基于3个华南海滩案例分析结果，采用Boussinesq相位解析水动力数值模型，模拟裂流环流，检验裂流对多沟槽浅滩沙坝和不同浪高、浪向的敏感性，计算、分析时均流速、涡量和水位的空间分布. 结果表明，裂流强度与入射波高、裂流槽宽度成正比. 在多沟槽裂流系统中，当大部分水流集中从邻近的较宽通道流出时，较窄的沟槽可能不产生裂流. 模拟结果表明：当入射角达到11° 时，沿岸流会逐渐取代离岸流而占主导地位，不利于沟槽沙坝的持续存在. 由于突变地形导致的波浪不均匀破碎，沙坝边缘附近有强涡旋现象，水流旋度随着波向偏转而明显增强，并且沿沙坝阵列拉伸. 沙坝促进了岸边的波浪增水，且堆积水量随着波角的变大而增加. 随着入射波波向的偏转，裂流槽内没有出现水面凹陷，这从机理上解释了当入射波角略微倾斜时裂流现象不能持续的原因.
选用石英砂、高岭土及两者的混合物模拟悬沙矿物，利用温盐深剖面仪CTD75M测定不同初始盐度和悬沙浓度下的水体盐度. 试验结果表明，测量盐度随初始盐度的减小、悬沙浓度的增大以及矿物组分密度的减小而减小. 运用有效介质渗透模型和Maxwell电导率模型分析含沙盐水的电导率；试验数据与电导率理论公式拟合良好，显示悬沙所占体积是影响相对电导率的主要因素. 对已有文献的试验数据进行分析，结果表明：基于悬沙浓度的经验盐度修正公式在悬沙密度不同的沿海海域并不适用，具有区域局限性. 为此提出基于悬沙体积分数的理论盐度修正公式，提高公式的适用范围.
针对高分辨率遥感影像中建筑物屋顶光谱信息多变引起建筑物提取精度降低的问题，提出基于样本形态变换的建筑物提取方法. 利用偏移阴影分析法自动提取初始建筑物样本，根据建筑物屋顶形态特征，合理利用样本旋转、偏移、缩放变换方法，构建自适应样本精细提取变换组合，以更完整、全面地提取建筑物样本；结合支持向量机（SVM）分类器进行影像分类，得到建筑物初始提取结果；提出基于形态特征的格网占比法对初始提取结果进行确认，剔除不规则非建筑物，实现对建筑物的准确提取. 对高分辨率遥感影像进行对比实验分析，以验证方法的有效性. 结果表明，与面向对象分类、反向传播（BP）神经网络、基于偏移阴影分析3种参照方法对比，所提方法的建筑物提取精度均优于参照算法.
珠江口黄茅海大襟岛海域是中华白海豚栖息地. 为了对该海域的水质进行评估，采用集成机载光谱成像仪（CASI）影像对悬浮泥沙质量浓度进行观测，并根据实测光谱构建适用于CASI影像和中分辨率成像光谱仪（MODIS）影像的悬浮泥沙质量浓度单波段反演模型. 此外利用实测悬浮泥沙数据和MODIS影像对反演的悬浮泥沙质量浓度进行精度评定. 研究表明，基于CASI数据的单波段指数模型可以较好地反演研究海域的悬浮泥沙质量浓度，相对平均误差为11.16%，此外单波段指数模型也可以较好地应用在MODIS影像上，相对平均误差为15.18%. 研究区域悬浮泥沙质量浓度为0.48~12.15 mg/L，对海豚栖息区的生态环境未构成明显影响. 结合基于MODIS的珠江口海域悬浮泥沙遥感影像发现，研究区域悬浮泥沙主要输入来源为黄茅海西岸的陆源输入，黄茅海西岸陆域输入泥沙在由黄茅海向口外输送时，存在明显的分支现象，径流主轴在河口海域自西北向东南向海运输，沿岸流则沿着大襟岛自东北向西南向海运输，由此，在大襟岛北部出现低悬浮泥沙、高透明度海域，适合白海豚栖息.
引入以深度学习为代表的数据驱动方法，加速地震数据的处理流程，获得更精确的地下介质信息. 卷积自编码器方法在地震数据压缩降维的同时，利用数据的空间局部相关性自动提取信号特征，避免数学物理模型的假设依赖. 通过设计不同地质模型的地下速度结构，利用波动方程正演模拟构建大量不同特征的地震数据训练集和测试集. 与模型驱动的地震随机噪声压制和地震道插值方法不同，数据驱动下的卷积自编码器方法能够从含随机噪声地震数据和地震道缺失数据中，直接识别和提取出其中的有效地震信号，从而压制随机噪声以及重建原始地震数据，实验结果验证了该方法的有效性. 卷积自编码器方法不需要人工阈值控制，具有更高的处理效率.
