基于稀疏表示的地面磁共振信号提取方法          下载免费PDF全文

王琦  田宝凤  张健  蒋川东 《地球物理学报》2018,61(8):3446-3456

在多孔隙含水层中地面磁共振（surface nuclear magnetic resonance，SNMR）信号呈现多弛豫衰减特性，常规盲源分离方法和单指数拟合方法引起信号严重失真和信息缺失等问题.本文提出了基于稀疏表示的随机噪声背景下多弛豫SNMR信号的提取方法.根据SNMR信号的衰减特征，设计了精确刻画SNMR信号且与随机噪声不相关的离散衰减余弦冗余字典.其次，针对多弛豫SNMR信号稀疏度未知的问题，通过设置合理的残差比阈值控制迭代次数，改进了广义正交匹配追踪（generalized orthogonal matching pursuit，gOMP）算法，使得该方法应用于SNMR信号的提取时，具有更好的自适应性和普适性.再次，鉴于SNMR测量数据为多次独立重复采集的结果，提出了基于数据流的SNMR信号提取策略，在提高算法鲁棒性的同时，保证了信号提取结果的唯一性.最后，通过仿真和实测数据证明了基于gOMP算法的稀疏表示方法可以显著地提升多弛豫SNMR信号的提取质量，降低随机噪声对含水层反演结果的影响，提高SNMR探测能力.  相似文献   

Measuring hydrological connectivity inside a soil by low field nuclear magnetic resonance relaxometry   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

Pellegrino Conte  Vito Ferro 《水文研究》2018,32(1):93-101

Hydrological connectivity inside the soil is related to the spatial patterns inside the soil (i.e., the structural connectivity). This, in turn, is directly associated with the physical and the chemical processes at a molecular level (i.e., the functional connectivity). Nuclear magnetic resonance (NMR) relaxometry can be successfully applied to reveal both structural and functional components of soil hydrological connectivity. In the present study, the low field NMR relaxometry was applied on water suspended soils sampled at the upstream‐ and downstream‐end of three different length plots. Also the sediments collected from the storage tanks at the end of each plot were water suspended and monitored by NMR relaxometry. The results from the NMR investigations were elaborated by using a mathematical approach in order to quantify both the functional and structural connectivity components. In particular, following integration of the T₁ distribution curve, an S‐shaped curve was obtained. It revealed two plateaus corresponding to the shortest (low component) and the longest (high component) intervals of relaxation times, respectively. According to relaxometry theory, the two T₁ intervals, associated to the different plateaus, were attributed to micro and macro soil pores, respectively. The two T₁ intervals were used to define a functional connectivity index, while the central part of the S‐shaped distribution was used to define a structural connectivity index. Here we provide the physical meaning of the our mathematical approach, thereby revealing that functional connectivity index increases with plot length, as a result of a selective eroded particle transport. Moreover, the relationship structural connectivity index versus plot length resulted quasi‐independent of grainsize distribution, whereas the values of the structural connectivity index for the sediment samples resulted lower than those obtained for the corresponding soils.  相似文献   

“桑吉”号泄漏物质扩散与漂移数值模拟预测     

杨德周  冯兴如  刘长华  崔煊  尹宝树  许灵静 《海洋与湖沼》2018,49(4):707-713

基于ROMS(Regional Ocean Modeling System)模式,对西北太平洋海域进行了水平分辨率高达4km的水动力环境数值模拟,该分辨率可以很好地分辨我国东海陆架环流以及中尺度涡旋等过程,此外模式考虑了8个分潮,模式结果很好地再现了黄、东海陆架环流等。基于模式结果,对"桑吉"号泄漏物质可能的扩散和迁移轨迹进行了数值模拟分析。在"桑吉"号沉船位置的表、底Ekman层内,释放拉格朗日粒子和示踪物来示踪"桑吉"号泄漏物质的可能影响范围。拉格朗日粒子和示踪物模拟结果表明:在未来3个月,"桑吉"号泄漏物质对我国黄海的影响较小,其主要随着对马暖流进入日本海和随着黑潮进入日本九州以南的太平洋海域。随着冬、春的季节转换,三个月后,北风会减弱,减弱风场的试验表明,风场减弱会减少泄漏物质向黄海的输送。5月份后黄海冷水团逐渐形成,由于斜压效应,在黄海深层水中会逐渐建立起气旋式环流,从而进一步阻碍了"桑吉"号泄漏物质向黄海的输送,该气旋式环流有利于"桑吉"号泄漏物质通过对马海峡向日本海的输送,而会抑制底层泄漏物质向我国黄海西侧的输送。  相似文献   

