杜小平 作品数:17 被引量:126 H指数:5 供职机构: 中国科学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家重点基础研究发展计划 国家高技术研究发展计划 更多>> 相关领域: 天文地球 自动化与计算机技术 更多>>
日本M_w9.0大地震激发全球地震波传播特性的数值模拟研究与对比分析 被引量:3 2014年 2011年3月11日日本东北部海域发生Mw9.0级特大地震,并诱发海啸.本文利用Centroid Moment Tensor(CMT)震源机制解作为震源项,以地震波传播理论为基础,基于横向各向同性PREM地球模型,考虑地表地形及海洋等地球特性,利用谱元法结合高性能并行计算,对日本大地震激发的地震波传播特性进行了数值模拟研究.计算结果显示了全球地震波的传播形态.将数值模拟结果与理论模型的走时曲线和实际观测数据进行拟合对比,验证了模拟结果的可靠性和可行性.分别就考虑海洋和不考虑海洋两种数值模型下的地震波传播特性进行了对比分析.结果显示,海洋的存在对地震波强地面运动存在明显的影响.海洋会使P波运动位移峰值和速度峰值相对较小;海洋对S波的影响较复杂,不考虑海洋效应时使得位移和波速随时间推移迅速减小.因此,对沿海地区的地震灾害评估应该考虑海洋效应.此外,考虑地球重力因素情况下,对数值计算得到的2004年印尼苏门答腊地震、2008年汶川地震及2011年日本福岛大地震激发的球型场和环型场特征进行对比研究,通过对功率谱密度结果的观察并与理论值的对比分析,可以清晰的看到三个大地震释放的能量有很明显的不同,同时认识到数值模拟结果可以较准确重现长周期理论频率值,主要表现在0T2~0T13的环型振型及0S7~0S31的球型振型.结果显示数值模拟方法可以成功的用于地球自由振荡研究,未来可以作为一个主要工具深入探讨地球的横向不均匀性等特性对地球自由振荡特性的影响. 严珍珍 张怀 范湘涛 杜小平关键词:地震波传播 地球自由振荡 融合边缘特征与区域特征的高分辨率遥感图像分割方法 被引量:3 2012年 利用图像的边缘特征和区域特征,设计了一种能实现分割对象边缘精确、对象内部一致性好的分割效果的高分辨率遥感图像分割方法。首先采用canny方法获得边缘,并采用形态学方法改善边缘平滑与间断问题;再利用mean shift方法对图像进行边缘保持的滤波操作;最后,融合边缘特征与区域特征,利用mean shift方法实现图像分割。通过对高分辨率遥感图像进行试验,得到了边缘精确且平滑的区域内部更加一致的分割结果,且在很大程度上消除了欠分割和过分割情况。 朱俊杰 杜小平 范湘涛 郭华东关键词:高分辨率 利用数值模拟方法研究宏观丹霞地貌坡地的演化过程 被引量:1 2012年 由于红层岩性、节理发育状态、年代、构造运动特征、气候以及区域地质地理条件等的不同,丹霞地貌的形态在区域上有很大差别,其成因机制十分复杂.从丹霞地貌演化机制的宏观意义着眼,考虑岩性、节理、构造抬升速率及降雨等因素,基于地貌演化理论,利用数值模拟方法定量地展现了丹霞地貌坡地在构造抬升及流水侵蚀这两个主要的内外力作用下的动力学演化过程.地貌演化的幼年期和壮年期,流域输沙能力相对较大,主要表现为流水对基岩的侵蚀过程;直至演化的老年期,流域输沙能力相对较小,大量的风化物淤积,坡度变缓.同时,对不同岩性和垂直节理深度的计算结果进行了对比分析,砾石质地相对坚硬,计算得到的高程较大,表明岩性硬度越高,较容易形成陡壁,而岩性较软,易形成丘陵.垂直节理深度不同,坡地峰值几乎相同,但浅垂直节理较深垂直节理的谷值大,表明流水沿垂直节理进行下切侵蚀的程度不同,对景观的形成有着重要影响.数值模拟结果在物理上是合理的,有利于进一步定性地认识到岩层岩性、节理、构造抬升及流水侵蚀对丹霞地貌坡地演化的作用. 严珍珍 石耀霖 范湘涛 杜小平关键词:丹霞地貌 地貌演化 数值模拟 构造抬升 基于高程统计的机载LiDAR点云三角网渐进滤波方法 被引量:9 2014年 机载LiDAR点云数据的滤波是DEM生成的关键,大部分点云滤波方法缺少先验知识,而点云数据在局部地表的高程分布具有一定的统计特征,可以为滤波算法提供一定的参考。本文提出一种基于高程统计先验知识的机载LiDAR三角网渐进滤波方法,该方法先按照点云数据的覆盖范围以及地形起伏情况,将点云数据进行区域划分,统计每个分区内的点云高程,进而进行多阈值分割,得到备选地面点集合。基于分割结果,自定义格网尺寸提取初始地面种子点,改进三角网渐进滤波方法。本文采用ISPRS公布的实验数据进行方法验证和误差评定,与原始三角网渐进滤波方法相比,该方法提高了分类精度。 陈琳 范湘涛 杜小平关键词:机载LIDAR 不规则三角网 一种改进的多尺度分形网络演化分割方法 被引量:12 2014年 面向对象技术是提高高分辨率图像分类精度的关键技术之一。