简介:传统上,有限差分的差分系数一般可以通过泰勒级数展开法或优化方法来极小化频散误差得到。基于泰勒级数展开的差分法在有限的波数范围内精度较高,但在这个范围之外会产生较强的数值频散;基于最小二乘的优化有限差分法能在更大的波数范围内达到较高的精度,并可以在较小的计算需求内获得全局最优解。本文将基于最小二乘的优化有限差分法从二维正演模拟推广到三维,形成了计算效率高、高精度范围宽、适合并行计算的三维声波优化有限差分方法。频散分析及正演模拟表明本文发展的有限差分方法可以很好地压制数值频散。最后,将本文发展的有限差分方法应用到三维逆时偏移的震源波场延拓和检波点波场延拓中,并结合有效边界存储策略与checkpointing技术在GPU集群上实现三维逆时偏移以提高计算效率、减少存储量。三维逆时偏移试算结果表明本文三维优化有限差分方法与传统的有限差分法相比可以获得更高精度的偏移成像结果。
简介:在地质因子、气候因子和人为干扰因子等的共同作用下,三江平原形成大量的孤立湿地。新构造运动的沉降或隆起间接地影响到孤立湿地的形成和发育,质地黏重的第四纪沉积物为孤立湿地的形成创造了有利的环境条件,古冰丘融化和古河道变迁直接导致孤立湿地的形成。气候变化(气温逐渐升高,降水量逐渐减少)和水文条件的改变(水位降低)造成湿地生态系统的逆向演替和退化,湿地退化后以“孤立湿地”形式残存下来。自20世纪50年代以来,在三江平原开展了几次大规模的农业开发活动,导致大面积连片湿地的破碎化,在农田中的地势较低处残留下来的沼泽,形成大量的孤立湿地。按孤立湿地形成和发育的地貌部位,将孤立湿地划分为阶地碟型洼地型、古河道型、河漫滩型、湖滨型和山前倾斜平原型孤立湿地。其中,分布在河流阶地地貌中的孤立湿地数量最多;按孤立湿地的形态可以分为碟型、线型和不规则型孤立湿地;按孤立湿地与土地利用类型之间的关系可划分为自然湿地中的孤立湿地、林地中的孤立湿地、居民用地中的孤立湿地、水田中的孤立湿地和旱田中的孤立湿地,其中,旱田中的孤立湿地数量最多。孤立湿地的结构和功能多样,生态环境效应明显,应对其进行合理保护与规划。
简介:为了研究南四湖景观格局在纵向和横向上的时空变化规律,提取湖区1985年、2000年和2015年研究区的景观类型信息,在Fragstats4.2软件支持下,利用斑块类型面积、斑块密度、最大斑块指数、斑块凝聚度指数、平均斑块分维指数、景观分割度指数和Shannon’s多样性指数,分析湖区总体景观格局特征;采用移动窗口方法,分析沿不同梯度采样带的景观格局细节变化规律。研究结果表明,与1985年相比,2015年,南四湖区景观破碎度增加,连通度下降,景观形状日趋规则,优势景观由1985年的湖泊明水面、芦苇(Phragmitesaustralis)荡和荷(Nelumbonucifera)田变成养殖水面、水稻田和湖泊明水面。在纵向景观梯度上,各湖泊交界处和人类活动密集地带景观结构变化最为明显,异质性和多样性强,斑块破碎度高,研究区丰富的水资源和剧烈的人为干扰活动加快了土地开发利用速度;在横向景观梯度上,在景观过渡带及易受人为干扰的湖岸两侧、城镇地区,呈现出斑块分离度和多样性高、自然连通度和优势度低、景观形状复杂的格局特点。横、纵采样带各景观指数值随时间的变化与总体格局一致,即景观分离度增加、优势度下降,整体景观形状趋于简单。