秦岭北麓典型流域径流对气候和土地利用变化的响应——以灞河流域为例

气候和土地利用变化对径流变化的影响显著,为探究两者影响下秦岭北麓典型城市流域径流的变化特征及响应机制,选择灞河流域为研究对象,根据灞河流域1960-2018年水文气象数据和1985-2018年土地利用,采用滑动T检验、TFPWMK秩次检验、连续小波变换(CWT)、交叉小波变换(XWT)、小波相干分析(WTC)等方法对流域水文、气象及下垫面要素的变化特征及流域径流与气象要素的共振周期、相关性与时滞性进行了研究;并结合SWAT模型,通过设置多种变化情景探明流域径流对气候和土地利用变化的响应机制。结果表明:1)1960-2018年灞河流域径流量呈显著下降趋势,1985-2018年灞河流域城镇建设用地增加了近3倍,耕地面积呈减少趋势;2)径流与气象因子在时频域中均存在不同尺度的共振周期和时滞效应,降水和径流在高能区存在5个显著的共振周期,气温和径流在高能区存在3个显著的共振周期,且径流滞后于气象因子的变化;3)年均径流量与降水量呈正相关,与气温呈负相关,流域径流变化主要由降水主导,且在降水增加情景下,径流对降水变化的敏感性高于降水减少情景;耕地全部转化为林地会导致年径流量减少2.58%,草地全部转化为林地会使年径流量增加0.822%,耕地全部转为城镇建设用地使年径流量增加40.8%;4)气候和土地利用变化共同作用下,灞河流域径流变幅为-0.870 m^(3)∙s^(-1),其中气候变化引起的径流量变幅为-1.04 m^(3)∙s^(-1),土地利用变化引起的变幅为0.170 m^(3)∙s^(-1),相比土地利用变化,气候变化对于灞河流域径流变化的影响更显著。

小波包变换叠前地震资料去噪方法研究

给出了一种不同常规的消除面波和高频随机干扰波的小波包变换方法。小波包变换是一种新的时频分析方法,优于小波变换和传统的Fourier变换,它能够对地震资料进行时频精细划分,准确描述具有相同频率的有效波与干扰波在时间-空间域的分布。利用小波包变换可以从叠前资料分离出面波、随机干扰等,再通过小波包重构,可有效地剔除干扰信息,保留有效信号。实际资料实验表明,小波包变换在去噪方面十分有效。

基于小波变换过零检测的虹膜识别技术

使用小波变换过零检测算法可实现人眼虹膜图像的编码和识别 .瞳孔尺寸变化会使虹膜纹理图像变形 ,进而影响识别算法 .采用虹膜变形模型克服了瞳孔缩放带来的影响 ,并针对图像编码不等长问题 ,提出了有限变形相似度的相似度算法 。

小波分析在外测数据滤波中的应用研究

为提高弹道估计精度,提出了一种基于小波分析的滤波方法,滤除外测数据中AR（自回归）模型的随机误差。分析讨论了滤波过程中的几个关键问题,提出了利用基于偏自相关系数截尾检验的方法来确定分解层数,然后采用GCV（广义交叉确认）准则来确定均方差意义下最优阈值的方法。本文提出的外测数据滤波方法计算简单,不需要估计噪声的方差。仿真结果表明,该方法能有效滤除外测数据中的AR噪声。

载荷鲁棒的滚动轴承早期故障诊断

为满足工程实践中变载荷的故障诊断需要,提出一种对轴向载荷鲁棒的滚动轴承早期故障诊断方法。首先,对振动信号进行小波降噪;其次,利用信号过零率对幅值大小和波形不敏感的特点,提取对轴向载荷鲁棒的特征参数并构建观察向量;最后,用连续型隐马尔可夫模型辨识故障类型。算法的有效性通过6205-2RS深沟球滚动轴承的早期故障诊断得到验证。实验包括4种载荷,使用任意一种载荷的数据训练模型,都能正确地辨识出所有载荷下的轴承正常状态、滚动体故障、内圈和外圈故障,辨识精度大于99%。

基于MODWT的FIGARCH模型波动的持续性与相关性

基于FIGARCH模型与最大重复离散小波变换的小波多分辨分析,提出了不同尺度下的FIGARCH模型,并以此来讨论金融波动序列在不同尺度下的持续性问题;利用可描述两列波动序列的整体相关特性的交叉互相关函数,提出了可以描述两列波动序列在不同尺度、不同滞后期下小波交叉互相关函数的定义,并进行了实证分析。

基于Kriging模型和小波包能量谱的随机模型修正

针对随机模型修正精度和效率低的问题,提出一种基于Kriging模型和小波包能量谱的随机有限元模型修正方法。首先,假设模型待修正参数和响应特征均服从正态分布,将不确定性的模型修正转化为均值和标准差的修正;其次,将待修正参数作为Kriging模型输入,加速度频响函数经过小波包分解后提取的结点能量作为输出,引入政治优化算法优化相关系数以构造Kriging模型;然后,将最小化试验响应与预测响应之差的绝对值作为修正均值的目标函数,最小化交叉熵作为修正标准差的目标函数,通过政治优化算法先后修正参数均值和标准差;最后,以空间桁架结构为例,选取弹性模量和密度为待修正参数验证该方法的可行性。结果表明,所提方法能够有效地修正结构参数均值和标准差,修正后的参数均值、标准差的误差分别低于0.1%、3.5%。

基于脑电波信号的人体疲劳程度测试模型分析

针对人体疲劳程度检测问题,采集被测试者的脑电图(EEG)信号,利用阈值小波变换对EEG信号进行消噪处理,提取脑电波中的特征值,分析疲劳程度与特征值的相关性,建立脑电波信号与疲劳程度的数学模型,并用十折交叉验证法来验证该模型的准确率.结果表明:该模型检测人体疲劳程度的准确率可以达到96%以上.

