位场小波分析的物理解释

采用二进小波变换,构造了位场基小波,通过简单模型,分析了位场信号小波分解与重构的物理实质,阐明了小波变换的频带分布与“归一化”位场空间分布的一致性,以及小波重构的规律,并叙述了小波重构与异常分解的关系.     

小波分析法在海拉尔地震台前兆数据处理中的应用研究

应用小波变换法可对不同频率成分进行分解的特性,选取d b4小波基函数,尺度为1～8阶,对海拉尔地震台前兆资料进行分析研究.结果表明,应用小波变换方法可较容易地识别和剔除气压、场地环境干扰等影响海拉尔地震台伸缩仪观测资料精度的诸多因素,气压和场地环境干扰在小波细节分解d3～d6部分异常显著;小波变换法对同震效应的识别、提...     

利用小波包变换对地震信号进行时频分析时小波基函数的选取木

通过比较几种不同的小波基函数的幅频特性,并利用不同的小波基函数对模拟地震记录进行时频分析,以期找到可以更为准确地描述地震信号时频特性的小波基函数.结果表明:利用dmey小波基函数可以更为准确地描述模拟地震信号的时频变化特征,因此,利用小波包变换对地震信号进行时频分析时选取dmey小波基函数较为合适.     

流体饱和多孔隙介质二维弹性波方程正演模拟的小波有限元法

本文将小波有限元法引入到流体饱和多孔隙介质二维波动方程的正演模拟中,以二维Daubechies小波的尺度函数代替多项式函数作为插值函数,构造二维张量积小波单元.引入一类特征函数解决了Daubechies小波没有显式解析表达式所带来的基函数积分值计算问题,并推导出计算分数节点上Daubechies小波函数值的递推公式,从而构造出由小波系数空间到波场位移空间的快速小波变换.数值模拟结果表明该方法是有效的.     

地震资料小波剖面制作系统

对不同的小波变换算法和小波基函数进行了研究，得到了适用于地震资料处理的最佳小波基函数，并用Visual C 语言开发了基于Windows操作平台下的地震资料小波剖面制作系统。利用小波剖面制作系统和最佳小波基函数对煤田实际地震资料进行了处理，取得了令人满意的地质效果。     

基于物理小波的频谱分解方法及应用研究

在地震资料频谱分解中,采用匹配地震子波的物理小波,依据地震信号的特征,用振幅、能量衰减率、能量延迟时间及地震子波的中心频率等四类参数构造基本小波,把地震信号分解在小波域,高频分量能够得到精细的刻画.本文以物理小波变换为工具, 给出了该变换中的核函数的选择方法,进而提出了基于物理小波变换的频谱成像方法.我们将此方法用于海上某油田河流相储层的描述,并与常规软件中的小波变换频谱成像结果进行了对比, 结果表明,本文提出的方法更能精细地刻画地质事件.     

基于偏最小二乘法的巢湖悬浮物浓度反演

悬浮物浓度是水质评价的重要参数.对2009年6月巢湖实测的高光谱数据进行小波变换以去除数据冗余,减少建模时间.考虑到不同的小波基函数和分解尺度对数据压缩的影响,采用3个指标作为评价标准,最终选择小波基函数为Db4,分解尺度为4的小波变换,经小波变换后,原来的451个波段的光谱数据压缩为34个特征变量.利用小波变换后的光...     

基于解析信号重构的同步挤压小波变换的时频谱影响因素分析

受测不准原理的制约,小波变换、S变换等时频分析算法无法同时获得高时间分辨率和高频率分辨率。为了满足更高的要求,出现了一种联合小波变换和时频谱重组的新方法—同步挤压小波变换。本文从同步挤压小波变换和基于解析信号重构的同步挤压小波变换的原理出发,通过模型分析算法中参数设置对时频分析结果的影响,包括小波母函数、小波母函数的参数选择和小波阈值等,分析瞬时频率变化率不为零的信号所存在的时频谱模糊现象,并通过控制小波母函数、小波母函数参数以及小波阈值有效地减轻瞬时频率变化率不为零的信号所存在的时频谱模糊现象,时频谱的质量得到一定程度的提高。研究结果对获取高分辨率地震时频谱具有一定的指导意义。      