北黄海海底麻坑群形态的定量研究及控制因素   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘晓瑜  冯秀丽  陈义兰  唐秋华  刘乐军  路波  焦鹏飞 《海洋学报》2018,40(3):36-49

本文基于高分辨率多波束水深数据和反向散射强度数据，对北黄海海底麻坑群的形态参数进行定量研究，结合水深、地形坡度和后向散射强度的变化准确界定了麻坑的轮廓，识别出圆形、椭圆形、拉长型麻坑共282个，并在ArcGIS软件中对其形态参数进行了分析计算，麻坑的平均长轴1.36 km，短轴0.78 km，直径0.94 km，面积0.88 km2，平均周长3.82 km，长宽比1.83，深度0.3~2.5 m，平均面积密集度13%，麻坑的剖面形态有麻坑边缘凹陷、中部有明显凸起（W1型），麻坑边缘凹陷、中部略凸起（W2型），麻坑中部单纯凹陷（V型），分别集中分布在麻坑群的北部、南部、西部。麻坑的平面规模大、深度小的原因与地层中形成麻坑的游离气体浓度较小有关，也可能受到了地震、海啸等外力的诱发。麻坑的长轴优势走向为ENE-WSW、NNE-SSW，底流对其形状的塑造起了较大作用，部分麻坑成串排列，形成串珠状的麻坑链，其排列方式受到海底古河道、古潟湖等沉积地层结构的控制。海底麻坑群发育区反向散射强度为-60~-71 dB，麻坑内部较麻坑外部平均高5 dB，可能为麻坑内部气体泄漏引起海底沉积物被剥蚀后残留下的粗颗粒物质或海底生物活动留下的遗迹导致的。  相似文献   

GPS约束下陇西地区断裂带现今滑动速率的非连续接触模拟研究     

孟庆筱  景鹏旭  何申海  党学会 《大地测量与地球动力学》2018,38(12):1227-1231

以中国地壳运动观测网络1999、2001、2004和2007年4期GPS观测数据为边界条件，使用非连续接触有限元技术构建陇西块体二维有限元模型，在摩擦系数不确定性分析基础上，计算区内主要断裂带滑动速率。结果表明，现今地壳形变运动状态下陇西块体的北东向运动在海原断裂附近受到鄂尔多斯块体、阿拉善块体阻碍，陇西块体周缘的海原断裂带、老虎山断裂、西秦岭北缘断裂呈现左旋走滑特征，滑动速率为3.5 mm/a、2.2 mm/a和1.9 mm/a，说明在青藏高原推挤作用下以上关键部位正在进行快速的构造应变积累。  相似文献   

南海蜑螺科一新记录属和一新记录种记述 (软体动物门:腹足纲:珍珠蜑螺目)   总被引：1，自引：1，他引：0  

陈志云  张均龙 《海洋学报(英文版)》2018,37(10):209-211

作者在整理中国科学院海洋生物标本馆馆藏蜑螺科Neritidae标本时，鉴定出产自海南三亚的一新记录属饰纹蜑螺属Vittina Baker，1924和一新记录种：裂蜑螺Vittina pennata（von Born，1778）。文中详细描述了本种的贝壳形态特征，查明了其生活习性和地理分布特点，并与相似种进行了比较和总结。  相似文献   

南海南部次表层叶绿素a质量浓度最大值及其影响因子*     

廖秀丽  戴明  巩秀玉  刘华雪  黄洪辉 《热带海洋学报》2018,37(1):45-56

文章分析了2013年南海南部4个季节航次的叶绿素a (Chl a)调查数据, 结果显示: 150m以浅水柱Chl a质量浓度均值分别为早春0.14mg•m^-3、初夏0.12mg•m^-3、初秋0.18mg•m^-3、初冬0.16mg•m^-3。早春和初夏偏低的原因与早春风速小, 初夏水温高, 不利于水体的垂直混合, 限制了深层海水中丰富的营养盐向上层水体补充有关。4个季节中海水次表层Chl a质量浓度最大值层(SCML)均出现在50m和75m, 这两个水层的Chl a质量浓度差异小, 季节变化不大, 平均值变化范围分别为0.24~0.26mg•m^-3和0.22~0.26mg•m^-3。受混合层深度和温跃层上界深度的共同影响, 50m水层Chl a质量浓度主要受制于深层富营养盐海水的向上补充, 75m水层Chl a质量浓度受水温的影响明显。  相似文献   

