流活动,造成了我国广东、广西和云南南部等地的大风和暴雨天气。使用中尺度模式WRF开展分辨率为9 km和3 km的嵌套模拟,结果显示模式能合理再现“木兰”的环流结构特征和演变过程,但模拟的副热带高压南侧季风槽偏强,风速偏大。模式模拟的台风路径与观测整体上较为吻合,与FNL分析资料的结果相比,WRF对降水量的模拟有显著改进,此外,WRF模式分辨率的提高可降低模拟降水的误差。

基于高分辨率再分析海流数据的三种涡旋识别方法在南海的评估

本文基于南海11 a逐日高分辨率再分析海流数据,利用三种涡旋识别方法——缠绕角(Winding Angle,WA)法、速度矢量几何(VectorGeometry,VG)法和OW(OkuboWeiss)参数法对南海中尺度涡进行识别和追踪,对比了三种方法对中尺度涡的探测能力,并分析了在高分辨率再分析产品中的适用性。研究表明,产品空间分辨率的提高能够放大OW方法的W参数噪声,使该方法存在涡旋过量检测和涡旋分割现象,导致识别的涡旋数量偏多、半径偏小,涡旋平均成功探测率最低(76.2%);与OW方法相比,WA方法在一定程度上降低了涡旋过量探测率和漏判率,涡旋平均成功探测率提高至85.1%,但涡旋识别时间较长;与前两种方法相比,VG方法的涡旋平均成功探测率可达93.2%,综合评估参数(过量探测率×漏判率÷成功探测率)优势显著(4.5%),且计算高效。因此,在基于高分辨率再分析产品进行中尺度涡识别时,VG方法具有更加合理的涡旋探测结果和更强的适用性。

北京系列高分辨率卫星在永定河流域洪涝灾害分析中的应用

2023年海河发生“23·7”流域性特大洪水,永定河发生1924年以来最大洪水。为了迅速掌握洪涝情况、及时做好洪水应对工作,在永定河流域洪涝灾害分析中应用北京系列高分辨率卫星遥感技术,通过灾前、灾后影像反复对比,采用目视解译法和经验法,人机交互识别确定阈值,快速获取水体淹没情况,识别出此次洪水的淹没范围。通过现场洪痕划定及复核工作,得出此次洪水的最大淹没范围,运用ArcGIS空间分析功能,提取出永定河河道最大淹没面积。淹没分析成果可为永定河后续综合治理提供支撑,推动流域灾后恢复重建工作。

地震资料时频域分析方法及高分辨率处理技术研究

针对地震资料时频域分析问题,本次研究首先对常见的时频域分析方法进行探讨,在此基础上,开展地震资料高分辨率处理技术研究,为推动地质勘探领域的进一步发展奠定基础。研究表明:时频域分析方法能够揭示地震信号在时间和频率上的变化规律,通过分析地震波的传播路径和速度等信息,有助于更深入地理解地下的地质结构、岩性分布以及构造特征,常见的时频域分析方法包括傅里叶变换方法、短时傅里叶变换方法、小波变换方法、S变换方法以及希尔伯特变换方法等,常见的高分辨率处理技术包括反褶积算法原理、基于希尔伯特-黄变换算法的动态反褶积算法,在对地震资料进行处理的过程中,通过对时频域分析方法和高分辨率处理技术进行合理的选择,有利于全面提高地震资料的处理效果。

中国、巴西、俄罗斯股票市场间波动溢出效应的实证研究——基于小波多分辨率分析的多元BEKK-GARCH模型

互联互通是世界经济飞速发展的动力源,在促进了各国之间的经济往来的同时,也加深了各国股票市场之间的联系。中国与巴西、俄罗斯作为经济合作程度较高,三个国家的股票市场也有很多相似的特征。因此,研究中国、巴西、俄罗斯股票市场之间的波动溢出效应有很重要的学术意义。本文选取中证500指数、巴西IBOVESPA指数、俄罗斯RTS指数,作为中国内地、巴西、俄罗斯股票市场的代表,对2014年1月1日至2019年12月31日的收益率序列做波动溢出效应的实证研究。格兰杰因果检验的结果表明,仅有俄罗斯股票市场收益率的变动是中国股票市场、巴西股票市场收益率变动的格兰杰原因。基于BEKK-GARCH模型,研究发现中国、巴西、俄罗斯的股票市场都体现出波动的聚集性和持久性溢出效应,并且中国与巴西股票市场、中国与俄罗斯股票市场、巴西与俄罗斯股票市场之间都存在双向的波动溢出效应。本文将小波分析引入研究,与多元BEKK-GARCH(1,1)模型相结合,把三个国家股票市场的收益率序列分解为不同尺度的信号,对应建立不同交易周期下的波动溢出效应模型。结果发现在短期、中期和长期的时间尺度下,三个股票市场相互之间依然显著存在双向溢出效应。文章建议政策制定者关注股票市场间的溢出关系,完善监管体制,并且出台抵御市场剧烈波动的政策。同时,又从投资者的角度出发,提醒投资者不要忽视高关联程度的股票市场的重要信息。