用于三分向记录震相识别的小波变换方法

应用包含在小波变换系数中的信号偏振信息,提出了一种确定单台三分向记录图中Ｐ波和Ｓ波震相的小波变换方法．主要的思路是寻找地震信号在不同尺度下小波变换系数的显著特性．通过对小波变换系数主成分的分析,得到不同尺度下的Ｐ波和Ｓ波识别因子,进而形成确定Ｐ波和Ｓ波初至的定位函数．通过对模拟资料和实际地震资料的分析,认为由小波变换方法形成的定位函数具有一定的抗噪声能力,在精确识别Ｐ波和Ｓ波初至方面是非常有效的．本文首先介绍了小波变换的基本概念和详细方法,然后应用小波变换对实际资料进行处理,并给出了研究结果．      

小波与曲波变换探地雷达数据去噪对比分析

探地雷达勘探工程目标及观测工程环境越加复杂给其精确的数据处理带来极大挑战,高效的探地雷达数据去噪算法是当前关注的重要研究领域.基于阈值去噪思想,小波变换和曲波变换去噪算法在探地雷达数据去噪应用中受到限制,有必要开展上述两种去噪算法适用性和实用性系统评价及改进.基于传统高阶相关统计阈值和块状复数域阈值函数,本文开展了小波变换及曲波变换去噪算法在合成含噪数据去噪效果对比分析;提出窗口高阶相关统计阈值小波变换去噪算法、探讨了块状复数域阈值函数取值变化对曲波变换去噪效果影响规律.通过对实测数据去噪分析,验证了窗口高阶相关统计阈值小波变换和估计块状复数域阈值函数曲波变换去噪算法的可行性及有效性.     

小波分析及其在我国地球物理学研究中的应用进展

小波分析在当前数学领域、物理领域和地质领域中,是一个发展迅速的分析工具,它同时具有理论上的深刻性和应用的广泛性.由于小波具有时频分析的重要特性,已经在地球物理的相关问题研究中显示其独特的作用.本文较全面的介绍了小波分析理论基础、发展历史,及其在我国地球物理学研究中的应用进展,并在此基础上对地球物理领域小波分析所存在的问题以及应用前景作了进一步的分析.     

分析研究基于小波分析与谱分析提高重力异常的分辨能力

重力数据是所有地下场源产生的重力场的叠加,探测对象经常被淹没在区域背景场之中,因此剩余异常的分离对于重力资料研究至关重要,而近来被引入位场领域的小波算子作为了滤波器和场源分析工具,在这里我们分析研究基于小波分析与谱分析的二维离散小波变换用于提高重力异常的分辨能力,再现出由简单形状场源描述密度不均匀的几何特征.本文先介绍二维多分辨率分析小波的基本理论及其提升算法,利用对数功率谱估计平均深度方法理论,接着对理论模型数据进行多尺度异常分解,估计地质体的形状、大小和深度,最后又对实测重力数据进行分析,并与传统常规方法进行比较分析,结果表明对于实际数据分析其方法也是具有可行性的.     

Response analysis of rainfall–runoff processes using wavelet transform: a case study of the alpine meadow belt

Rainfall–runoff processes appear to be highly nonlinear in Bayinbluk watersheds of the northwestern China. In this study, the time‐scale wavelet transform has been used for the analysis of this nonstationary system. The Haar and Morlet wavelet transform were used to analyse the rainfall–runoff conversion relationship. Wavelet power spectrum and change point methods are also employed to analyse rainfall rates and runoffs measured at daily to half‐hourly sampling rate. The four experimental sites (Luoto, Haer, Kuce and Shengl) are located in the Tianshan Mountains (Xinjiang province, China). Correlation analysis and wavelet transform are first applied to runoff process in different underlying surfaces. Wavelet analyses of rainfall rates and runoffs also give meaningful information on the temporal variability of the rainfall–runoff relationship. Change point and wavelet power spectrum analysis provide simple interpretation of energy distribution between different scales. The results indicate that wavelet transform is a good method for analysing the nonlinear relationship of temporal–spatial responses between rainfall and runoff. This method allowed quantification of the processes affecting runoff and provided an insight into their implications in surface water management. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

Stream flow characterization and feature detection using a discrete wavelet transform