南海IODP 349航次基底玄武岩中碳酸盐岩脉的岩石学特征*     

许佳锐  陈毅凤  王宝云 《热带海洋学报》2018,37(6):63-73

国际大洋发现计划(International Ocean Discovery Program, IODP)349航次在南海东部次海盆和西南次海盆残留扩张脊附近的U1431和U1433站位首次钻取基底玄武岩, 通过对16块基底玄武岩内的碳酸盐岩脉薄片镜下观察以及激光拉曼光谱分析, 揭示碳酸盐矿物为方解石和文石, 为典型的洋壳低温热液蚀变次生矿物。U1431站位碳酸盐岩脉为独立的方解石脉、文石脉交替出现; 而U1433站位则存在方解石脉、文石脉和方解石-文石共生脉三种情况。此外, U1431站位在基底~42.1m处出现了平行的方解石脉和文石脉, 揭示U1431存在不同来源热液的多期活动, 即可能存在多次或多阶段不同的热液注入。U1431和U1433站位的碳酸岩脉中, 文石的矿物集合体形状基本一致, 呈块状、纤维状和放射纤维状; 而方解石存在差异, U1431的方解石以斑块状、块状、粒状和纤维状出现, 而U1433的方解石仅出现块状。U1431站位的碳酸盐岩脉的丰度明显高于U1433站位。这些均揭示U1431站位的低温热液活动强, 而U1433站位则相对弱。两个站位的热液活动不同很可能是由于区域地质环境的差异造成——U1431附近的巨大海山为其提供了热液补给, 而U1433远离热液的补给/渗漏点。  相似文献   

2016年夏季南海海盆水体颗粒物粒径分布特征*     

郑文迪  周雯  曹文熙  王桂芬  邓霖  徐文龙  许占堂  李彩  蔡建南 《热带海洋学报》2018,37(5):74-85

颗粒物粒径分布(Particle Size Distribution, PSD)代表了颗粒物浓度与颗粒物粒径之间的关系, 影响着海洋生态环境和水体光学特性等。文章基于2016年夏季航次调查的生物光学剖面数据, 研究了南海海盆海域PSD的分布特征。研究发现, 幂律函数可以较好地拟合南海海盆区域的PSD, 对数空间中的实测的PSD与模拟的PSD平均决定系数高达0.95。PSD斜率(ξ)的分布范围为[1.27, 7.65], 均值为3.93±0.56。南海海盆区域表层水体的ξ均值与全球大洋表层水体的ξ均值相近, 但高于海湾等表层水体的ξ均值。ξ能较好地表征颗粒物平均粒径D_A的大小, 两者存在明显负相关关系, 即ξ值越高, D_A越小; 反之, D_A越大。通过分析T1断面的生物光学剖面数据及总体平均的PSD剖面数据, 发现PSD剖面分布特征如下: 1)表层水体的ξ值相对较高, 且D_A值相对较低, 推测可能是由于微微型藻类为主导颗粒物所致; 2) ξ值极小值层出现在次表层叶绿素浓度极大值层(Subsurface Chlorophyll Maximum Layer, SCML)中, 并伴随D_A极大值层的出现, 其原因可能是SCML中的大粒径浮游植物占比显著增加; 3)弱光层中的ξ值较SCML中的高, 但略低于表层的ξ值, 而D_A则位于表层与SCML的D_A之间, 这可能与浮游植物及其碎屑的絮凝、分解、沉降等过程相关。PSD特征影响着海水的固有光学特性, 分析发现: 由于SCML中的叶绿素浓度增加, 颗粒物散射系数(b_p(532))和颗粒物后向散射系数(b_bp(532))也相应呈现显著增加的趋势。弱光层中的平均b_p(532)与平均b_bp(532)最小。ξ与颗粒物衰减光谱斜率之间呈高分散性, Boss 等(2001b)的模型适合用于粗略估算区域性的ξ分布范围及均值。  相似文献   

参数带椭球约束平差算法的应用     

肖兆兵  宋迎春  谢雪梅 《大地测量与地球动力学》2018,38(9):964-967

针对实际工程应用中遇到的参数带有范围约束的情形，提出带椭球约束的平差算法，并给出其具体模型和解算步骤。数值模拟实验和病态测边网数据计算表明，在处理病态问题时，最小二乘平差（least-squares，LS）已不适用，而与岭估计、奇异值分解法（singular value decomposition，SVD）以及不等式约束相比，本文算法精度更高。  相似文献