变异系数降维的CNN高光谱遥感图像分类

为了实现地物精准分类,需要有效地提取与分析高光谱遥感图像中丰富的空—谱信息。提出一种适用于高光谱遥感图像分类的变异系数与卷积神经网络相结合(CV-CNN)的方法。这种新方法引入变异系数的思想来衡量高光谱遥感图像不同波段之间的相似性和差异性,从而提出类间变异系数(CVIE)和类内变异系数(CVIA)的概念。通过计算(CVIE)~2/CVIA的值来剔除高光谱遥感图像中的低效波段,然后提取每个像素的空一谱信息,并对其进行2维矩阵化操作,转化为便于卷积神经网络(CNN)输入的灰度图像,最后采用自行构建的适合于高光谱遥感图像分类的CNN模型进行分类。Indian Pines和Pavia University两组数据的实验结果表明,该方法在两种数据集下的总体精度分别达到98.69%和99.66%,有效地改善了高光谱遥感图像的分类精度。     

过程——一种地理时空动态分析的新视角

地理世界中存在一类具有产生、发展和消亡的地理现象/对象,综合对地观测技术和多源信息获取技术的发展提升了获取这种动态地理现象的能力。现行的地理时空分析方法以点、线、面、体为基本单元,以数据获取尺度为分析尺度,割裂了地理现象的时间连续性,限制了地理时空动态的分析能力。把产生、发展和消亡的动态演变抽象为地理过程,从演变过程的尺度,提出一种新的地理时空分析方法。首先,提出“地理过程—演变序列—时刻状态”的分解抽象和逐级包含的地理时空过程语义,并基于“节点—边”的图思想建立地理时空过程图表达方法和存储模型,实现地理对象（节点）和对象演变行为（边）一体化表达和存储;其次,以地理过程为基本单元,设计“地理状态对象提取—演变序列追踪—过程对象重构”的过程对象提取方法,并基于节点的出度（该节点引起其他节点变化的边的个数）和入度（其他节点引起本节点变化的边的个数）实现过程对象演变行为的识别;再次,以地理过程为分析尺度,拓展时空邻域为过程邻域、时空相似性为过程相似性,设计面向过程的地理时空挖掘方法,开展地理对象及其演变行为的时空模式挖掘;最后,以1950—2019年月尺度的太平洋海洋表面温度异常变化过程对象...     

南海北部珠江口盆地珠一坳陷西江凹陷与陆丰凹陷差异裂陷过程定量分析

西江凹陷和陆丰凹陷均位于南海北部珠江口盆地珠一坳陷,前者盆地结构为两条NE向铲式边界断层控制的近对称地堑,后者表现为6条弯曲主干断层控制的“两洼夹一隆”构造格局。文章运用三维地震资料,在盆地结构、断裂系统描述的基础上,选取了两个凹陷共8条地震—地质剖面进行平衡剖面恢复,计算两幕裂陷阶段盆地伸展量、拆离深度等定量参数,并据此分析二者差异裂陷演化过程及与区域构造演化之间的联系。两个凹陷在新生代均经历裂陷一幕、二幕以及裂后拗陷阶段,其中每幕裂陷又可细分为早、晚两个亚幕。西江和陆丰凹陷的裂陷演化具有时空差异性。从裂陷一幕到二幕,二者伸展量都具有随时间减小的一般特征,其中西江凹陷的伸展量随时间持续减小,在裂陷二幕晚期仍具有较大伸展量,而陆丰凹陷在裂陷二幕早期伸展量略有升高,但在晚期伸展量急剧减小,其减弱程度远大于西江凹陷。两个凹陷的拆离深度都具有随时间逐渐加深的特征。在裂陷一幕早、晚亚幕,陆丰凹陷的拆离深度略大于西江凹陷。在裂陷二幕早、晚亚幕,西江凹陷的平均拆离深度由约8 km增长至9 km左右,而陆丰凹陷的平均拆离深度由约8 km跳跃式增长至约35 km。盆地的几何结构、断裂系统以及伸展量和拆离深度变化特征均反映陆丰凹陷在裂陷二幕晚期受热沉降作用或提前结束裂陷阶段,而西江凹陷在裂陷二幕之后结束裂陷作用。研究区的裂陷阶段自东向西逐渐结束可能受控于东北次海盆的扩张及南海的自东向西渐进式扩张。区域板块构造演化提供了珠江口盆地沿其轴向向SW方向伸展作用增强的差异伸展环境。该研究所揭示的盆地裂陷演化差异性对认识珠江口盆地的裂陷时限的时空分布和差异裂陷演化都具有重要的意义,也对认识南海北部大陆边缘裂陷过程提供重要的定量数据约束。     

基于水动力量化因子的岩溶强发育深度研究

地下水垂向循环水动力条件是岩溶发育深度的主要控制因素.为探求川东背斜构造岩溶区多级水流系统控制下的岩溶强发育深度,采用地理信息系统(GIS)技术,选取地形指数和水动力坡降构建岩溶水动力强弱的量化因子FHQ,并结合钻孔数据推求假角山背斜构造区地下岩溶强发育深度.研究显示:水动力因子FHQ与地形指数、水动力坡降在空间上呈明显正相关关系,同时可指示岩溶水流系统向深循环的深度,以此推求背斜构造区地下岩溶的强发育深度下限.假角山背斜两翼FHQ集中在0.1～0.4之间,岩溶水动力整体偏弱,深沟FHQ值整体高于浅沟.东、西翼深沟控制下的地下岩溶强发育深度分别约40～100m和110～180m;浅沟控制下的地下岩溶强发育深度分别约15～60m和10～90m.研究成果可进一步丰富川东背斜区岩溶发育评价方法体系,为隧道工程岩溶突水灾害预测防治提供理论依据.     