An exploration of the wavelet transform as applied to daily river discharge records demonstrates its strong potential for quantifying stream flow variability. Both periodic and non-periodic features are detected equally, and their locations in time preserved. Wavelet scalograms often reveal structures that are obscure in raw discharge data. Integration of transform magnitude vectors over time yields wavelet spectra that reflect the characteristic time-scales of a river's flow, which in turn are controlled by the hydroclimatic regime. For example, snowmelt rivers in Colorado possess maximum wavelet spectral energy at time-scales on the order of 4 months owing to sustained high summer flows; Hawaiian streams display high energies at time-scales of a few days, reflecting the domination of brief rainstorm events. Wavelet spectral analyses of daily discharge records for 91 rivers in the US and on tropical islands indicate that this is a simple and robust way to characterize stream flow variability. Wavelet spectral shape is controlled by the distribution of event time-scales, which in turn reflects the timing, variability and often the mechanism of water delivery to the river. Five hydroclimatic regions, listed here in order of decreasing seasonality and increasing pulsatory nature, are described from the wavelet spectral analysis: (a) western snowmelt, (b) north-eastern snowmelt, (c) mid-central humid, (d) south-western arid and (e) ‘rainstorm island’. Spectral shape is qualitatively diagnostic for three of these regions. While more work is needed to establish the use of wavelets for hydrograph analysis, our results suggest that river flows may be effectively classified into distinct hydroclimatic categories using this approach. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

几种时频分析方法的比较和实际应用

地震信号往往是非线性非平稳的,时频分析技术能同时展示信号在时间域和频率域的局部化特征。本文研究4种时频分析方法:短时傅里叶变换(STFT)、小波变换、广义S变换和Wigner-Ville分布。在理论上运用雷克子波模拟地震记录进行时频分析对比,发现广义S变换具有相对较好的时频聚焦性以及较好的交叉项抑制性。为了验证这一理论,我们分别在两个工区做了实际的地震实验,分析并阐述4种时频分析方法的优缺点,同时也验证广义S变换的优越性。      

地震动中控制钢筋混凝土框架非线性响应的小波分量

采用小波变换将地震加速度记录分解为若干小波分量,通过两榀钢筋混凝土框架在这些小波分量及其不同组合作用下的非线性动力分析,找出对框架非线性响应影响最大的小波分量。结果表明,控制框架非线性响应的小波分量为最靠近框架基本周期的低频小波分量,在为结构非线性响应分析遴选地震动记录时应注意这种特点。     

求解结构动力响应的小波分解法

本文用时程分析、振型迭加和小波变换3种方法,对一个10层建筑结构的地震动力响应进行了计算和比较,三者的结果完全一致,从而说明了线性时不变系统结构动力响应的唯一性定律是正确的。由于时程分析法可以用于非线性系统,而振型分解法只能用于线性系统,小波变换不但可以用于非线性,更可以用来进行多尺度分析的能谱计算,它能使抗震分析从传统的滞回耗能模型,提高到以结构损伤和延性评价的体系上来。     

提升小波:可用于重磁资料处理的新方法

小波变换在重磁资料处理中得到了广泛应用．通过提升结构构造的二代小波继承了一代小波的优良属性,并且具有灵活性、适应性、易于快速实现等优点．二代小波比一代小波有很多优点和好的属性,其应用范围更为广泛．本文介绍了提升结构构造二代小波的思想,并讨论了其在重磁资料处理中的应用前景．     

测井多尺度分析方法用于准层序自动划分研究

多尺度分析方法实现了信号分析的时频局部化,是测井数据时频分析与地质解释恰当的数学工具.测井资料作为地层岩性、物性的反映,其中必然蕴含了大量与沉积地层旋回变化有关的信息.以胜坨油田某井为例,采用db4最佳小波基分别对自然伽马、自然电位和声波等测井曲线进行了多尺度分析,将一维测井数据拓展为二维深度-尺度空间,提取小波变换系数的时频色谱信息和能量信息,从而确定出测井曲线识别准层序界面的最佳尺度.依据最佳尺度下的小波系数幅度振荡特征和时频色谱信息实现了对准层序界面的自动划分,与传统方法所划分的界面基本一致.这些探索为层序地层的定量划分提供了一种新的思路.     

小波变换在探地雷达探测地下管线信号处理中的应用

阐述了小波变换的基本理论,给出了小波变换在探地雷达方面的应用实例．认为小波变换时频局域性好,是分析非平稳信号的有效工具之一。实例分析表明,小波方法在城市地下管线探测信号去除噪音分析处理方面具有优异性能。能有效提高探地雷达探测地下管线的精度。