针对eCognition的分形网络演化分割算法仅仅采用光谱特征和形状特征进行图像多尺度分割的不足,提出了将边缘特征引入其分割过程中,以提高多尺度分割的效果,来获得边缘平滑且分割对象与实际地物更加一致的分割结果,从而改善eCognition的分形网络演化分割方法中存在的过分割、欠分割和边缘粗糙等情况。通过实验,证明了引入边缘特征的分形网络演化分割方法提高了图像分割结果,减小了过分割和欠分割的产生,使得分割结果与实际地物更加一致。 朱俊杰 杜小平 范湘涛 郭华东关键词:面向对象 光谱 海洋环境的可视化方法 本发明公开的海洋环境的可视化方法,将海洋环境三维场景同平行坐标法结合,具体包括以下步骤:第一步、海洋环境的三维场景和平行坐标建模;第二步、建立基于海洋环境三维场景和平行坐标的多维要素一体化绘制和交互式提取算法;第三步、多... 刘健 范湘涛 谭剑 朱俊杰 杜小平几何特征表达及基于几何特征的建筑物提取 被引量:9 2015年 通过分析高分辨率遥感图像中建筑物光谱特征存在严重的"同物异谱"和"同谱异物"等情况,发现建筑物的几何特征比其光谱特征更加典型.在总结了建筑物的一些典型几何特征之后,进行了基于几何特征(面积特征、矩形拟合度特征、长宽比特征、走向特征)的建筑物提取实验,发现利用几何特征能够比较有效地提取到建筑物.由于图像分割离不开光谱特征,即建筑物几何特征的计算受到其光谱特征的影响,依据几何特征的建筑物提取结果不是非常令人满意的.高度特征是建筑物最典型的几何特征之一,因此将高度特征引入到图像分割和建筑物提取过程是提高建筑物提取精度的新方向. 朱俊杰 范湘涛 杜小平关键词:建筑物 光谱特征 面向数字地球科学平台的积雪遥感数据分析系统 2012年 季节性积雪是北半球重要的地表覆盖,是全球气候变化的敏感因子之一。卫星遥感可以快速获取大范围积雪面积、雪水当量(雪深)信息,是开展大范围积雪监测的重要手段。由于卫星资料具有多源和海量的特点,为满足其对多源长时间序列数据的管理和分析需求,根据现有遥感数据特点及应用分析特征,结合数字地球科学平台对积雪专题模型的需求,设计和实现了一套积雪遥感数据管理和分析系统。该系统可实现对30多年长时间序列光学和微波积雪遥感参数数据的管理与分析,有效地为全球气候变化研究提供数据支撑。以中分辨率成像光谱仪(MODIS)的积雪产品分析为例,开展了青藏高原积雪时间序列分析研究,结果表明,青藏高原积雪覆盖率具有缓慢增加的趋势。 邱玉宝 李新武 池玉华 杜小平 彭俊关键词:积雪 遥感 提取地震同震形变场特征的最佳雷达波段问题研究 2011年 利用弹性形变模型,并以走滑型断层为例,对地震同震形变场进行了模拟研究。结合雷达成像几何关系,得到干涉雷达的LOS向形变场以及干涉相位条纹图像。对比分析了不同雷达波段(X波、C波、L波)以及不同雷达入射角(30°和50°)的同震形变场和干涉相位图。结果表明,同一雷达波段不同雷达入射角的LOS向形变场会有不同的效果,入射角逐渐增大时,LOS向形变量随之增大,体现了发震断层走滑特征;采用不同雷达入射角,其探测到的地表形变垂向分量和水平分量信息量不同,表明入射角较大或较小时能够分别较好地对地表形变的水平变化和垂向变化进行监测;同一雷达入射角,不同雷达波段的干涉相位条纹有明显区别,波长越短,干涉条纹越密集,容易出现去相关现象,长波长的干涉相位条纹比较清晰。从某种意义上讲,尽管长波长的干涉相位反映地表形变信息的细节会减少,但受噪声影响较小,抗干扰性能较短波长的强,干涉像对相干性高。地表形变表现为长期缓慢的小幅度渐变性形态,也表现为短期迅速的大面积突发性形态。不同雷达波长探测到的地表形变有效信息不同,为了更好地利用干涉雷达对各种尺度和不同变化速率的地表形变进行监测,需要在满足精度的条件下尽可能地选择波长较长及多样化的雷达数据。 严珍珍 石耀霖 范湘涛 杜小平关键词:同震形变 干涉雷达 三种图像分割算法的对比及图像分割方法的改进 被引量:23 2014年 通过研究图像分割算法的原理和实验对比,可以发现标记分水岭分割方法是以边缘特性为基础,通过设置光谱特征标记来分割图像,其分割结果边缘精度高,但是仍然存在较为严重的过分割和欠分割情况。而mean shift分割方法和eCognition分割方法是以光谱特征为分割依据的分割方法,虽然它们分割结果的过分割和欠分割情况较少,但是分割对象的边缘精度较差。分析以上存在的问题后,通过融合边缘特征和区域特征,并且依据一定的特征来选择种子点,尽量避免种子点选择在边缘区,从而实现提高图像分割的效果。通过实验取得了好的分割效果,说明改进的图像分割方法是可行的。 朱俊杰 杜小平 范湘涛 郭华东关键词:SHIFT 种子点