为了提高宽带参量阵的探测精度，提出参量阵浅地层剖面仪的系统设计. 以换能器阵列作为声发射装置，相较单个换能器能显著提高声源的指向性，有效抑制旁瓣. 利用参量阵的非线性自解调模型，对比分析线性调频信号自解调前、后的波形与频谱变化，分析得出自解调信号的频宽扩展为原信号的2倍，且带宽内信号幅值满足每倍频程12 dB的增长态势. 据此设计改进匹配滤波器来进行脉冲压缩，并通过频谱修正来抑制频谱变化. 仿真结果表明，该宽带参量阵的换能器阵列具有较好的指向性，根据自解调信号和原频信号同指向性的原理，保证自解调信号的高指向性. 提出的改进脉冲压缩技术能进一步提高探测分辨率，通过选择合适的调频范围，距离分辨率可以达到7.5 cm，可以实现高精度的海底地层探测.
多源遥感影像是湿地制图和变化检测的重要依据，目前使用的商业高分辨率遥感影像仅能重现近20 a的湿地景观格局.利用解密的美国20世纪六七十年代CORONA KH-4B高分辨率间谍卫星影像，以杭州西溪湿地为例，利用面向对象分类方法进行湿地地物自动分类，进行湿地景观格局指数提取.结果表明，利用CORONA KH-4B影像和面向对象分类方法可有效进行湿地分类，重现近50 a前湿地景观格局.与近期Worldview 2影像和高分1号影像的提取结果的对比表明，50 a前西溪湿地主要呈耕地景观要素与池塘、河流等湿地景观要素共存的格局，后者在农业开发的影响下破碎度较高；现今西溪湿地区域优势景观要素为湿地与城市建筑，该演变的主要驱动力为杭州城西建设与西溪湿地综合保护工程的实施.
以三峡库区白水河滑坡为例，针对滑坡位移监测数据的非等距性和复杂性，结合非等距时间序列分析法、灰狼优化算法（GWO）和支持向量回归机（SVR）模型，提出新型非等距位移时序预测模型.利用自然三次样条插值法对滑坡位移数据进行等时距处理，基于时间序列分析理论将位移数据中的趋势成分和周期成分剥离，采用基于稳健最小二乘法的三次多项式拟合和GWO-SVR耦合模型分别对这两者进行预测，利用时间序列加法模型得到滑坡累计位移的预测值.研究表明，基于灰狼支持向量机的非等时距滑坡位移预测模型不仅预测精度高，预测误差较小，且寻优参数设置简单，计算收敛迅速.
为了提高地面沉降模型（COMPAC模型）参数自动校正（或反演）的效率，降低不确定性，使用Sobol'全局敏感性分析方法，以静态和动态的方式分别计算上海市地面沉降模型中5个参数（弱透水层渗透系数、塑性贮水率、弹性贮水率、前期最低水位和含水层贮水率）的一阶、交互和总敏感度，讨论不同变形阶段和参数区间对敏感度计算结果的影响，得出以下结论.1）含水层贮水率的敏感度较小，说明该参数对模拟结果的影响有限，该模型不能准确地反演该参数.2）各参数敏感度在不同变形阶段存在明显的差异，在弹性变形阶段，土层变形量主要受弱透水层弹性贮水率的影响；塑性变形阶段变形量主要受弱透水层塑性贮水率、渗透系数和前期最低水位的影响，说明模型可在弹性变形和塑性变形2个阶段分别校正参数.3）模型参数的交互敏感度较大，但通过分析观测数据，确定参数的合理区间，可以减小交互敏感度，即减小了“异参同效”性，降低了参数校正或反演的不确定性.
为了实现对深井采煤工作面的冲击地压灾害预防，采用微震走时成像技术，监测采煤工作面的应力异常.根据系统要求布置传感器台网，实现工作面全覆盖；采用层状模型分析地震波传播路径，计算地震波传播速度，利用子空间分阶段求解的方法进行反演，实现对监测区域的地震波走时层析成像；结合地震波速度和岩石所受应力的关系，达到研究采煤工作面应力异常的动态分布及变化特征的目的.试验结果表明：工作面推进时，煤层顶板高应力异常达到最大，工作面前方的高应力异常区动态变化范围较大，工作面后方存在较稳定的地震波低速异常，利用微震成像技术可以有效地监测地震波速度异常区域的范围及变化特征.