基于近似真地表浮动面叠前深度偏移成像技术应用研究

常规基于水平地表假设的CMP浮动面处理方法不适用于准噶尔前陆冲断带复杂构造区成像。选择近似真地表浮动面并统一作为时间域和深度域处理面,从叠前时间域预处理包括优选近地表底界面,地表一致性近似真地表静校正,地表一致性双平方根动校正求取速度及剩余静校正,使时间域预处理到叠前深度偏移保持流程、参数的一致性。该基准面的选择使波场走时更接近实际传播路径,成像精度更高,地质构造准确。     

遥感反演2000—2020年青藏高原水储量变化及其驱动机制

气候变化对青藏高原的水储量造成显著影响,严重威胁下游地区涉及10亿人口的水资源安全、水灾害防治和水生态保护。本研究集成多源卫星遥感(包括卫星重力、卫星测高、光学影像等)及相关反演融合算法和部分再分析数据,在前期工作基础上延长并生成了2000—2020年青藏高原各类水储量(湖泊、冰川、雪深和雪水当量、总水储量)变化数据,并分析其气候驱动机制。结果表明:① 2002—2020年间青藏高原外流区总水储量呈显著下降趋势(-10.90 Gt/a),主要由冰川质量损失主导;内流区总水储量呈显著上升趋势(6.40 Gt/a),其中湖泊水量扩张占主导。②青藏湖泊整体呈扩张趋势,并分为3个阶段:2000—2012年为平稳增长期(6.35 Gt/a),2012—2017年为相对稳定期(1.42 Gt/a),2017年后进入快速增长期(10.59 Gt/a);湖泊水量变化与降水量变化一致性较高。③藏东南地区的冰川呈快速消融趋势(-4.50 Gt /a),气温升高和降水年际波动是近年来该地区冰川后退的主要原因。④ 2016—2020年平均雪水当量较2001—2015年呈增加趋势,积雪变化主要受累积期平均气温和降水影响。     

食管癌CT影像组学研究进展

食管癌是全球最常见的癌症之一,具有较高的死亡率。CT影像组学是从CT图像中提取大量影像组学特征,进行高通量定量分析,从而获得更多有关肿瘤异质性的信息。近年来已逐步应用于食管癌临床分期、病理分化的预测,治疗疗效评估及预后评价等方面。本文围绕CT影像组学在食管癌中的应用及进展进行综述。      

2022年青海门源MS6.9地震震源机制解

2022年1月8日,青海门源地区发生M_S6.9地震,本文利用CAP方法反演了主震震源机制解和震源深度。结果显示,断层节面Ⅰ:走向191°/倾角62°/滑动角173°,节面Ⅱ:走向284°/倾角82°/滑动角21°。此次地震为走滑型地震,最佳矩心震源深度约3 km,矩震级为M_W6.7。结合震源机制解和定位结果分析认为,节面Ⅱ可能为实际破裂面,本次地震发生在冷龙岭断裂和托莱山断裂的交汇部位,本次地震与2016年和1986年2次M6.4地震震源机制解不同,显示出该区域复杂的构造背景。      

实时智能地震处理系统在2020年四川石渠M5.6地震序列中的应用

实时智能地震处理系统（RISP）是一套基于深度学习技术的新型地震实时处理系统,于2021年6月在四川开始试运行。为了评估该系统在四川台网稀疏区域的地震检测和处理能力,笔者等采用RISP系统对2020年4月1日四川甘孜州石渠县发生的M5.6级地震序列进行了回溯性分析,获得了较为可靠的自动处理地震序列目录,并与人工目录进行了对比分析。震后10d内,RISP系统自动处理获得了386个地震信号,地震数量是正式地震目录的1.98倍,匹配率为97.43%。分析显示,发震时刻偏差小于±1.0 s的地震占比71.05%,震中位置偏差小于10 km的地震占比96.31%,震级偏差小于±0.3级的地震占比99.47%。根据RISP系统检测地震序列分布特征和震源机制解,认为此次地震的发震断层为五道梁—长沙贡玛断裂北东侧的一条未发现的分支断层。研究结果表明,RISP系统的应用可以提升台网稀疏区域的地震检测能力,可快速产出地震序列目录,对大震应急、震后趋势判定和发震构造研究等具有重要意义。     

岩性识别：方法、现状及智能化发展趋势

岩性识别是地质工作中一项基础而又重要的工作。传统的岩性识别方法过于依赖经验和地质专业知识积累,不仅耗时长、专业性强,还易受主观因素影响,导致准确率不理想。笔者等首先回顾了传统的岩性识别方法,之后总结了最新涌现的智能化识别方法,最后详细介绍了基于岩石图像、镜下图像、图像与元素信息融合等的智能识别方法。基于岩石图像的识别方法对于文中的岩石识别准确率可达90%以上,基于图像与元素融合的岩性识别方法可以缓解图像相似度高、风化破坏表观特征等因素对识别准确度的影响。笔者等认为当前岩性智能化识别研究仍处于初级阶段,无法满足工程需求。综合各类数据源的优势,利用机器学习深度挖掘岩石元素、矿物、光谱和表观特征间的内在关联性,有利于突破单源信息的局限性,实现岩性快速准确识别。