多元时间序列小波相关分析与预测建模研究

针对小波相关分析方法在多元时间序列应用的局限性和多元时间序列预测建模中存在的复杂相关性,提出了一种基于小波相关分析的多元时间序列预测建模方法。该方法首先定义平滑后的小波相关系数矩阵及逐步回归向前思想设计了利用小波相关的降维方法,保证模型预测精度的同时分析了变量之间存在的冗余性,对变量进行了有效的选择;其次构建只与时滞因子有关的互相关系数矩阵,定量描述了降维后自变量对因变量的时滞相关关系,并利用定量时滞因子建立了预测模型。最后,分别对Housing数据和实际的文物监测数据进行了小波相关分析及预测建模仿真。实验结果表明该方法增强了小波相关分析理论的适用性,验证了所提方法的有效性和可行性,进一步提高了多元时间序列预测模型的模型精度。

井间地震反演中低频模型的影响研究

井间地震具有主频高、频带宽的特点,可清晰反映井间地层、构造、储层特征。波阻抗反演将地震反射数据转化为波阻抗信息,可直接用于储层特征分析,但井间地震低频信息缺失,将影响反演精度。首先,通过地质模型正演数据反演的方法,分析了低频信息对波阻抗反演的影响;其次,以工区井间地震为研究对象,对比分析了不同方法构建的低频模型对反演精度的影响,并将波阻抗反演数据用于井间砂体对比分析。结果表明,(1)正演分析中,含更多低频成分的子波旁瓣的幅度比含低频成分较少的子波旁瓣要小,用其约束反演,可提高波阻抗反演精度;(2)实例分析中,采用低频信息更加丰富的低频模型约束井间地震波阻抗反演时,有助于提高波阻抗反演精度,更加准确地反映地下储层特征;(3)井间地震波阻抗反演数据反映了储层空间展布特征,有助于提高薄储层表征精度,为开发后期的井位部署和井位调整提供依据。

利用小波变换压制静态效应的方法

利用有限元大地电磁二维正演程序模拟了二层大地低阻静态效应的地电模型,研究了静态效应产生的原理及其影响,并利用小波变换方法对静态效应进行压制,相对于其他常规空间滤波法来说,取得了较好的压制效果,证实了小波变换方法在压制静态效应当中的可行性和有效性。用小波变换方法对某工区实测EH-4音频大地电磁资料数据进行分析、处理,从数学上识别和判断了静态效应,在较好地压制静态效应的同时又能较好地突出地层原本的地质异常。

基于半监督机器学习的复杂电网连锁故障诊断方法

复杂电网连锁故障诊断性能过差会降低电力系统运行效率,为了及时监测复杂电网连锁故障,提升电力系统运行效率,提出基于半监督机器学习的复杂电网连锁故障诊断方法。根据电网负荷状态和电力信息物理系统建立复杂电网连锁故障模型,利用交叉小波和主元分析提取模型内故障特征。将故障特征与隶属于半监督机器学习的LCop K-means算法结合,根据算法输出的分类结果实现复杂电网连锁故障诊断。实验结果表明,所提方法诊断延迟较小,且故障区域的定位能力较强。

我国金融发展与经济增长周期关系的实证检验

本文首先构建了金融发展指数,使用小波变换法将金融发展和经济增长分解成短、中、长和全周期四个序列,然后在考虑了控制变量影响的情况下,分别使用Granger因果检验、交叉谱和VAR方法相互印证,检验金融发展与经济增长周期关系的存在性、领先滞后关系和影响系数的符号和大小。结果表明,金融发展和经济增长在不同周期上都存在显著的复杂因果关系。据此本文提出了均衡发展不同期限的金融市场以及均衡配置经济增长对不同期限金融融资需求的政策建议。

沈阳经济区土地利用要素性冲突空间多尺度作用机理

土地利用冲突是揭示新时期区域人地关系演化机理的重要突破口。既有研究侧重于从结构性和功能性视角分析土地利用冲突,而对土地利用冲突的要素性冲突多尺度作用机理的研究相对薄弱。文章以沈阳经济区为研究区,引入小波相干分析法和交叉小波模型,揭示土地利用冲突与其关键影响要素的空间多尺度交互作用机理。结果表明:①研究区土地利用冲突与8个关键影响要素的交互作用关系显著;②研究区土地利用冲突与人文要素的驱动作用关系比自然要素更加明显,而土地利用冲突对自然要素的响应程度比人文要素更加显著;③研究区土地利用冲突与其关键影响要素具有明显的空间多尺度关联关系;④研究区人口密度、GDP与土地利用冲突交互作用的空间位置主要作用于经济较为发达的主城区,NDVI主要作用于林区,能源消耗量主要作用于工业企业较为密集的区域,其他关键影响要素零散分布在研究区采样空间上。