为了提升探地雷达数据的纵向分辨率，并解决传统反褶积方法对噪声敏感的问题，提出一种针对探地雷达信号的稀疏脉冲反褶积处理方法.通过试验获取子波信息，基于确定性的子波，采取正则化的反演方法，从信号中获得主要的反射系数.通过2个数值试验以及1个实际案例，对比分析处理前后的单道信号、剖面、频谱等情况，并与传统反褶积方法的结果做比较，结果表明：该方法相对于传统方法能较大地改善分辨率，并且受噪声影响较小，得到的结果成像效果更好.该方法经验证是一项有效、可行的探地雷达信号处理技术.
基于1985~2015年的杭州市遥感卫星影像数据，使用ArcGIS和ENVI提取土地利用类型信息.使用土地利用类型面积比例、土地利用动态度、土地利用转移矩阵以及耕建系数，对杭州市的土地利用情况进行定量分析.结果表明：1）建设用地逐年递增，耕地逐年递减，水体和林地波动较小.2）建设用地总量和转变程度逐年递增，主要来源是耕地；耕地总量和转变程度逐年递减，主要来源为林地和建设用地；林地和水体的主要转变来源和去向都是耕地.3）八区土地城市化进程存在时序差异，耕建系数可以较好地反映土地城市化进程.4）上城区、下城区和拱墅区处于均衡阶段，江干区、滨江区和西湖区处于趋稳阶段，萧山区和余杭区处于转变阶段.
基于位场数据在离散余弦变换域的稀疏性,利用lp(0≤p<1）范数代替l1范数作为模型参数稀疏性的度量.引入lp范数稀疏约束正则化方法,借用迭代再加权最小二乘算法思想求解得到稀疏约束优化问题的解.分析不同p值的lp范数稀疏约束正则化方法的数据重构能力.将该算法应用于实际位场数据重构试验中获得了较理想的结果,通过边界外延加大计算区域的方法减少了边界数据的重构误差,提高了数据重构质量.
滑坡在变形演化过程中,遭受季节性外界影响因素的作用,变形位移时间曲线呈现出阶跃型特征.采用时间序列分析方法,将位移分解为趋势项和季节项.趋势项位移由坡体自身地质条件控制,利用多项式函数进行预测|季节项位移受降雨、库水位和地下水位等因素的季节性作用而变化.选取当月降雨量、累计前2个月降雨量、当月库水位高程、月库水位变化速率和当月地下水位高程作为影响因子,利用进化支持向量机耦合模型进行预测|通过时间序列加法模型得到滑坡总位移预测值.以三峡库区白家包滑坡为例,通过计算得到预测结果与实际监测值基本吻合,其中最大均方根误差为188,而最小相关系数为098.研究表明：基于时间序列分析与进化支持向量机的滑坡位移预测模型,有效反映了阶跃型滑坡位移变化规律与季节性影响因素之间的响应关系,是一种行之有效的滑坡位移预测方法.
为解决复杂地质条件下基于小波边缘分析与建模的波阻抗反演（AIW）运算效率偏低的难题,基于AIW基本原理,对其原有算法进行改进,即采用改进的非常快速模拟退火算法（modified very fast simulated annealing algorithm,MVFSA）替代AIW原有算法,并于MOU气田盒8段开展储层分布预测以验证改进算法的可行性.以MVFSA为基本算法对原始地震数据进行AIW获取波阻抗数据体,并统计工区盒8段测井交会图建立储层预测判别模式进行储层分布预测.研究结果表明：在保持原有AIW基本特性的前提下,采用改进算法获得的AIW剖面不仅纵向分辨率得到一定程度的提高,横向分辩率的变化也真实自然,而且反演运算效率提高了25%～30%,解决了复杂地质条件下原有AIW反演算法运算效率偏低的难题|采用改进算法的AIW储层预测结果与实际地质情况及钻孔资料吻合较好,证实了改进算法的可行性.
根据地表地质特征和地震构造解释分析，认为黔南坳陷印支期前主要为东西向构造为主，印支运动不强烈，中侏罗世以后，黔南坳陷存在两幕构造变形和长期构造抬升，同时根据变形特征，以贵定向斜为界，东为厚皮冲断变形区，西为薄皮冲褶变形区；在显生宙构造运动背景下，黔南坳陷经历了加里东期、海西期、印支-燕山-喜山期3期7幕水文地质旋回，燕山－喜山期是黔南坳陷油气保存的主要破坏期，通过对研究区流体包裹体和方解石脉进行研究，认为古流体受大气降水影响显著，古大气水下渗深度东深西浅的特征严格受黔南坳陷燕山期断裂构造控制；结合构造和古流体响应研究可知，构造因素是控制黔南坳陷油气保存的关键因素，坳陷中薄皮冲褶变形区的长顺-龙里-平塘-甲青地区是黔南坳陷中油气保存条件最好的地区，并且推断冲褶变形区燕山期向西的逆冲-褶皱递进变形中的主滑脱层之下的地层是油气勘探的重点.