高分辨率层序地层学在北部湾盆地重点层系选段中的应用

北部湾盆地是南海北部五大含油气盆地之一,油气资源潜力大、有较好的勘探前景,但是北部湾盆地三级构造单元海中凹陷古近系涠洲组地质研究程度较低、地层厚度大,严重制约了海中凹陷的油气勘探。高分辨率层序地层学在低勘探程度区域是一种有效的地层划分手段。依托三维地震资料、测井资料、岩心资料,在地震剖面二、三级层序界面和测井层序界面识别的基础上,采用最大熵谱分析、小波变换分析、岩心分析方法,对海中凹陷涠洲组进行了高分辨率层序识别与划分,研究表明最大熵谱分析对于三、四级层序界面具有较高的分辨性,小波变换可以进行四—六级及更高级别旋回分析,而岩心资料可以进行短期、超短期旋回分析。综合三维地震、测井、最大熵谱分析、小波变换技术和岩心资料将涠洲组划分为1个二级层序,包括6个三级层序、13个四级层序,并且根据13个四级层序含砂率对比,涠三段SQ6-LST四级层序含砂率最高,涠三段SQ6-HST四级层序次之,勘探潜力较大。本研究对低勘探程度凹陷重点层系选段具有一定指导意义。

中国及邻区高分辨率三维岩石圈磁场修正球冠谐模型(CUG_CLMFM3Dv1)

日益完善的大区域地面航磁调查与卫星磁测给建立高精度与高分辨率的地磁场模型带来了新的契机,同时也对地磁场建模技术提出了更高的要求.本文基于修正球冠谐分析方法,利用全球岩石圈磁力异常汇编网格WDMAMv2中提取的近地表总磁场强度异常数据与CHAMP卫星近十年的矢量测量数据,联合构建了中国及邻区高分辨率三维岩石圈磁场的修正球冠谐模型.该区域岩石圈磁场模型的分辨率可达球谐3500阶/次,进而基于该模型正演计算了研究区域不同高度的矢量数据.将区域模型与高分辨率的球谐模型分别在空间域与频率域进行对比,结果显示区域模型中的高频成份更加丰富,所描绘出的磁异常的形态和幅值更加接近原始建模数据,且在由低分辨率球谐模型补空的区域更加平滑.该应用案例证明,联合可靠的近地面标量与卫星矢量磁测数据,基于修正球冠谐分析方法,有能力构建出高精度与高分辨率的区域三维岩石圈磁场模型.

应用组稀疏正则化反演的高分辨率自适应Gabor时频分析方法

地震信号频率成分随时间的变化规律(时频特性)对油气检测具有重要意义,且Gabor变换作为最简便的时频分析技术在地震资料解释中得到了广泛应用。然而常规Gabor变换所得时频谱的时间分辨率低,相邻反射子波频谱信息混叠严重,不利于开展高分辨率地震资料解释。为了提高Gabor时频谱的时间分辨率,首先基于Gabor反变换的定义将Gabor时频谱的计算归结为求解反演问题;然后以相同时刻频谱分入同一组的策略加入组稀疏正则化约束项;最终利用投影快速软阈值迭代算法实现上述目标函数求解并获得Gabor时频谱。同时,还给出一种利用地震信号瞬时质心频率自适应地构造Gabor时频分析所需高斯窗函数的方法。理论信号实验及实际数据应用表明,该方法可在时间方向上对Gabor时频谱的能量团进行显著压缩,低频端和高频端的时间分辨率获得同步提高,进而在低频和高频剖面上同时清晰揭示薄储层顶、底界面,便于精细对比解释。

复杂艰险山区高分辨率DEM制作方法应用分析

针对复杂艰险山区高分辨DEM原始数据形式多样、制作方法众多的现状,本文研究了基于不同原始数据下的多种DEM制作方法的优劣性和应用场景。以复杂艰险山区的机载LiDAR点云和等高线、高程点数据作为原始数据,利用ANUDEM法、构TIN法、自然邻域法和反距离加权法等4种常用插值方法制作高分辨率DEM,对基于不同原始数据下利用不同方法制作DEM的精度和效率进行了对比分析。研究结果表明:(1)自然邻域法和构TIN法,制作效率高,地形保真性最优,适用于复杂艰险山区高分辨率DEM生产;(2)ANUDEM法效率较低,适用性较差。