为了解决常规有限差分法在处理起伏地表自由边界条件时存在的需进行复杂坐标旋转和插值运算,以及对起伏地表进行阶梯状离散近似所产生的虚假绕射波等问题,把待求解的物理域离散成贴体正交曲线网格,将该网格映射到计算域的矩形规则网格上,在该计算域内求解一阶弹性波速度-应力方程及相应的自由边界条件,实现了广义正交曲线坐标系下的起伏地表地震波数值模拟问题.该算法简化了自由边界条件的实施,避免了因起伏地表阶梯化网格离散近似所产生的虚假波.数值模拟结果表明,该方法是可行的,可以用于起伏地表条件下地震波传播规律的研究.
针对压电检波器价格昂贵且存在不稳定性的问题,提出在同一测线（试验线）上同时布设常规检波器和压电检波器,根据两套数据的差异求得压电匹配滤波器,进而对常规检波器采集的数据进行匹配处理,从而在确保地震记录稳定性的前提下,发挥压电检波器高灵敏度、大动态范围和宽线性工作带的性能优势,以此来改善地震资料的品质.在塔巴庙地区的应用结果表明:该方法能有效地提高地震记录的主频,展宽有效频带宽度；原始地震记录中的一些复合波被打开,弱反射层得到加强,目的层位的标定更加准确、清晰,分辨率得到了有效地提高.
针对测井曲线进行沉积微相分析和渐弃型废弃河道微相计算机自动识别的问题,提出基于Haar小波变换的测井曲线沉积微相和渐弃型废弃河道识别的方法.在该方法中,应用小波分解将测井曲线的信号分解为宏观特征信息、细节信息和噪音信息三部分；将渐弃型废弃河道和普通河道作为同一类,利用Bayes判别分析对经小波变换后得到的SP、RMN、RMG曲线的宏观特征信息建立其判相模型,通过该模型将渐弃型废弃河道和普通河道与其他沉积微相进行分离；利用渐弃型废弃河道和普通河道沉积微相在微电极幅度差上的差异,将RMN – RMG值与地层深度建立拟合曲线,利用曲线的斜率为判相依据,识别出渐弃型废弃河道和普通河道.采用C/C++语言在C++ Builder平台上编写了本方法的应用程序,实现了从测井曲线沉积微相分析到平面相图自动生成的计算机化.该方法已被应用于大庆油田南二区东块1 480口井和南一区20口井的测井曲线分析处理,其结果与人工识别成果对比表明准确率达80%以上,能满足油田实际生产的要求.
基于波动方程的照明分析可以直观地反映在确定的地震观测系统下地下介质中地震波能量的分布,但是难以深入分析弱照明区域的成因并提出解决措施.针对该问题,提出一种新的复杂构造地区地震观测系统设计方法.利用波动方程照明技术定量评价不同观测系统在目标层的照明能量分布；通过波动方程正演模拟分析目标层位弱照明的成因,提出针对性的解决措施；对模拟数据的叠前深度偏移成像结果进行定量分析,优选最有利于成像处理的观测参数.将该方法应用于ZB地区逆掩推覆构造模型,结果表明,在该地区8 km的排列长度最有利于提高信噪比；在地面30.0～30.5 km进行炮点加密,并采用6 km的排列长度进行接收,可以明显改善弱照明区域的成像质量.
针对强潮地区海底管线危险性大、且无法用常规方法进行检测的现状,提出一种基于海底声学探测技术的强潮地区海底管线状态检测方法,考虑到海底管线状态检测的主要目的是确定管线与海床面之间的空间关系,该方法选择了侧扫声纳系统、浅地层剖面仪和多波束测深系统等海底声学探测技术.在简要介绍了每种技术的工作原理之后,进行了海底管线状态检测流程的设计,并介绍了各类声学数据的采集过程和基于空间参考的声学数据处理方法,最后提出两种检测成果表达方式,即基于图表二维表达方式和基于ESRI公司的ArcEngine组件的三维表达方式.
为了提高大洋科考航次设计的信息化水平,设计并实现了基于计算机技术、GIS技术和数据库技术,具有自动化和可视化功能的航次设计系统(VPDS),在航次设计系统中提出了测线区和工作区的概念,并基于测线区和工作区对航次设计(VPD)内容进行了分类和分层,同时为了实现可视化航次设计对港口、工作区、拐点、航线、测站、测线区以及测线进行了空间抽象,另外提出了基于不规则三角网(TIN)的航线设计方法,以实现航线的最优设计.在DY115-19和DY115-20航次中的成功应用表明,该系统具有较强的实用性．