MEO星弹双基SAR多普勒特性及分辨率分析

中地球轨道SAR具有波束范围覆盖广、重访时间短等特点,将其作为发射平台,弹载SAR作为接收平台,可以大范围面、高机动性地对重点区域高精度成像。根据空间系统模型建立MEO星弹双基SAR等效模型,对收发平台斜距模型进行描述,将其等效为多项式模型,并分析了孔径时间内的斜距误差,验证模型有效性;根据平台特性重新分析多普勒特性,得到多普勒中心频率和多普勒调频率的二维空变特性;运用梯度法计算距离分辨率、方位分辨率,并分析其随成像区域的变化情况。仿真实验表明,成像区域内的分辨率受俯冲速度的影响是不均匀的,应改变斜视角或改变双基构型,使关注的目标处在受速度影响较小的区域。

基于高分辨率熔解曲线分析技术探讨TNF-α基因多态性与银屑病的相关性

目的:运用高分辨率熔解曲线(HRM)分析技术分析TNF-α基因rs3093662位点的多态性与银屑病的相关性。方法:应用荧光定量PCR-HRM分析技术对我院收治的426例银屑病患者(研究组)和485例健康人(对照组)的TNF-α基因位点rs3093662的基因型及等位基因进行测定。结果:rs3093662的AG、AA、GG基因型频率在银屑病研究组和对照组分别是7.98%、92.02%、0.00%和4.54%、95.46%、0.00%,A、G等位基因频率在银屑病研究组和对照组分别是96.01%、3.99%和97.73%、2.27%,组间差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论:TNF-αrs3093662的基因多态性可能与银屑病的发病相关,HRM分析技术检测基因多态性具有操作简单,敏感性高,成本低,适合在临床检测中推广应用。

基于自适应多分辨率分析的电动拖拉机驱动功率分配策略

燃料电池分布式驱动电动拖拉机(fuel cell distributed drive electric tractor,FCDET)能够有效解决环境污染和能源紧缺问题、推动农业可持续发展。针对FCDET牵引效率低、续航时间短、氢耗量大等问题,该研究提出了基于自适应多分辨率分析(adaptive multi-resolution analysis,AMRA)的犁耕驱动功率分配策略。首先建立燃料电池系统等效电路模型、总效率求解模型、能量耗散模型以及驱动电机响应模型。一次重构策略基于可调Q因子小波变换(tunable Qfactor wavelet transform,TQWT),获得有效反应功率信号振荡特性的子序列。二次重构策略将低频子序列经过变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)为若干个具有特殊稀疏性质的离散子信号。然后采用麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)实时获取VMD的分解层数和二次惩罚因子的最优组合。最后将二次分解后的子序列和子信号按照频率特性进行重构,并将重构功率信号在各个能量源之间重新分配。以ET504-H样机为对象,通过田间试验采集犁耕载荷功率需求信息,并进行驱动电机台架试验。结果表明:基于AMRA的FCDET驱动功率分配策略能够有效提高燃料电池系统的能量利用率和犁耕作业的经济性。相较于功率跟随策略和一次重构策略,燃料电池系统的平均效率分别提升了8.30%和1.82%,等效氢耗量分别降低了35.60%和11.86%;驱动电机平均效率分别提升2.06%和1.27%,总能耗分别降低3.73%和2.60%。研究结果可为FCDET控制系统研发提供新的理论基础和技术途径。

基于生成对抗网络的CT图像无监督超分辨率分析

提高计算机断层成像(CT)医疗影像的分辨率有助于医生更精确地识别病变部位,具有重要临床诊断意义。本文研究在没有高-低分辨率图像对数据的条件下,使用仅包含低分辨率图像的数据集,通过降质网络和注入噪声获得与真实图像同域的低分辨率图像,进而构造接近天然图像对的训练数据集。并且设计了包括超分辨生成器、超分辨鉴别器和超分辨特征提取器的超分辨率生成对抗网络(DeSRGAN),实现对CT影像4倍超分辨率分析。实验测试表明,超分辨率分析生成的4倍CT图像在NIQE、BRISQUE和PIQE等无参考图像质量评估指标的定量对比中,DeSRGAN方法均优于最新的单图像超分辨率的增强型深度残差网络(EDSR)、残差信道注意力网络(RCAN)、增强型超分辨率生成对抗性网络(ESRGAN)等方法生成的图像。同时在直观视觉效果上,DeSRGAN方法生成的图像具有更清晰细节和更好感知效果。

基于高分辨一维距离像及其特征的空间目标识别效果分析

目标高分辨一维距离像(High Resolution Range Profile,HRRP)中包含了丰富的目标尺寸、结构等目标特征,是进行空间目标身份识别的有效途径。但由于卫星宽带雷达实测数据获取难度大,前期相关研究多集中于基于HRRP的目标识别算法,结论也多是基于仿真数据和少量类别(几类)的前提下得到的,与工程应用实际情况有较大差距,工程指导意义有限。为解决这一问题,基于地基雷达获取的30类卫星目标的大量一维距离像实测数据,从识别正确率的角度对目标HRRP及其特征(组合)的可分性和在空间目标个体识别中的应用效果进行了量化分析,分析结果可为后续基于HRRP的空间目标个体识别技术研究和工程应用提供可靠依据。

中尺度模式不同分辨率下大气多尺度特征模拟能力分析

本文利用不同水平分辨率下的中尺度大气数值模式ARPS(Advanced Regional Prediction System)模拟我国内蒙古奈曼旗农牧交错带2001年7月23日18时至27日18时天气演变过程,以研究中尺度模式水平分辨率提高对多种时空尺度天气过程,尤其是更小时空尺度过程的模拟改进。为此,本文提取不同分辨率下u、v、w、θ、p气象要素的模拟结果进行分析。秩和检验和方差分析表明,模式分辨率提高对气象五要素的模拟具有一定的影响,但对不同要素的影响程度有所不同,其中,对p、θ、w影响最大,对u、v的影响次之,对流层下部和边界层对分辨率最为敏感,对流层中上部次之。谱分析和小波分析都表明分辨率的提高有利于再现大气运动的多尺度特征,但在不同大气分层和不同模式变量中又有所不同。总的来说,高层效果好于低层,具有强周期变化规律的变量效果好于周期性弱的变量。

分辨率对近红外光谱和定量分析的影响研究

近红外光谱分析技术是近年来发展最快的定性和定量分析技术之一,在较多领域得到了广泛应用。文章利用近红外光谱技术建立了杨梅汁酸度的定量分析模型,研究了不同分辨率对杨梅汁光谱和定量模型的影响。结果显示,分辨率对杨梅汁近红外光谱和其酸度的定量分析结果有较大的影响。高分辨率采集的光谱比低分辨率采集的光谱粗糙,扫描的速度较慢,所需的数据存储空间较大;不同分辨率下光谱的均方根噪声和平均吸光度在α=0.05水平上差异显著;分辨率为4 cm-1时所建立的杨梅汁酸度模型的精度最高,模型的相关系数达到了0.994 04,校正均方根误差(RMSEC)和交互验证均方根误差(RMSECV)分别为0.023 3和0.153。但是考虑到扫描速度和数据存储空间,在不丢失样品信息的前提下采集光谱时建议将分辨率设为8 cm-1。

DEM空间分辨率的初步分析

分布式模型的输入及其参数具有时空变异性,模型的校正也依赖于网格单元的大小,因此需要确定适当的空间分辨率来描述和控制空间变化。随着分辨率的不同,DEM的精度以及由此提取的流域特征值(如高程、坡度、地形指数、河网长度)在统计特性上也会随之变化。对50m分辨率的DEM平均取样获得150～950m的9组DEM,对不同分辨率下提取的流域特征值进行了统计分析,并采用信息熵度量不同分辨率的信息量。

测井信号小波分析在高分辨率层序地层划分中的应用

阐明了小波分析的基本原理和步骤,探讨了测井信号小波分析在高分辨率层序地层划分中的适用性.通过对测井信号小波多尺度的分解,可获得不同级次的旋回周期,将钻井岩相标定的各个级别旋回层序界面与测井信号小波旋回周期对应,选取合适的尺度因子可进行地层层序划分.按照该步骤,对鄂尔多斯盆地安边地区A16井自然伽马信号做小波变换分析,并依GR曲线的小波分析划分层序.划分结果证明,小波变换适用于中期及其以下级别旋回层序的划分,可提高旋回层序的划分精度与储层评价、预测精度.

基于小波多分辨率分析的电压暂降源定位研究

根据监测点的电压电流波形,基于小波多分辨率分析方法,分析暂降期间监测点三相瞬时功率信号,提取并计算低频段信号能量的变化,以其变化的正负极性判断暂降源相对于监测点的位置。线路故障、异步电动机启动、变压器投运是引起暂降的主要原因,用PSCAD建立了暂降仿真模型,对这三种类型暂降事件分别应用上述方法进行仿真验证,并对监测点受到干扰源影响的情况做了仿真。结果证明方法简洁可靠,可以用来进行暂降源定位的判断。

高分辨率空间相机的工程分析

以大型结构设计软件SolidEdge建立了高分辨率空间相机的精确的几何模型,在此基础上用大型有限元分析软件MSC.Patran建立了相机的有限元模型,并利用MSC/Nastran对该相机整机进行了工程分析 其计算结果与试验结果相差 10%以内.